19th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Volume 26 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Jezowski, Jacek (EDT)/ Thullie, Jan (EDT)

出品人:

页数:1200

译者:

出版时间:2009-7

价格:3782.00 元

装帧:

isbn号码:9780444534330

丛书系列:

图书标签:

• Process Engineering
• Computer Aided Design
• Chemical Engineering
• Simulation
• Optimization
• Modeling
• Control
• Sustainability
• Reaction Engineering
• Data Analysis

探索前沿工艺设计与优化：欧洲计算机辅助工艺工程研讨会论文集，第26卷 本卷收录了第19届欧洲计算机辅助工艺工程（ESCAPE 19）研讨会的最新研究成果，汇集了来自全球顶尖研究机构和工业界的专家学者，共同探讨在瞬息万变的化工、制药、食品、能源及材料等领域，如何利用计算机辅助工程（CAE）技术，推动工艺过程的创新、优化与可持续发展。本论文集以其深度和广度，全面展现了CAE在现代工艺工程中的最新进展和未来方向。 核心主题与前沿研究 本卷的研究涵盖了CAE在工艺工程的多个关键方面，重点关注以下几个核心主题： 模型开发与仿真： 深入探讨了用于描述复杂化学反应、传质传热过程、多相流体行为以及高分子材料特性的先进建模技术。研究人员展示了如何利用计算流体动力学（CFD）、分子动力学（MD）以及介观尺度模拟等方法，更精确地预测和理解工艺过程中的微观和宏观现象。例如，对新型催化剂在反应器内的催化性能进行高精度CFD模拟，预测反应速率和选择性，为催化剂设计和反应器优化提供理论依据。 过程集成与优化： 强调了通过系统工程方法实现工艺流程的全局优化。这包括利用数学规划、遗传算法、模拟退火等优化算法，解决大规模、非线性、多目标的工艺过程优化问题。研究重点在于如何将多个单元操作高效集成，以最小化能源消耗、原材料使用，同时最大化产品收率和经济效益。例如，针对一套复杂的联合化工装置，通过集成模拟与优化平台，实现对装置操作参数的协同优化，显著降低能耗和运营成本。 数据驱动的工艺工程： 随着工业4.0和大数据时代的到来，数据在工艺工程中的作用日益凸显。本卷收录了大量关于如何利用机器学习、人工智能、深度学习等技术，从海量生产数据中提取有价值的信息，用于预测性维护、故障诊断、产品质量控制以及工艺参数实时调整的研究。例如，利用深度学习模型分析传感器数据，实现对反应器温度异常的早期预警，避免因突发故障造成的停产损失。 生命周期评估与可持续工艺： 关注如何将可持续性原则融入工艺设计的全生命周期。研究内容涉及环境影响评估（EIA）、生命周期评估（LCA）、绿色化学原则的应用，以及循环经济模式在化工过程中的实现。重点在于开发能够量化和最小化工艺过程对环境影响的CAE工具和方法。例如，评估不同工艺路线的碳足迹和能源强度，指导企业选择更环保的生产方式。 新材料与过程开发： 探讨了CAE在支持新型材料（如纳米材料、生物材料、先进复合材料）的设计、合成与应用过程开发中的作用。研究涵盖了从分子层面预测材料性能，到宏观层面设计相应的生产工艺。例如，利用分子模拟预测新型二维材料的机械和电学性能，并基于模拟结果设计其大规模制备工艺。 过程安全与风险管理： 关注如何利用CAE技术提高工艺过程的本质安全性和风险应对能力。这包括对潜在危险（如爆炸、火灾、有毒物质泄漏）的建模与仿真，以及开发有效的安全控制策略。例如，利用火灾蔓延模型模拟厂区火灾的扩散范围和影响，为应急预案的制定提供科学依据。 应用领域与实际意义 本卷的研究成果具有广泛的应用前景，涵盖了： 化学工业： 包括石油化工、精细化工、化肥制造、合成材料等，通过CAE优化反应器设计、分离过程、传质传热效率，实现节能降耗，提高产品质量。 制药工业： 在药物合成、结晶、分离、制剂生产等环节，利用CAE进行工艺放大、质量控制，确保产品安全有效。 能源领域： 包括石油天然气开采与炼制、可再生能源（如生物质能、氢能）的生产与转化，CAE助力开发更高效、更清洁的能源生产工艺。 食品与生物技术： 在食品加工、发酵工程、生物制药等领域，CAE应用于工艺优化、产品保质期预测、生物反应器设计。 环境工程： 在废水处理、废气净化、固体废物资源化等过程，CAE技术支持更高效、更环保的处理方案开发。 贡献与展望 《19th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Volume 26》不仅是CAE领域研究人员的宝贵参考，也为工业界的工程师提供了解决实际工程问题的最新思路和工具。本卷的研究成果预示着，随着计算能力的不断提升和算法的持续创新，CAE将在未来工艺工程的各个环节发挥更加核心的作用，推动整个行业的智能化、绿色化和可持续发展，为应对全球性的挑战（如气候变化、资源短缺、人口增长）提供强有力的技术支撑。 本论文集是工艺工程领域探索前沿技术、推动创新实践的重要文献，为理解和把握现代化工过程的设计、操作与优化提供了深刻的洞察。

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对于专注于**数据驱动方法和人工智能在化工领域应用**的同行来说，这本会议集无疑是本年度的亮点之一。我们都知道，许多复杂的化工过程缺乏准确的物理模型，或者模型参数难以辨识，这使得传统的基于第一性原理的方法难以奏效。这本书中关于**深度学习在流程状态监测与故障诊断中的应用**的综述文章，清晰地勾勒出了当前的研究热点和技术瓶颈。我深感认同其中指出的一个观点：单纯的黑箱模型在面对工艺突变时鲁棒性不足。因此，书中重点介绍的**物理信息神经网络（PINN）**的集成应用，即如何将已知的守恒定律嵌入到神经网络的损失函数中，为构建既能拟合历史数据，又能保持物理一致性的混合模型指明了方向。这对于我们优化那些高污染、高能耗的“脏”工艺流程，通过海量历史操作数据中挖掘潜在的优化空间，提供了一个强大的新工具箱。阅读这些前沿探索，让人对未来十年化工自动化和智能化充满了信心。

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坦白说，我最初拿到这本厚厚的文集时，有些担心其中是否会充斥着大量过于理论化、与实际工程脱节的研究。然而，当我深入阅读关于**化工过程集成与优化**的章节时，我的顾虑完全打消了。特别是几篇关于**大型能源系统（如热电联产或集成化制氢/合成氨联合装置）的实时经济性优化**的论文，其复杂性已经远远超出了教科书的范畴。他们不仅考虑了热力学约束和设备容量限制，还将实时的市场价格波动和碳排放成本纳入了统一的优化目标函数中。我特别欣赏其中采用的**多目标进化算法**来处理这种复杂的权衡问题，它能够有效地生成帕累托前沿解集，让操作人员可以根据当天的具体经济环境，在“最大利润”和“最低能耗”之间做出明智的选择。这种将**宏观经济决策与微观过程控制紧密结合**的思维方式，是真正体现了现代过程工程综合性的标志，也是我本次学习的最大收获之一。

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当我翻开这本特地为第十九届欧洲研讨会准备的论文集时，我立即被其中几篇关于**计算流体力学（CFD）与反应动力学耦合**的深度文章所吸引。这些年，随着计算能力的提升，CFD已经从一个“锦上添花”的工具，变成了理解微观混合和传质现象的“必需品”。然而，如何在保证计算效率的前提下，准确地将亚微米尺度的传质速率反馈到宏观尺度的反应器模型中，一直是业界难题。这本集子里的讨论，特别是关于**格子玻尔兹曼方法（LBM）在多相流体模拟中的新颖应用**，展现了令人兴奋的潜力。其中一篇论文通过对特定催化剂孔隙结构的高分辨率重建，模拟了反应物在孔道内的扩散受限效应，其结果与实验数据的吻合程度令人印象深刻。这对我理解和设计新型多孔介质反应器至关重要，它不再是简单的平均化假设，而是基于更精细的物理图景。总而言之，如果你正在研究如何通过建模来**突破现有反应器性能的瓶颈**，这本书提供的多尺度建模思路绝对值得你投入时间细细品味。

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这本汇集了欧洲计算机辅助工艺工程（ESCAPE）最新研究成果的文集，对于我们这些常年在一线与工艺优化和模拟软件打交道的工程师来说，无疑是一次及时的充电。我尤其关注其中关于**先进控制策略在复杂反应器网络中的应用**的几篇论文。近来我们工厂引进了一套新的连续流微反应器系统，传统的PID控制已经捉襟见肘，迫切需要引入模型预测控制（MPC）的变体。这本书里收录的几篇关于**非线性模型对MPC性能影响的敏感性分析**的报告，提供的数学框架和仿真案例非常扎实，绝非泛泛而谈的理论推导。特别是关于如何处理高维状态空间中的约束条件的讨论，为我接下来的控制系统设计提供了清晰的思路和验证的基准。我花了大量时间去研究其中一位作者提出的基于**稀疏正则化**的降阶模型方法，这种思路在处理大规模化工流程模拟时，能极大提升计算效率，这是实际工程应用中至关重要的一环。这本书的价值不在于提供现成的软件代码，而在于它深挖了背后驱动这些进步的**理论创新**，是那些希望从“会用”软件升级到“能改进”软件的工程师案头必备的参考资料。

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从一个更偏向于**过程安全和环境影响评估**的角度来看，这本汇编的深度和广度同样令人赞叹。现代化工过程设计早已不能只关注收率和能耗，环境合规性和内在安全已经上升到首要位置。书中关于**基于风险的工艺设计（RBD）中不确定性量化**的部分，给了我很大的启发。传统的故障树分析往往依赖于预设的事件树，而这里介绍的结合**贝叶斯网络**来动态评估工艺参数波动对潜在事故概率的影响的方法，显得更为灵活和贴近实际操作环境。我特别留意了关于挥发性有机物（VOCs）排放源的实时监测和优化去除策略的案例研究。他们展示了如何利用在线光谱数据，结合**软测量技术**来预测排放浓度，从而提前调整末端治理设备的运行参数，避免超标排放。这不仅仅是纯粹的计算工程，更是将严苛的环保法规转化为可执行的、可优化的工程策略的典范，对于所有肩负社会责任的化工企业来说，都是宝贵的知识财富。

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