PřF:C6760 Molekulová dynamika - Informace o předmětu
C6760 Molekulová dynamika
Přírodovědecká fakultajaro 2007
- Rozsah
- 2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
- Vyučující
- Mgr. Jaromír Toušek, Dr. (přednášející)
- Garance
- Mgr. Jaromír Toušek, Dr.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta - Předpoklady
- Fyzikální chemie I a II.
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- Analytická chemie (program PřF, D-CH) (2)
- Analytická chemie (program PřF, M-CH)
- Anorganická chemie (program PřF, D-CH) (2)
- Anorganická chemie (program PřF, M-CH)
- Biochemie (program PřF, M-CH)
- Fyzikální chemie (program PřF, D-CH) (2)
- Fyzikální chemie (program PřF, M-CH)
- Fyzikální chemie (program PřF, N-CH)
- Chemie makromolekulárních látek (program PřF, D-CH) (2)
- Chemie odborná (program PřF, M-CH)
- Chemie životního prostředí (program PřF, D-CH) (2)
- Chemie životního prostředí (program PřF, M-CH)
- Makromolekulární chemie (program PřF, M-CH)
- Organická chemie (program PřF, D-CH) (2)
- Organická chemie (program PřF, M-CH)
- Učitelství chemie pro střední školy (program PřF, M-CH)
- Cíle předmětu
- Přednáška by měla studenty seznámit se základními pojmy a přístupy molekulové dynamiky. Obsahem přednášky jsou následující témata: Newtonovská a Hamiltonovská dynamika, fázová trajektorie, výpočet makroskopických vlastností z fázových trajektorií, problém monitorování rovnováhy, periodické okrajové podmínky, aproximace tuhých koulí, Lennard-Jonesův model, metody přibližného řešení diferenciálních rovnic.
- Osnova
- 1. Obecný úvod - co je to molekulová dynamika, metody počítačové simulace, srovnání molekulové dynamiky s ostatními metodami počítačové simulace. 2. Newtonovská a Hamiltonovská dynamika - Newtonovy zákony, použití pohybových rovnic, Hamiltonovy rovnice pohybu. 3. Fázová trajektorie - fázová trajektorie jednoduchých systémů, klasifikace dynamických systémů, stabilita a nestabilita systémů. 4. Využití fázových trajektorií - výpočet makroskopických vlastností, problém rovnováhy, vyhodnocování výsledků. 5. Fundamentální distribuce - rozdělení rychlostí, Maxwell-Boltzmannova distribuce, rozdělení měřitelných veličin. 6. Periodické okrajové podmínky - primární a sekundární buňka, translační vektor, transformace souřadnic. 7. Aproximace tuhých koulí - kinematika kolizí tuhých těles, pružné, nepružné srážky, výpočet postkolizních rychlostí a kolizních časů. 8. Aproximace tuhých koulí - simulační algoritmus, vyjádření jednotlivých veličin, počáteční polohy a rychlosti, výpočet makroskopických vlastností, spolehlivost výsledků. 9. Monitorování rovnováhy - parametr uspořádanosti částic, sledování rozdělení rychlostí pomocí Boltzmannovy H-funkce. 10. Přibližné metody rozdělení diferenciálních rovnic - Eulerova metoda, Taylorův rozvoj, chyby při řešení diferenciálních rovnic, stabilita a nestabilita algoritmu. 11. Algoritmy používané v molekulové dynamice - Runge-Kuttova metoda, Verletův algoritmus, predictor-corrector algoritmus, srovnání stability metod. 12. Lennard-Jonesův model - metody používané v molekulové dynamice - úprava potenciálu, tabulka sousedních atomů. 13. Výpočet statických veličin - termodynamické veličiny, jednoduché funkce Hamiltoniánu, odvozené funkce, radiální distribuční funkce. 14. Výpočet dynamických veličin - korelační funkce, transportní koeficienty.
- Literatura
- Metody hodnocení
- Výuka probíhá týdně. Ukončení - písemná a ústní zkouška.
- Informace učitele
- K úspěšnému ukončení předmětu se požaduje znalost výše uvedené látky včetně schopnosti řešení jednoduchých příkladů.
- Další komentáře
- Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
- Statistika zápisu (jaro 2007, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2007/C6760