1、學習 好資料計算機在材料科學與工程中的應用Application of computer in material science &engineering )課程編碼：113191510學分：2 學分學時：32 學時先修課程：高等數(shù)學、結晶學、材料科學基礎、固體物理后續(xù)課程：適用專業(yè)：材料科學與工程、材料物理開課部門：材料科學與工程學院一、 課程教學目的和課程性質本課程是材料科學與工程專業(yè)的主要專業(yè)技術選修課程。課程教學所需達到的目的是了解在材料科學領域的需要應用計算機解決的問題。掌握計算機應用中經(jīng)常采用技術手段的工作原理、性能和特點。 掌握材料研究、材料制備、材料工程中可以運用計算機

2、解決問題的的基本方法。在實驗中介紹典型、常用的計算機處理軟件、數(shù)據(jù)處理技術，實驗方法設計，對一般材料的研究、制造過程中需要計算機技術的環(huán)節(jié)，具有初步判斷并進行簡要分析、設計的能力。課程內容共分四章，第一章材料科學研究中常用的實驗設計方法及數(shù)據(jù)處理，第二章Origin 在材料科學與工程中的的應用，第三章計算材料學（第一性原理），第四章材料設計與計算材料學（分子動力學方法）。本課程的學習與基礎理論課的學習方法不同，應注意理論學習與生產(chǎn)實踐相結合，注重實驗，授課16 學時，實驗16 學時。二、課程的教學要求更多精品文檔學習 好資料第 1 單元 材料科學研究中常用的實驗設計方法及數(shù)據(jù)處理（ 4學時）知

3、 識 點 正交設計的基本原理，正交試驗設計方法，正交試驗數(shù)據(jù)分析技術；曲線擬合及最小二乘法在數(shù)據(jù)處理中的應用。重點 正交試驗設計方法，最小二乘法的應用。難點 正交設計的方差分析，最優(yōu)工藝的確定，最小二乘法數(shù)據(jù)處理。 基本要求1、識記：基本名詞術語、概念等2、領會：正交設計與最小二乘法原理和方法等。3、簡單應用：通過正交方法設計實驗，通過曲線擬合或最小二乘法獲得相關模型。4、綜合應用：采用正交設計進行試驗并對數(shù)據(jù)進行綜合分析，從而得到最有方法或工藝。 實踐與練習通過課后習題以及學生參與實驗的設計進行數(shù)據(jù)處理和試驗方法設計的綜合鍛煉 考核要求 考核要求需覆蓋每章全部教學內容第 2 單元 Origi

4、n 在材料科學與工程中的的應用（ 4 學時）知 識 點 Origin 軟件的基礎知識；origin 軟件在數(shù)據(jù)處理中的應用；origin軟件圖形處理技術；origin 軟件在科技論文寫作中的應用。重 點 origin 軟件在數(shù)據(jù)處理中的應用；origin 軟件圖形處理技術。難 點 origin 軟件圖形處理技術 基本要求 1、識記：Origin 軟件的基礎知識。2、領會：Origin 軟件在數(shù)據(jù)處理中的應用；origin 軟件圖形處理技術；origin 軟件在科技論文寫作中的應用。3、簡單應用：origin 軟件數(shù)據(jù)分析，如在峰值的確定和半峰寬的獲得方面。4、綜合應用：origin 軟件在圖形

5、處理方面的應用，以及如何建origin 應用于論文的寫作中。 實踐與練習對給定的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，或者得到規(guī)定的圖譜并對圖譜數(shù)據(jù)進行處理，獲得理想的圖譜，并應用于論文的寫作之中。 考核要求 全部教學內容第 3 單元 計算材料學（第一性原理）（ 4 學時）知 識 點 材料計算模擬的層次及對應的方法；materials studio 軟件的安裝；利用 Visualizer 建立材料模擬中的各種物理模型；密度泛函理論及其在Castep 模塊中的實現(xiàn)；Castep 模塊在第一性原理計算模擬中的應用。重 點 Visualizer 在材料模擬中建立各種模型如晶體、表面、界面、摻雜等； Castep 模塊的

6、應用。難 點 密度泛函理論及其實現(xiàn) 基本要求 學習-好資料學習 好資料1、識記：材料計算模擬的層次及對應的方法。2、領會：密度泛函理論及其實現(xiàn)。3、 簡單應用：應用 Visualizer 在材料模擬中建立各種模型如晶體、表面、界面、摻雜等。4、綜合應用：利用 Castep 研究材料的基本物性。 實踐與練習利用 Castep 研究材料的基本物性。 考核要求 全部教學內容第 4 單元 計算材料學（分子動力學）（ 4 學時）知識點分子動力學的基本原理與步驟；分子動力學在MS 中的實現(xiàn)；discover及Forcite 材料研究中應用。重點分子動力學的基本原理與步驟及其實現(xiàn)。難點分子動力學的基本原理

7、基本要求 1、識記：2、領會：分子動力學的基本原理。3、簡單應用：應用discover 研究材料的各種輸運特性。4、綜合應用：利用Forcite 研究材料的表面吸附。 實踐與練習利用 Forcite 研究材料的表面吸附。 考核要求 全部教學內容更多精品文檔三、學時分配講 課 內 容學 時2、Origin在材料科學與工程中的的應用444、材料設計與計算材料學（分子動力學）4四、教學方法與手段運用多媒體教學手段，理論教學與實驗操作相結合的手段進行教學。五、考核模式與成績評定辦法成績評定為百分制。其中實驗占總成績 100%六、選用教材和主要參考書教材：計算機在材料科學與工程中的應用，曾令可，葉衛(wèi)平，武漢理工大學出版社，2004年3月主要參考書：1、許鑫華，葉衛(wèi)平.計算機在材料科學中的應用.機械工業(yè)出版社,2003年第一版2、邱大年.計算機在材料科學中的應用.北京工業(yè)大學出版社，1990 年第一版3、樊新民.材料科學與工程中的計算機技術 .中國礦業(yè)大學出版 社,2000年第一版學習 好資料六、課程的實驗內容與要求1、實驗設計及數(shù)據(jù)處理方法，四學時2、 origin 軟件的應用，四學時3、 Catep 模塊的應用（第一性原理），四學時4、 Forcite 模塊的應用（分子動力學），四學時實驗目的：驗證、鞏固和補充課堂講授的理論知識。培養(yǎng)學生初步掌握主要的計算機應用技術，具備對材料研究、