
本书选择微分方程(常微分方程与偏微分方程)作为主要内容,按照化学工程的专业特点及教学要求系统系统地介绍了有关的理论及学术分析方法。在撰写思路上,本书力求做到数学方法与化工内容有机结合。本书内容丰富,讲解简明易懂,条理清晰,可作为相关专业的硕士生和高年级本科生的教材使用。 |
| 第1章化工问题的数学建模1 11数学模型在化学工程中的意义与作用1 12数学建模的一般步骤与方法3 13化工问题的数学表述7 131守恒方程7 132本构关系15 133定解条件16 14数学模型的无量纲化17 15催化剂颗粒模型23 16固定床反应器的拟均相模型27 161二维拟均相模型27 162一维瞬态模型28 17色谱过程的数学模型30 171固定床平衡色谱模型30 172非平衡色谱过程模型32 *173移动床吸附分离过程的数学模型34 18结晶过程的粒数衡算模型38 19边界层中的流动与传递41 *110多孔介质中的流动与传递45 本章小结47 .问题与练习48 参考文献52 第2章常微分方程的分析解法53 21初等解法53 211微分方程的分类及有关概念53 212一阶方程的初等解法56 213二阶方程的初等解法58 22二阶线性常微分方程的解法60 221常系数方程的代数解法60 222变系数方程的幂级数解法64 223扩散限制的瞬时反应70 23特殊函数73 231bessel方程与bessel函数73 232legendre方程与legendre函数79 24一阶线性常系数微分方程组的矩阵解法81 241矩阵解法81 242复杂网络的解耦86 *25矩阵函数与矩阵多项式89 251矩阵函数的多项式表示90 252矩阵多项式的确定93 253非齐次方程组与串联系统的动态响应96 26线性稳定性分析方法99 261稳定性的定义和失稳判据99 262稳态点的分类和相平面上解的性态102 263化学反应器的热稳定性104 本章小结106 问题与练习108 参考文献112 第3章一阶偏微分方程与特征线法113 31特征线法113 311一阶偏微分方程的定解问题113 312特征线法的几何原理115 313特征线法的物理意义119 32非线性波与追赶现象124 321追赶现象124 322激波间断条件127 33典型问题分析131 331化学剂段塞的色谱运动131 332交通流问题与颗粒群的沉降模型134 333注水驱油问题139 *34多组分非线性色谱理论142 341浓度空间的组成路线与xt平面的特征线法143 342双组分langmuir吸附问题的解148 本章小结155 问题与练习157 参考文献159 第4章二阶偏微分方程与分离变量法160 41二阶方程的分类与定解问题的提法160 42分离变量法163 421分离变量法的一般步骤163 422非齐次边值的处理:叠加特解169 423非齐次方程的处理:级数展开172 43特征值理论174 44特殊函数的应用181 45典型化工问题分析189 451催化剂颗粒的瞬态响应189 452管式反应器的动态行为193 453管道中的层流换热195 *454反应扩散体系的线性稳定性分析196 *46变量组合方法200 461半无限空间区域上的不定常热传导200 462壁面与降膜之间的传热202 本章小结204 问题与练习205 参考文献209 第5章积分变换与矩量分析方法210 51fourier变换210 511fourier级数与fourier变换210 512fourier变换的基本性质213 52laplace变换217 521laplace变换与fourier变换217 522laplace变换的基本性质219 523laplace逆变换221 53基本解与传递函数224 531δ函数的概念和性质224 532微分方程的基本解225 533传递函数228 54矩量分析方法231 541矩的概念232 542停留时间分布与脉冲动态实验235 55线性色谱过程的矩量分析238 551考虑扩散阻力时的线性色谱过程239 552传递阻力的等效模型243 *56结晶过程与聚合过程的矩量分析244 561结晶过程的矩量分析244 562聚合过程的矩量分析249 *57空间矩与分布函数的多项式近似252 571分布函数的正交多项式展开252 572单峰型空间分布函数的构造254 本章小结257 问题与练习259 参考文献262 第6章近似解析方法264 61摄动法264 611正则摄动与奇异摄动264 612空间陡峭分布问题的边界层方法268 613时间多尺度问题的边界层方法271 *614移动的空间边界层问题274 62试验函数方法277 621试验函数与方程残差277 622空间积分近似282 623加权余量法285 *63正交配置法288 631以待定参数为未知量的正交配置法288 632以节点函数值为未知量的正交配置法291 633有限元正交配置法296 本章小结299 问题与练习300 参考文献304 附录正交配置法通用子程序305 |
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