計算機在制藥工程中的應用

1、計算機在制藥工程中的應用,程純?nèi)?四川自貢， 2013年3月,第1講 緒論,計算機在制藥工程中的應用綜述,1.1 計算機在藥物研究中的應用,文字處理圖形圖像處理實驗數(shù)據(jù)處理插值擬合實驗設(shè)計實驗結(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計算催化機理研究儀器分析其他(二維分子式繪制等),圖形圖像處理,如用photoshop對圖像進行處理等,實驗數(shù)據(jù)處理,插值與擬合,,實驗設(shè)計,正交實驗設(shè)計均勻?qū)嶒炘O(shè)

2、計,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,DNA結(jié)構(gòu),炭疽病毒分子結(jié)構(gòu),實驗流程繪制,1.2 計算機在制藥工程中的應用,過程模擬穩(wěn)態(tài)模擬動態(tài)模擬仿真實習輔助設(shè)計等過程優(yōu)化生產(chǎn)管理生產(chǎn)計劃生產(chǎn)調(diào)度,化工數(shù)據(jù)查詢化工計算線性方程組求解非線性方程求解非線性方程組求解CFD計算Computational Fluid Dynamics反應過

3、程傳質(zhì)過程傳熱過程,1.2.1 化工過程模擬簡介,化工過程模擬(亦稱流程模擬)技術(shù)是以工藝過程的機理模型為基礎(chǔ),采用數(shù)學方法來描述化工過程,通過應用計算機輔助計算手段,進行過程物料衡算、熱量衡算、設(shè)備尺寸估算和能量分析,作出環(huán)境和經(jīng)濟評價。該技術(shù)使我們能夠從整個系統(tǒng)的角度來認識、分析、預測生產(chǎn)中深層次的問題,進行裝置調(diào)優(yōu)、流程剖析和過程綜合,達到優(yōu)化生產(chǎn)、節(jié)約資源、環(huán)境友好、提高經(jīng)濟效益的目的。,過程模擬的用途,新裝置設(shè)計舊裝置改

4、造新工藝、新流程的開發(fā)研究生產(chǎn)過程調(diào)優(yōu)疑難問題診斷仿真培訓等,過程模擬的內(nèi)容,穩(wěn)態(tài)模擬－連續(xù)化工過程的模擬。其特點是參數(shù)只隨空間變化，不隨時間變化。動態(tài)模擬－用于解決穩(wěn)態(tài)模擬無法解決的工程問題，同時考慮空間和時間因素。,1.2.2 過程仿真,以仿真機為主要工具，用數(shù)學模型描述過程系統(tǒng)動態(tài)特性，在仿真機上再現(xiàn)該過程的實時特性，以代替過程系統(tǒng)進行實驗和研究。,過程仿真的用途,輔助培訓與教育理論教學實踐教學實習教學輔助設(shè)計

5、輔助生產(chǎn)輔助研究計算流體力學分子模擬工藝研究,1.2.3 計算機輔助,CADCAMCAI,工藝流程圖,設(shè)備布置圖,,,設(shè)備圖,,零件圖,,管道布置圖,,,計算機輔助制造,1.2.4 化工計算,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,一般通過輸入如下的任意一個條件: 1.物質(zhì)的CAS號(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)庫及搜索引擎,1. http://chemfinder.cambridgesoft.com/ 這是一個很好的物性檢索工具，分為參考數(shù)據(jù)庫,化學物質(zhì)數(shù)據(jù)庫,化學反應數(shù)據(jù)庫,安全數(shù)據(jù)庫檢索等.2.http://www.chinweb.com/ListPageE/ChemicalDB.shtml 我國的化學資源導航網(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，如熱力學數(shù)據(jù)庫／分析化學／環(huán)境數(shù)據(jù)庫等各種門類的數(shù)據(jù)庫．,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工程化學數(shù)據(jù)庫 http://www.sdb.ac.cn(中國)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,中國工程化學數(shù)據(jù)庫,查詢甲醇的相變數(shù)據(jù)結(jié)果,1.3 計算機在其他領(lǐng)域的應用,數(shù)據(jù)的可視化符號計算統(tǒng)計分析,統(tǒng)計分析,本課程主要介紹內(nèi)容,Origin 6.0 數(shù)據(jù)處理軟件的應用Chemdraw 等分子繪圖軟件Visio 2004 工程圖表制作軟件網(wǎng)上化學化工資源及檢索計算機模擬簡介(化工流程模擬 ) CHEMCAD\

10、Aspen\PRO2其它化學化工小軟件介紹計算機輔助化工設(shè)計簡介,參考書籍,化學信息學 科學出版社 邵學廣等Origin 6.0 實例教程 中國電力出版社 郝紅偉Visio 工程圖表制作實例導學 清華大學生出版社 甘登岱等編著化工實驗數(shù)據(jù)計算機處理 四川大學 王煤等計算機在化工中的應用 中國工業(yè)大學出版社 劉道德等編著計算機輔助化工設(shè)計 科學出版社 孫岳明等,AutoCAD200X應用教程 電子工業(yè)出版社 曾

11、令宜等計算機在化學化工中的應用 化學工業(yè)出版社 方國利等化學化工特種文獻及其檢索 化學工業(yè)出版社 柯以侃等化學化工專利文獻及其檢索 化學工業(yè)出版社 王崇臣等計算機在化學中的應用 華南理工大學出版社 方奕文 等,計算機工程制圖 王書慶等編著 同濟大學版社出版化學信息學 化學工業(yè)出版社 陳明旦等,Origin,Origin 是美國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)，因此需要了解并學會使用一些這方面的專業(yè)軟件。現(xiàn)在微機上經(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、分子動力學、半經(jīng)驗及量子化學計算的部分。應用這些軟件，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、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、管理機構(gòu)圖、網(wǎng)絡(luò)布線圖、機械設(shè)計圖、工程流程圖、審計圖及電路圖等。此外，用戶可在visio界面中直接對其他應用程序文件進行編輯和修改。介紹典型的應用方案模板