计算机在材料科学中的应用上机指导书1

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1、《计算机在材料科学中的应用》上机指导书材料学院实验目录实验一方程求根（2学时）3实验二线性方程组求解（2学时）6实验三最小二乘法曲线拟合及回归分析数值计算（4学时）10实验四插值计算（2学时）15实验五传热学计算机分析（2学时）17实验六相图热力学计算（4学时）19实验七互联网在材料科学中的应用（2学时）21实验八常用软件学习（2学时）23实验一方程求根2学时一、实验目的及任务要求1、实验目的：1）熟悉程序设计语言，了解简单的程序设计方法；2）熟悉迭代法求方程根及牛顿法求方程的算法设计；3）熟悉简单算法程序编写及调试方法。2、任务要求：1）熟悉机房环境；2）

2、理解算法原理及程序编译过程。二、实验操作过程1、熟悉VB（或C语言）编译软件界面VB语言是一种面向对象的高级程序设计语言，目前应用较多的是VisualBasic6.0版本。界面如图所示：属性代码窗口窗体2、熟悉算法1）二分法求方程根112）牛顿法求方程根3、程序设计1）例题分析：以二分迭代法求解方程x3-x-1=0在区间［0，2］中的根（精度为e=10-6）f(x)=x3-x-1。程序设计（VB）：PrivateSubcmdjisuan_Click()Dimx1AsSingle,x2AsSingle,x3AsSinglex1=0x2=2Dox3=(x1+x2

3、)/2If(x1*x1*x1-x1-1)*(x3*x3*x3-x3-1)>0Thenx1=x3Elsex2=x3EndIfLoopUntilAbs(x2-x1)<0.000001txtroot.Text=(x1+x2)/2EndSub2）计算例题：已知方程式：f(x)=x3+4x2-10=0一阶导函数：f'(x)=3x2+8x二阶导函数：f"(x)=6x+8给定条件：x0=1.0,ε=0.00001,N=1000计算结果：x*=1.3652300牛顿法程序设计：PrivateSubcmdjisuan_Click()DimxAsSingleDimnAsInte

4、gern=0x=txtx0.TextDoWhileAbs(F(x))>0.00001x=x-F(x)/dF(x)n=n+1Ifn>1000Thentxtroot.Text="迭代发散"ExitSubEndIfLooptxtroot.Text=xEndSubPrivateFunctionF(x0AsSingle)AsSingleF=x0*x0*x0+4*x0*x0-10EndFunctionPrivateFunctiondF(x1AsSingle)AsSingledF=3*x1*x1+8*x1EndFunction实验二线性方程组求解2学时一、实验目的及任务要

5、求1、实验目的：1）熟悉雅可比迭代法及其算法设计；2）熟悉追赶法解线性方程组及其算法设计；3）熟悉简单算法程序编写及调试方法。2、任务要求：1）熟悉线性方程组常用数值解法；2）理解算法原理及程序编译过程。二、实验操作过程1、雅可比迭代法算法设计线性方程组的矩阵表达式为AX=b，其一般形式为：Aijxj=bi(i=1,2,………,nj=1,2,………,n)将此式改写为迭代格式：（i=1,2,…….,n）程序设计：计算例题：给定初始值x(0)=[0,0,0]T选代求解为x*=[3,2,1]T程序设计(VB)：OptionExplicitOptionBase1Pr

6、ivatea(3,3)AsSingle,b(3)AsSingle,x(3)AsSingle,y(3)AsSinglePrivateSubcmdjisuan_Click()a(1,1)=8:a(1,2)=-3:a(1,3)=2a(2,1)=4:a(2,2)=11:a(2,3)=-1a(3,1)=6:a(3,2)=3:a(3,3)=12b(1)=20:b(2)=33:b(3)=36y(1)=txtx1.Text:y(2)=txtx2.Text:y(3)=txtx3.TextDimiAsInteger,jAsInteger,NAsSingle,M(3)AsSing

7、le,tAsSingleDoFori=1To3t=0Forj=1To3Ifi<>jThent=t+a(i,j)*y(j)EndIfNextjx(i)=(b(i)-t)/a(i,i)NextiFori=1To3M(i)=Abs(x(i)-y(i))NextN=M(1)Fori=2To3IfN0.00000001txtroot1.Text=x(1):txtroot2.Text=x(2):txtroot3.Text=x(3)EndSub2、追赶

8、法解线性方程组三对角方程组的形式如下：追赶法程序框图