化學工程數學模擬

Anders+Rasmuson

數學模擬方法在化學工程的研究、開發和設計中已成為普遍采用的常規手段，作用越來越突出。不同類型和復雜程度的數學模型在化學工程中的應用日趨廣泛，如反應器、分離器和換熱器等的設計、放大、優化和運行；實驗的規劃和結果評價；復雜體系機理的理解等。數學模型的構建是最重要的環節，模型的數學表述既有衡算的微分方程的形式等，也有涉及平衡的代數模型等。

本書的目的就是在化學工程數學模型的建立、簡化、評價/解釋和應用等諸方面培養讀者的洞察力和技巧。

本書包括（1）模型的構建，即用數學語言來描述物理/化學現象，并強調這是一個迭代的過程，通過與實驗的對照，模型被不斷改進；（2）模型簡化和近似方法，包括因次分析法，時間常數分析法和漸近分析法等；（3）典型的各類模型的求解方法綜述；（4）模型建立的最后一步：參數估計、模型驗證和評價。對于"在特定情況下應當應用哪個模型？"這個問題，將會給出答案。與現有書籍不同的是，盡管書中也給出了典型的各類模型的求解方法綜述，但具體求解的數值算法并不是本書的主要內容。

通過閱讀本書，讀者將能夠通過建立、求解和應用數學模型來解決化學工程問題，特別是：（1）分析質量、動量、熱量的傳遞和化學反應，建立微分和宏觀控制體的衡算模型；（2）通過簡化通用模型方程來建立模型；（3）理解模型間的差異；（4）理解如何使用數值求解方法；（5）理解參數估計方法。

全書分為7章：1. 緒論；2. 分類；3. 模型表述；4.經驗模型（Empirical Model Building）的建立；5. 簡化數學模型的策略；6. 數值方法；7. 數學模型的統計分析。還有三個附錄列出了傳遞方程，無因次變量，分布數表。每章后均附有一定數量的問題和習題，供讀者深化對內容的認識和理解。本書的讀者對象是高等學校化學工程專業的高年級本科生和研究生，需掌握化工原理特別是傳遞現象的基礎知識，并具備一定的數學、統計和計算機編程基礎。本書也可供石油與化工、輕工等行業從事研究、開發和設計的工程技術人員參考。

陳宏剛，教授

（華北電力大學）