計(jì)算機(jī)在制藥工程中的應(yīng)用

1、計(jì)算機(jī)在制藥工程中的應(yīng)用,程純?nèi)?四川自貢， 2013年3月,第1講 緒論,計(jì)算機(jī)在制藥工程中的應(yīng)用綜述,1.1 計(jì)算機(jī)在藥物研究中的應(yīng)用,文字處理圖形圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理插值擬合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析圖形處理,分子模擬藥物篩選合成路徑選擇量子化學(xué)計(jì)算催化機(jī)理研究?jī)x器分析其他(二維分子式繪制等),圖形圖像處理,如用photoshop對(duì)圖像進(jìn)行處理等,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,插值與擬合,,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)

2、計(jì),圖形處理,分子模擬(Hyperchem),乙烯的軌道圖像,儀器分析,紅外光譜,核磁共振,二維分子式繪制,三維分子表達(dá),DNA結(jié)構(gòu),炭疽病毒分子結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)流程繪制,1.2 計(jì)算機(jī)在制藥工程中的應(yīng)用,過(guò)程模擬穩(wěn)態(tài)模擬動(dòng)態(tài)模擬仿真實(shí)習(xí)輔助設(shè)計(jì)等過(guò)程優(yōu)化生產(chǎn)管理生產(chǎn)計(jì)劃生產(chǎn)調(diào)度,化工數(shù)據(jù)查詢化工計(jì)算線性方程組求解非線性方程求解非線性方程組求解CFD計(jì)算Computational Fluid Dynamics反應(yīng)過(guò)

3、程傳質(zhì)過(guò)程傳熱過(guò)程,1.2.1 化工過(guò)程模擬簡(jiǎn)介,化工過(guò)程模擬(亦稱流程模擬)技術(shù)是以工藝過(guò)程的機(jī)理模型為基礎(chǔ),采用數(shù)學(xué)方法來(lái)描述化工過(guò)程,通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算手段,進(jìn)行過(guò)程物料衡算、熱量衡算、設(shè)備尺寸估算和能量分析,作出環(huán)境和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。該技術(shù)使我們能夠從整個(gè)系統(tǒng)的角度來(lái)認(rèn)識(shí)、分析、預(yù)測(cè)生產(chǎn)中深層次的問(wèn)題,進(jìn)行裝置調(diào)優(yōu)、流程剖析和過(guò)程綜合,達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)、節(jié)約資源、環(huán)境友好、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。,過(guò)程模擬的用途,新裝置設(shè)計(jì)舊裝置改

4、造新工藝、新流程的開發(fā)研究生產(chǎn)過(guò)程調(diào)優(yōu)疑難問(wèn)題診斷仿真培訓(xùn)等,過(guò)程模擬的內(nèi)容,穩(wěn)態(tài)模擬－連續(xù)化工過(guò)程的模擬。其特點(diǎn)是參數(shù)只隨空間變化，不隨時(shí)間變化。動(dòng)態(tài)模擬－用于解決穩(wěn)態(tài)模擬無(wú)法解決的工程問(wèn)題，同時(shí)考慮空間和時(shí)間因素。,1.2.2 過(guò)程仿真,以仿真機(jī)為主要工具，用數(shù)學(xué)模型描述過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，在仿真機(jī)上再現(xiàn)該過(guò)程的實(shí)時(shí)特性，以代替過(guò)程系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。,過(guò)程仿真的用途,輔助培訓(xùn)與教育理論教學(xué)實(shí)踐教學(xué)實(shí)習(xí)教學(xué)輔助設(shè)計(jì)

5、輔助生產(chǎn)輔助研究計(jì)算流體力學(xué)分子模擬工藝研究,1.2.3 計(jì)算機(jī)輔助,CADCAMCAI,工藝流程圖,設(shè)備布置圖,,,設(shè)備圖,,零件圖,,管道布置圖,,,計(jì)算機(jī)輔助制造,1.2.4 化工計(jì)算,非線性方程求解線性方程組的求解非線性方程組的求解,1.2.5 化工數(shù)據(jù)查詢,一般通過(guò)輸入如下的任意一個(gè)條件: 1.物質(zhì)的CAS號(hào)(可以精確查詢) 2.物質(zhì)名稱(英文)

6、 3.分子式 4.畫物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式,重要的數(shù)據(jù)庫(kù)及搜索引擎,1. http://chemfinder.cambridgesoft.com/ 這是一個(gè)很好的物性檢索工具，分為參考數(shù)據(jù)庫(kù),化學(xué)物質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù),化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù),安全數(shù)據(jù)庫(kù)檢索等.2.http://www.chinweb.com/ListPageE/ChemicalDB.shtml 我國(guó)的化學(xué)資源導(dǎo)航網(wǎng)站CHIN把物性

7、數(shù)據(jù)的資源作為一類重要的資源進(jìn)行收集.整理了”怎樣查找物性數(shù)據(jù)”的資源集錦,列出了較多的資源鏈接3. http://webbook.nist.gov/chemistry/guide National Institute Of Standars and Technology包含很多種數(shù)據(jù)庫(kù)，如熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)／分析化學(xué)／環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)等各種門類的數(shù)據(jù)庫(kù)．,4.適合查詢基本熱化性質(zhì)數(shù)據(jù)的網(wǎng)站:http://webbook.nis

8、t.gov/chemistry/form-ser.htmlhttp://www.learnchem.net/tools/thermo.shtml工程化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù) http://www.sdb.ac.cn(中國(guó))5. 適合查詢相變數(shù)據(jù)及有關(guān)臨界性質(zhì)的網(wǎng)站:http://www.enginchem.csdb.cn/sdb_2004/phase_transition.htmlhttp://pirika.com/chem/TCPEE/T

9、CPE.htmhttp://data-books.com/bussei_e/bs_index.html,中國(guó)工程化學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù),查詢甲醇的相變數(shù)據(jù)結(jié)果,1.3 計(jì)算機(jī)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用,數(shù)據(jù)的可視化符號(hào)計(jì)算統(tǒng)計(jì)分析,統(tǒng)計(jì)分析,本課程主要介紹內(nèi)容,Origin 6.0 數(shù)據(jù)處理軟件的應(yīng)用Chemdraw 等分子繪圖軟件Visio 2004 工程圖表制作軟件網(wǎng)上化學(xué)化工資源及檢索計(jì)算機(jī)模擬簡(jiǎn)介(化工流程模擬 ) CHEMCAD\

10、Aspen\PRO2其它化學(xué)化工小軟件介紹計(jì)算機(jī)輔助化工設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介,參考書籍,化學(xué)信息學(xué) 科學(xué)出版社 邵學(xué)廣等Origin 6.0 實(shí)例教程 中國(guó)電力出版社 郝紅偉Visio 工程圖表制作實(shí)例導(dǎo)學(xué) 清華大學(xué)生出版社 甘登岱等編著化工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)處理 四川大學(xué) 王煤等計(jì)算機(jī)在化工中的應(yīng)用 中國(guó)工業(yè)大學(xué)出版社 劉道德等編著計(jì)算機(jī)輔助化工設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 孫岳明等,AutoCAD200X應(yīng)用教程 電子工業(yè)出版社 曾

11、令宜等計(jì)算機(jī)在化學(xué)化工中的應(yīng)用 化學(xué)工業(yè)出版社 方國(guó)利等化學(xué)化工特種文獻(xiàn)及其檢索 化學(xué)工業(yè)出版社 柯以侃等化學(xué)化工專利文獻(xiàn)及其檢索 化學(xué)工業(yè)出版社 王崇臣等計(jì)算機(jī)在化學(xué)中的應(yīng)用 華南理工大學(xué)出版社 方奕文 等,計(jì)算機(jī)工程制圖 王書慶等編著 同濟(jì)大學(xué)版社出版化學(xué)信息學(xué) 化學(xué)工業(yè)出版社 陳明旦等,Origin,Origin 是美國(guó)Microcal公司推出的一款優(yōu)秀的數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件。介紹其數(shù)據(jù)管理、函數(shù)擬合和數(shù)據(jù)分

12、析功能，在 Origin中二維繪圖、三維繪圖和多層圖繪制的方法， Origin版面設(shè)計(jì)窗口的創(chuàng)建和定制方法，在Origin中數(shù)據(jù)的輸入和輸出方法，以及在Origin中Excel的使用方法。,Chemdraw,化工專業(yè)的從業(yè)人員經(jīng)常要畫分子結(jié)構(gòu)，因此需要了解并學(xué)會(huì)使用一些這方面的專業(yè)軟件?，F(xiàn)在微機(jī)上經(jīng)常使用的繪制2D分子結(jié)構(gòu)的軟件為Chemwin 和CS ChemDraw,繪制3D分子結(jié)構(gòu)的軟件有CS Chem3D、HyperChem、W

13、ebLab ViewerPro等。其中一些軟件還集成了分子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)、半經(jīng)驗(yàn)及量子化學(xué)計(jì)算的部分。應(yīng)用這些軟件，不僅可以繪制三維的分子結(jié)構(gòu)，還可以顯示該分子的結(jié)構(gòu)性質(zhì)如分子表面、靜電勢(shì)、分子軌道等。,Visio,Visio能夠使專業(yè)人員和管理人員快捷靈活地制作各種建筑平面圖、管理機(jī)構(gòu)圖、網(wǎng)絡(luò)布線圖、機(jī)械設(shè)計(jì)圖、工程流程圖、審計(jì)圖及電路圖等。此外，用戶可在visio界面中直接對(duì)其他應(yīng)用程序文件進(jìn)行編輯和修改。介紹典型的應(yīng)用方案模板