計算化學工程講座

計算化學工程2010年04月17日——化學工程研究的一個新方向內(nèi)容提要1．計算流體力學（數(shù)值模擬）方法

對自然界及人類工程中的流體流動、傳熱、傳質(zhì)及化學反應過程進行數(shù)值分析；2．計算化學（分子模擬）方法

用計算機以原子水平的分子模型來模擬分子的結構與行為，進而模擬分子體系的各種物理化學性質(zhì)。隨著計算機技術的發(fā)展……一．引言1．計算流體力學：Euler的連續(xù)介質(zhì)假說

考察流體的宏觀行為，是大量分子組成的流體微團的宏觀概念，是宏觀意義上大量分子團平均物理參數(shù)在空間上的連續(xù)性、平均值和宏觀尺度上的無限逼近；2．計算化學：物質(zhì)的微觀世界

用量子力學法、MonteCarlo法,分子力學法及分子動態(tài)法等研究分子的結構、相互作用、化學反應路徑、過渡態(tài)、反應機理等分子水平上的問題。方法的基礎：一．引言1．數(shù)值模擬：化學工程學的新方向

（1）單元操作 （2）傳遞過程 （3）化學反應工程 （4）分離工程2．分子模擬：化學工程學的新方向

（1）熱力學 （2）反應動力學 （3）材料學 （4）催化劑方法的應用：一．引言一．引言大量研究之后，我們提出并形成了……1．數(shù)值模擬2．分子模擬一級學科：化學工程與技術新的研究方向一．引言計算化學工程中心一．引言計算流體力學計算化學化學工程結合點？為什么提出：計算化學工程？化學工程學的新研究方向？

計算流體力學

ComputationalFluidDynamics，簡稱CFD。

流體力學

求解描述流體運動的各類微分方程組的科學。二．計算流體力學方法簡介（1）Newton提出了粘性定律（1687年）；（2）Bernouli的《流體力學》（1738年）；（3）達倫貝爾獲得了連續(xù)性方程（1752年）（4）Euler的理想流體力學（1775年）（5）Navier－Stokes的粘性流體力學（1845年）（6）Reynolds的湍流流體力學（1900年左右）（7）Prandtl的邊界層理論（1904年）。1．流體力學的發(fā)展二．計算流體力學方法簡介（相互補充、相得益彰）2．流體力學的三個重要分支理論分析－理論流體力學（Euler方程和Navier-Stokes方程）

實驗研究－實驗流體力學數(shù)值計算－計算流體力學用數(shù)值方法求解流體運動的各類方程組，它的解是對微分方程精確解的近似。二．計算流體力學方法簡介3．計算流體力學（CFD）基于流體力學、熱力學、傳熱傳質(zhì)學、燃燒學及反應動力學的基本原理，用數(shù)值方法不經(jīng)任何簡化直接求解非線性聯(lián)立的動量、熱量、質(zhì)量及組分守恒的偏微分方程組，對自然界及人類工程中的流動、傳熱、傳質(zhì)及化學反應過程進行三維的數(shù)值模擬。二．計算流體力學方法簡介4．計算流體力學的步驟由質(zhì)量守恒定律、牛頓第二定律、熱力學第一定律建立質(zhì)量、動量、能量、組分、湍流特性等守恒方程組。聯(lián)立的非線性偏微分方程組（1）建立基本守恒方程組二．計算流體力學方法簡介4．計算流體力學的步驟湍流模型及多相流模型化學反應速率方程輻射傳熱模型多相流的相間動量、熱量及質(zhì)量傳遞模型（2）建立或選擇模型或封閉方法二．計算流體力學方法簡介4．計算流體力學的步驟（3）確定邊界條件（4）建立離散化方程（5）制定求解方法:

GENMIX、SIMPLE、SIMPLER、IMPLEST、PSIC、IPSA、LEAGAP等二．計算流體力學方法簡介4．計算流體力學的步驟（6）編寫計算程序及調(diào)試程序大型商業(yè)CFD通用軟件：

FLUENT、CFX、

FLOW－3D、PHOENICS、TIGAR等。二．計算流體力學方法簡介4．計算流體力學的步驟（7）模擬與實驗的對比（8）改進模型與解法反復的理論設想、計算實踐與實驗測量二．計算流體力學方法簡介5．計算流體力學守恒方程的通用形式封閉性、形式統(tǒng)一性、耦合性、非線性時間導數(shù)項對流項擴散項源項

i－通用變量（各相1、速度、焓、組分等）二．計算流體力學方法簡介5．計算流體力學守恒方程的通用形式時間導數(shù)項對流項擴散項源項可派生出：

連續(xù)性方程、動量方程、能量方程、組分方程、輻射方程、湍能方程等……二．計算流體力學方法簡介6．計算流體力學（CFD）對描述自然界及人類工程中的流動、傳熱及反應過程的非線性聯(lián)立的動量、熱量、質(zhì)量及組分守恒方程組進行三維數(shù)值求解，預報流動、傳熱、傳質(zhì)及反應的過程細節(jié)，給出整個流場中各個變量的時空分布。二．計算流體力學方法簡介化學工程學是研究大規(guī)模地改變物料的機械和物理性質(zhì)及化學組成的工程技術學科。針對過程工業(yè)的共性規(guī)律，把“化學工程”逐步擴展為“過程工程”。三．CFD方法與化學工程結合點什么是“化學工程”？（1）單元操作；（2）傳遞過程；（3）化學反應工程；（4）分離工程；（5）化工熱力學；（6）化工系統(tǒng)工程。三．CFD方法與化學工程結合點1．化學工程學主要內(nèi)容（1）傳遞過程基本內(nèi)容：（1）體系內(nèi)部三傳過程的多維微分描述；（2）動量、熱量及質(zhì)量傳遞方程的分析求解。三．CFD方法與化學工程結合點2．CFD方法與化學工程學的結合點連續(xù)性方程動量傳遞方程熱量傳遞方程質(zhì)量傳遞方程與CFD方法具有相同的理論基礎傳遞過程……傳遞方程的分析解CFD方法……傳遞方程的數(shù)值解（1）傳遞過程三．CFD方法與化學工程結合點2．CFD方法與化學工程學的結合點是一門研究化學反應的工程問題的科學。

反應器理論……也就是研究如何在工業(yè)反應器中更有效而理想地實現(xiàn)化學反應。本質(zhì)：考慮工程傳遞過程條件下的反應情況（2）化學反應工程三．CFD方法與化學工程結合點2．CFD方法與化學工程學的結合點1）強化和改進現(xiàn)有反應技術和設備，提高效能；2）開發(fā)新的技術和設備；3）指導和解決放大問題；4）實現(xiàn)反應過程的最優(yōu)化；5）發(fā)展反應工程學的理論和方法。關鍵問題：反應過程的定量（2）化學反應工程——任務三．CFD方法與化學工程結合點2．CFD方法與化學工程學的結合點化學反應器模型流動模型質(zhì)量、動量、熱量傳遞規(guī)律及本征反應動力學質(zhì)量衡算方程動量衡算方程能量衡算方程組分衡算方程三．CFD方法與化學工程結合點1）平推流模型（一維）；2）多級混合模型（一維半）；3）擴散模型（一維半）；4）組合模型；5）擬均相模型（一維或二維）；6）流化床模型（一維半）；7）全混釜模型（零維）。三．CFD方法與化學工程結合點2．CFD方法與化學工程學的結合點（2）化學反應工程——常用流動模型CFD方法用于反應工程學！

CFD方法可提供準確的傳遞過程模型，并有效地耦合反應動力學三．CFD方法與化學工程結合點2．CFD方法與化學工程學的結合點（2）化學反應工程——與CFD工作方程相同時間導數(shù)項對流項擴散項源項建立化學反應器模型之根本是準確描述流體流動的規(guī)律！時間導數(shù)項對流項擴散項源項反應動力學以源項出現(xiàn)在組分傳遞方程中三．CFD方法與化學工程結合點（2）化學反應工程——與CFD工作方程相同2．CFD方法與化學工程學的結合點三．CFD方法與化學工程結合點（3）化學器的“放大效應”2．CFD方法與化學工程學的結合點新反應過程開發(fā)工作中的重要環(huán)節(jié)；化學反應工程研究的一個重要方面。狀況：本質(zhì)：放大效應并不具有科學的必然性；是由于在大裝置中未能創(chuàng)造出與小裝置中相同的傳遞條件而出現(xiàn)的差異。三．CFD方法與化學工程結合點2．CFD方法與化學工程學的結合點CFD方法可消除反應器“放大效應”！1）CFD方法可提供相同的傳遞條件；2）CFD方法考慮了反應器幾何尺寸和邊界條件的影響；3）可用CFD方法對反應器進行數(shù)值實驗，確定最優(yōu)

的操作條件。（3）化學器的“放大效應”三．CFD方法與化學工程結合點（4）化學器熱穩(wěn)定性分析2．CFD方法與化學工程學的結合點時間導數(shù)項對流項擴散項源項反應熱以源項出現(xiàn)在熱量傳遞方程中1）反應器內(nèi)溫度場；2）按時間變化求解三．CFD方法與化學工程結合點袁乃駒教授：分離與反應工程的“場”“流”分析1）科學的分工愈來愈細，分支學科愈來愈多是科學發(fā)展的一個規(guī)律，但隨著對事物本質(zhì)認識的深化，可以發(fā)現(xiàn)許多表面上毫不相干的現(xiàn)象受到相同規(guī)律的制約，服從同一的定律，因而可以用一些簡單的基本定律和法則，來研究和解決不同學科領域中各種復雜的問題。2）對事物規(guī)律的認識從簡單到復雜在到簡單是科學發(fā)展的另一規(guī)律。在研究各類化工過程的模擬中，可以發(fā)現(xiàn)各類分離過程和反應工程的模擬方程的形式十分相似。因而就萌發(fā)了一個想法，即能否采用一個統(tǒng)一的模型來加以描述，使化學工程這個龐大的學科從復雜向簡單化發(fā)展。

3．“場”“流”的概念與觀點“流”：系統(tǒng)中整個體相在運動的物料……主體流動“場”：使系統(tǒng)中物料粒子產(chǎn)生相對運動和反應的力

……具體的力和抽象的力構成了“場”

……是系統(tǒng)中各種物理量在空間的分布由“流”和“場”的特點和兩者的相互作用，決定了化工過程的本質(zhì)。什么是“場”？什么是“流”？三．CFD方法與化學工程結合點3．“場”“流”的概念與觀點CFD方法與“場”“流”觀點的一致性！時間導數(shù)項對流項擴散項源項“流”

主體流動“場”抽象力場“場”具體力場三．CFD方法與化學工程結合點3．“場”“流”的概念與觀點Lagrange導數(shù)項擴散項源項“流”

主體流動“場”抽象力場“場”具體力場三．CFD方法與化學工程結合點3．“場”“流”的概念與觀點CFD方法與“場”“流”觀點殊途同歸！基本分析：所有過程工業(yè)都可歸納為氣、液、固三種物質(zhì)在不同尺度下的流動、傳遞、分相、反應及這些過程的動態(tài)變化。方法目標：將四種過程（流動、傳遞、分相和反應）在五個空間尺度（分子、納/微、單元、結構、系統(tǒng)）不同時域下的行為和同一尺度下不同過程共存和相互影響的規(guī)律，通過分尺度研究和多尺度綜合，實現(xiàn)復雜現(xiàn)象的量化。4．李靜海院士提出的“過程工業(yè)多尺度法”三．CFD方法與化學工程結合點三傳一反可在CFD工作方程離散網(wǎng)格尺度內(nèi)解決()()()iSgraddivudivtiiij+jG=jr+rj??在眾多不同領域的復雜現(xiàn)象背后，都存在著一些共性的規(guī)律，都受一些簡單的基本定律和法則的制約，可以采用一個統(tǒng)一的模型方法來加以描述，使化學工程這個龐大的學科從復雜向簡單化發(fā)展，使不同領域的過程工業(yè)能夠達到高度量化，也就是定量描述，對這些過程進行優(yōu)化設計與操作。5．趨勢——三．CFD方法與化學工程結合點四．CFD方法應用舉例重質(zhì)油國家重點實驗室的工作：等催化裂化提升管反應器數(shù)值模擬乙烯裂解爐內(nèi)傳熱及反應過程綜合數(shù)值模擬催化裂化沉降器流動過程數(shù)值模擬兩段提升管催化裂化反應歷程數(shù)值模擬催化裂化汽提過程氣固流動規(guī)律數(shù)值模擬大差異多元顆粒氣固流化床流動反應過程數(shù)值模擬催化裂化提升管反應器數(shù)值模擬四．CFD方法應用舉例重質(zhì)油國家重點實驗室的工作：催化裂化過程重質(zhì)石油餾分柴油氣體焦炭縮合產(chǎn)物汽油石油烴類催化裂化復雜的平行－順序反應網(wǎng)絡圖柴油汽油以重油催化裂化提升管反應器流動反應數(shù)值模擬為例，介紹CFD方法在化學工程研究中的應用。過程簡介反應溫度：500℃左右反應壓力：0.2~0.3MPa劑油比：~6催化劑：固體酸性催化劑四．CFD方法應用舉例★年加工量1.2億噸★商品汽油的80%★商品柴油的35%2006年我國原油加工量3.2億噸，占37.5％提高輕質(zhì)油收率是催化裂化技術發(fā)展不竭的動力！如果輕質(zhì)油收率提高1個百分點，每年將增產(chǎn)120萬噸輕質(zhì)油品！非常重要催化裂化過程四．CFD方法應用舉例以重油催化裂化提升管反應器流動反應數(shù)值模擬為例，介紹CFD方法在化學工程研究中的應用。過程核心催化裂化過程關鍵科學問題典型的有代表性的復雜化學工程問題！發(fā)生著快速復雜的平行順序反應氣、液粒、固三相湍流流動系統(tǒng)三相間存在動量、熱量及質(zhì)量傳遞過程高度耦合提升管反應系統(tǒng)進料噴嘴提升管反應器出口快分再生催化劑四．CFD方法應用舉例以重油催化裂化提升管反應器流動反應數(shù)值模擬為例，介紹CFD方法在化學工程研究中的應用。

研究思路四．CFD方法應用舉例創(chuàng)新性地跨學科將計算流體力學（CFD）方法引入催化裂化過程！全面揭示提升管反應器多相湍流流動、傳熱及裂化反應規(guī)律！反應動力學模型原料液霧氣化過程?；嘞嗤牧髁鲃右?guī)律?；噙^程耦合的收斂14集總動力學模型原料液霧單獨一相處理k-

-kp多相湍流模型分步松弛迭代等

研究創(chuàng)新難點創(chuàng)新★油劑擬均相★等溫平推流★過度簡化流動傳熱影響★不考慮反應器結構傳統(tǒng)方法14集總動力學模型k-

-kp多相湍流模型提升管反應器流動反應綜合數(shù)值模型提升管反應器氣液固三相流動反應物理模型四．CFD方法應用舉例1．各物理量分布極不均勻2．原料氣化與反應器結構影響大

3．普遍存在反應深度不優(yōu)化改變了多年來的傳統(tǒng)觀點：提升管為平推流反應器并定量確定提升管流動狀態(tài)離平推流狀態(tài)多遠（在本工作以前無法得到）

研究發(fā)現(xiàn)四．CFD方法應用舉例提升管反應系統(tǒng)進料噴嘴提升管反應器出口快分系統(tǒng)再生催化劑轉化率汽油柴油焦炭裂化氣提升管高度，m產(chǎn)物收率，m%051015202501020304050以注入終止劑為工藝的催化裂化反應深度控制技術

終止反應冷卻介質(zhì)四．CFD方法應用舉例創(chuàng)新思路：終止反應工藝技術：注入冷卻介質(zhì)

位置優(yōu)化種類優(yōu)化工程實施

創(chuàng)新技術開發(fā)2003年中國石油和化學工業(yè)協(xié)會科技進步一等獎

創(chuàng)新技術開發(fā)輕質(zhì)油收率，m%020406080100556065707580日期，天采用前采用后60萬噸/年裝置年效益2200萬元四．CFD方法應用舉例勝利油田石化總廠60萬噸/年推廣應用：十幾套工業(yè)裝置★★首屆中國科學技術基金會侯祥麟優(yōu)秀博士論文2001年全國百篇優(yōu)秀博士學位論文提名專著《重油催化裂化反應過程分析》（第2作者）教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃（NCET-040107）★

代表性成果四．CFD方法應用舉例催化裂化提升管反應器數(shù)值模擬乙烯裂解爐內(nèi)傳熱及反應過程綜合數(shù)值模擬四．CFD方法應用舉例重質(zhì)油國家重點實驗室的工作：0510152025010203040L/mX/%H2C2H4C3H6CH4C4H8C2H6c4H6反應管軸向主要產(chǎn)物濃度變化圖反應管軸向主要反應物濃度變化圖02468101214010203040L/mX/%C5H12C6H14C7H16C8H181．乙烯裂解爐反應管軸向濃度變化圖四．CFD方法應用舉例r/RV/m.s-1

反應管徑向上的速度分布圖r/RT/k反應管徑向上的溫度分布圖10m20m43m43m20m10m四．CFD方法應用舉例2．乙烯裂解爐反應管徑向速度溫度分布圖反應管內(nèi)乙烯濃度分布圖反應管內(nèi)速度分布圖反應管橫截面上的溫度分布圖反應管橫截面上乙烯濃度分布圖橫截面溫度分布圖流線圖溫度分布圖裂解爐內(nèi)溫度分布圖燃燒室內(nèi)氣體吸收系數(shù)分布圖速度等值填充圖速度場四．CFD方法應用舉例重質(zhì)油國家重點實驗室的工作：催化裂化提升管反應器數(shù)值模擬乙烯裂解爐內(nèi)傳熱及反應過程綜合數(shù)值模擬催化裂化沉降器流動過程數(shù)值模擬催化裂化過程

催化裂化（FCC）是煉油工業(yè)最重要的重質(zhì)油輕質(zhì)化工藝，提供商品汽油80%和柴油的33%。隨摻渣率提高，F(xiàn)CC設備結焦日趨嚴重FCC結焦部位及危害提升管噴嘴處沉降器大油氣管線水平段分餾塔底循環(huán)系統(tǒng)最嚴重，危害最大因結焦造成的非正常停工次數(shù)幾乎占總次數(shù)的2/3。四．CFD方法應用舉例四．CFD方法應用舉例（2）外因——結焦環(huán)境

沉降器和大油氣管線內(nèi)氣粒多相流動、傳熱、傳質(zhì)的狀況：溫度分布、流場分布、組分分布。（1）內(nèi)因——易結焦組分的存在反應油氣：氣相——裂化氣、汽油、柴油、回煉油、油漿

液相——反應油氣中的重組分1．沉降器結焦內(nèi)外因分析四．CFD方法應用舉例（1）油氣是否冷凝？冷凝率如何確定？（2）若存在冷凝的液相組分，它在何處形成的？又存在于何處？（3）液相組分是游離狀態(tài)還是吸附在催化劑上？（4）氣相組分和液相組分結焦規(guī)律如何？結焦比例又如何？（5）沉降器內(nèi)詳盡氣粒多相流動傳熱及傳質(zhì)狀況如何？（6）多相傳遞狀況如何受操作條件和設備結構的影響？1．沉降器結焦內(nèi)外因分析許多不清楚：四．CFD方法應用舉例基于上述分析，中國石油大學（北京）針對FCC沉降汽提系統(tǒng)開展了大量工作，在深入認識的基礎上對其進行了模型化分析，建立了催化裂化沉降汽提系統(tǒng)運轉診斷平臺DDP

。（5）沉降器內(nèi)詳盡氣粒多相流動傳熱及傳質(zhì)狀況如何？（6）多相傳遞狀況如何受操作條件和設備結構的影響？回答問題：——汽提出的重組分如何流動、冷凝、結焦的？CFD方法：沉降汽提系統(tǒng)過程模型化分析

利用歐拉模型對油氣流動、傳熱、傳質(zhì)情況進行詳盡模擬，結合顆粒軌道模型、油漿汽化率模型和油漿重餾分生焦率模型，可確定沉降器內(nèi)重油液滴的產(chǎn)生源、捕獲位置和捕獲率以及主要結焦部位和結焦量。四．CFD方法應用舉例濟南沉降器結構簡圖長嶺沉降器結構簡圖2．研究對象四．CFD方法應用舉例濟南沉降器長嶺沉降器3．速度分布四．CFD方法應用舉例渦流長嶺沉降器渦流濟南沉降器3．速度分布四．CFD方法應用舉例平均體積分率0.0026

濟南沉降器4．催化劑濃度分布四．CFD方法應用舉例平均體積分率0.0028

長嶺沉降器4．催化劑濃度分布四．CFD方法應用舉例KK濟南沉降器長嶺沉降器低溫區(qū)油漿露點

775.32K低溫區(qū)油漿露點

752.75K放大5．溫度分布四．CFD方法應用舉例重油液滴產(chǎn)生源為沉降器內(nèi)壁附近的邊界層

放大濟南沉降器內(nèi)油漿冷凝率wt%6．重油液滴分布——液滴產(chǎn)生源四．CFD方法應用舉例wt%重油液滴產(chǎn)生源為沉降器內(nèi)壁附近的邊界層

長嶺沉降器內(nèi)油漿冷凝率6．重油液滴分布——液滴產(chǎn)生源四．CFD方法應用舉例表4-1濟南沉降器內(nèi)重油液滴的捕獲位置和捕獲率，wt%項

目位

置捕獲率捕獲率，%頂旋外壁0.17粗旋外壁0.09穹頂內(nèi)壁11.31筒體內(nèi)壁87.12捕獲總計98.69逃逸率，%頂旋入口1.31重油液滴全部被沉降器內(nèi)壁所捕獲6．重油液滴分布——液滴產(chǎn)生源四．CFD方法應用舉例表4-2長嶺沉降器內(nèi)重油液滴的捕獲位置和捕獲率，wt%項

目位

置計算結果捕獲率，%頂旋外壁30.62粗旋外壁7.27穹頂內(nèi)壁16.82筒體內(nèi)壁2.4捕獲總計57.11逃逸率，%頂旋入口42.89重油液滴57.11wt%被沉降器內(nèi)壁所捕獲6．重油液滴分布——液滴產(chǎn)生源四．CFD方法應用舉例工業(yè)生產(chǎn)實際濟南沉降器沒有因結焦影響裝置長周期運行。長嶺沉降器結焦嚴重時三到四個月就得停工清焦，結焦量從幾十到二三百噸。濟南沉降器

0.74～1.04t/a長嶺沉降器

62～103t/a預測結果與工業(yè)生產(chǎn)實際基本吻合預測結果四．CFD方法應用舉例（5）沉降器內(nèi)詳盡氣粒多相流動傳熱及傳質(zhì)狀況如何？（6）多相傳遞狀況如何受操作條件和設備結構的影響？回答問題：——汽提出的重組分如何流動、冷凝、結焦的？汽提出的油氣組分在沉降汽提系統(tǒng)內(nèi)向上流動，并趨于離開；當油氣所處流動、傳熱及傳質(zhì)環(huán)境達到了重組分冷凝、結焦的條件時就造成了沉降器結焦。非均勻的速度、溫度和濃度場環(huán)境是沉降器結焦外因！四．CFD方法應用舉例結合油漿汽化率、油漿重餾分生焦率模型，在獲得沉降器內(nèi)速度分布、溫度分布和重油液滴運動規(guī)律基礎上，可對催化裂化裝置沉降汽提系統(tǒng)運轉進行預測和診斷。催化裂化沉降汽提系統(tǒng)運轉診斷平臺DDP四．CFD方法應用舉例Disengager-StrippingSystemDiagnosticPlatformforFCCUnits1．湍流模型：世紀性難題，科學家們前仆后繼2．兩相流模型：氣固、液固、氣液、液液3．傳遞性質(zhì)：粘度、導熱系數(shù)、擴散系數(shù)4．熱力學參數(shù)：氣液平衡常數(shù)、溶解度、狀態(tài)方程等5．化學反應動力學6．計算方法和專用軟件四．CFD方法應用舉例應用基礎四．CFD方法應用舉例1．不能用連續(xù)的本構方程進行工作2．離散化改變了方程的定量精度，也改變了定性性質(zhì)3．不能準確計算湍流4．給出離散數(shù)據(jù)，不提供任何函數(shù)關系5．理論分析、實驗研究及數(shù)值計算的相互補充相得益彰6．計算速度應用局限分子力學法：MolecularMechanics半經(jīng)驗法：Semi-Empirical量子力學法：AbInitioMonteCarlo法：MonteCarloDynamics分子動態(tài)法：MolecularDynamicsLangevin動態(tài)法：LangevinDynamics靜態(tài)動態(tài)五．計算化學方法簡介模擬分子的靜態(tài)結構和動態(tài)行為！

考察分子的相互作用力場

用經(jīng)典的力學方程來描述物質(zhì)分子的勢能和物理性質(zhì)因此一個分子可以用簡單的解析函數(shù)描述成分子相互作用的原子的集合1．分子力學法五．計算化學方法簡介2．量子力學法Schr?dingerEquation:

H·

=E·

TheSchr?dingerequationliesattheheartofmuchofmodernscience.TheSchr?dingerequationcontainstheessenceofallchemistry.Theunderlyingphysicallawsnecessaryforthemathematicaltheoryofalargepartofphysicsandthewholeofchemistryarethuscompletelyknown.P.A.M.Dirac,Proc.Roy.Soc.(London)123,714(1929)五．計算化學方法簡介2．量子力學法Schr?dingerEquation:

H·

=E·

量子理論能夠在今天用于化學計算應該歸功于后來許多科學家的杰出工作；最有代表性的是1998年諾貝爾化學獎得主：WalterKohn和JohnA.PopleWalterKohn提出了電子密度泛函理論（DFT）JohnA.Pople實現(xiàn)了分子軌道理論的計算（MOT）五．計算化學方法簡介瑞典皇家科學院的頒獎公報說：

量子化學已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學家使用的工具，將化學帶入了一個新時代里，實驗和理論能夠共