化学化工科研软件
课程编码：180210081701P2004H
英文名称：Scientific Software in Chemistry and Chemical Engineering
课时：50
学分：2.50
课程属性：专业核心课
主讲教师：王利民等
教学目的要求
本课程是一门化学、化工及相关专业研究生的专业课程。随着计算技术的发展，科研软件已经成为解决化学、化工发展瓶颈问题的重要手段，也是新兴研究领域和学科增长点。通过开展科研软件及应用普及教育，使学生掌握常用科研软件及其使用技巧，对于促进学生创新思维的形成、创新知识的运用和实践能力的培养具有重要的作用。熟练掌握科研软件使用，有利于科技成果快速发表，有利于提高科研竞争能力。
通过本课程的学习，使学生了解科研软件的基本知识，为今后科研工作的论文撰写、模拟计算、数据处理、科技绘画及应用等等做好知识储备。
本课程的教学中，通过范例加深学生对科研软件了解并提高实践应用能力。本课程涉及化学化工领域许多常用科研软件，掌握其基本使用技巧后，可起到举一反三、事半功倍的作用。
预修课程
无
大纲内容
第一章 文本编辑：Office和MathType
第1节 LaTeX VS Word 1学时 王利民
第2节 运行环境及配置 1学时 王利民
第3节 Tex Live安装步骤 1学时 王利民
第4节 WinEdt界面介绍 1学时 王利民
第二章 参考文献管理：EndNote和BibTeX
第1节 EndNote安装 1学时 王利民
第2节 EndNote使用技巧 1学时 王利民
第3节 期刊文献格式简介 1学时 王利民
第4节 BibTeX文献格式 1学时 王利民
第5节 LaTeX书籍报告排版 1学时 王利民
第6节 LaTeX学位论文排版 1学时 王利民
第三章 文稿排版：WinEdt和LaTeX
第1节 LaTeX文档结构 0.5学时 王利民
第2节 字体及版面设计 1学时 王利民
第3节 数学公式排版 1学时 王利民
第4节 LaTeX表格制作 1学时 王利民
第5节 图形格式及转换 0.5学时 王利民
第6节 LaTeX绘图与插图 1学时 王利民
第7节 使用LaTeX准备稿件 1学时 王利民
第8节 LaTeX幻灯片制作 1学时 王利民
第9节 常用期刊模版介绍 0.5学时 王利民
第10节 LaTeX简历制作 0.5学时 王利民
第四章 量化计算：Gaussian、VASP和Material Studio
第1节 量化计算基础理论 1学时 任瑛
第2节 Gaussian使用技巧 1学时 任瑛
第3节 VASP使用技巧 0.5学时 任瑛
第4节 Material Studio使用技巧 0.5学时 任瑛
第五章 分子动力学模拟：Gromacs、LAMMPS和NAMD
第1节 分子动力学理论与应用 2学时 任瑛
第2节 Gromacs使用技巧 2学时 任瑛
第3节 LAMMPS使用技巧 1.5学时 任瑛
第4节 NAMD使用技巧 0.5学时 任瑛
第六章 数据及分子结构绘图：VMD、Origin和ChemDraw
第1节 数据绘图及分子结构绘图应用 1学时 任瑛
第2节 VMD使用技巧 2学时 任瑛
第3节 Origin使用技巧 1.5学时 任瑛
第4节 ChemDraw使用技巧 1.5学时 任瑛
第七章 复杂图形的绘制简介(示意图、CAD二维、三维)
第1节 复杂图形的绘制简介 1学时 张楠
第2节 CAD与二维制图简介 1学时 张楠
第3节 CAD三维制图简介 1学时 张楠
第八章 计算流体力学简介与软件介绍（Fluent、OpenFOAM）
第1节 CFD研究历史 1学时 张楠
第2节 CFD应用 1学时 张楠
第3节 CFD计算流程 1学时 张楠
第4节 Ansys Fluent软件简介 2学时 张楠
第5节 OpenFOAM软件简介 1学时 张楠
第九章 后处理软件介绍（Tecplot、Paraview）
第1节 Tecplot简介及使用技巧 2学时 张楠
第2节 Paraview简介及使用技巧 1学时 张楠
第十章 Python数据处理
第1节 Python简介 1学时 张楠
第2节 Python科学计算 1学时 张楠
第3节 Python绘图 1学时 张楠
第十一章 课程考核
第1节 考核说明及辅导 1学时 张楠
第2节 课堂开卷 1学时 张楠
参考书
1、
Computational fluid dynamics: The Basics with Applications@LATEX: User’s Guide and Reference Manual@The Art of Molecular Dynamics Simulation@Understanding Molecular Simulation 2nd Edition
J. D. Anderson@Lamport Leslie@D. C. Rapaport@Daan Frenkel B. Smit
1995@1994@2004@2001
McGraw-Hill@Addison-Wesley@Cambridge University Press@Academic Press
课程教师信息
王利民，男，博士，研究员，博士生导师。介科学研究部党支部书记、主任，EMMS课题组组长。2008年获中科院过程工程所博士学位，2008年至2009年法国国家科研中心 (CNRS) 博士后，回国历任中科院过程工程所多相复杂系统国家重点实验室助研、副研、项研和正研，2012年入选中科院青年创新促进会会员，2017年被选为中国化工学会过程模拟及仿真专委会秘书长，2021入选中国科学院特聘研究骨干岗位，荣获中科院前沿科学重点研究计划“拔尖青年科学家”、“侯德榜化工科技青年奖”、中国颗粒学会“青年颗粒学奖”、 中科院过程工程所“人才高地计划”杰出研究员等多项荣誉称号。主要从事多相湍流系统介尺度理论与方法研究，包括湍流模拟、介科学、计算流体力学、流态化和多相反应工程。现担任中国工程院院刊《Engineering》青年通讯专家、中国颗粒学会青年理事、《中国粉体技术》期刊编委会成员；迄今在AIChE J，Chem. Eng. Sci，J. Comput. Phys等学术期刊上发表论文80余篇，参与Springer专著3部。先后主持项目18项，其中，国家“两机”重大专项课题1项、“国家数值风洞”工程重点课题1项、国家重点研发计划课题1项、中科院前沿科学研究重点项目1项、国家自然基金委项目3项、973项目课题1项、中科院战略先导科技专项课题1项、通用电气（GE）、联合利华（Unilever）、道达尔（Total）、宝钢（Baosteel）合作项目等7项。
任瑛，女，博士，副研究员。2009年7月毕业于中国科学院过程工程研究所并留所工作，2012年晋升副研究员。主要从事高分子、乳液等纳微尺度复杂结构的多尺度离散模拟，在Ann. Rev. Chem. Biomol. Eng.、Langmuir、Macromol.等期刊上发表论文40余篇，授权软件著作权1项，参与翻译著作1部。先后主持科研项目9项，其中，国家自然基金委项目3项，国家重大科研装备研制项目子课题1项，联合利华、巴斯夫、中石化、中建材等企业合作项目5项。荣获过程工程所 “过程女杰”、“国际合作先进个人”、“优秀党员”、“优秀党务工作者”等多项荣誉称号。
张楠，男，博士，副研究员。2010年7月毕业于中国科学院过程工程研究所并留所工作，2014年晋升副研究员。主要从事煤炭、生物质等能源清洁高效利用的多尺度建模与反应器优化，在Chem. Eng. J.、Chem. Eng. Sci.、Int. J. Heat Mass Transf.等期刊发表论文30多篇，申请专利5项。先后主持中国科学院战略性先导科技专项子课题、国家973计划项目子课题、重点研发计划子课题以及法国电力、国家能源集团、中石油、兖矿等企业合作项目。多次获得过程工程所“优秀党员”、“优秀党务工作者”、“优秀纪检委工作者”等荣誉称号。2012年获中国颗粒学会首届麦克-颗粒学会优秀论文奖，2015年获教育部高等学校科学研究优秀成果奖科技进步奖1等奖，2020获得中国煤炭工业协会科学技术奖二等奖。