Wykład "Modelowanie komputerowe materiałów"
Celem wykładu jest zapoznanie studentów z zagadnieniami związanymi z komputerowym modelowaniem własności i struktury materiałów i nanostruktur. Na wykładzie zostaną przedstawione dwie główne metody używane do modelowania komputerowego materiałów, tj. metoda dynamiki molekularnej oraz metoda Monte Carlo. Zostaną omówione główne bloki tworzące te programy, oraz praktyczne sposoby realizacji zamierzonych celów, tj. algorytmy służące do modelowania najczęściej spotykanych problemów. Zagadnienia poznane na wykładzie zostaną przećwiczone przy użyciu gotowego programu o nazwie LAMMPS.
Posiadanie elementarnej wiedzy o modelowaniu komputerowym jest istotne nie tylko dla osób, które chciałyby się poświęcić temu zagadnieniu, ale również i dla tych, którzy chcą skoncentrować się na pracach doświadczalnych. Tym ostatnim wiedza o modelowaniu komputerowym pozwoli, np. zorientować się jakie są ograniczenia metod komputerowych, czyli np. czy ktoś w ogóle jest w stanie wymodelować badane przez nich zjawiska i z jaką dokładnością może to zrobić.
Wykład jest przeznaczony dla studentów III roku specjalizacji "Zawansowane Materiały i Nanotechnologia".
Forma zaliczenia wykładu - ocena z ćwiczeń
Zbiory z przeźroczami, z niektórych wykładów będą się pojawiały nie wcześniej niż 1 tydzień po wygłoszonym wykładzie.
Termin wykładu: poniedziałek, godz. 1400, sala A-1-04 w nowym budynku IF UJ.
Wykład 1 - Ogólne informacje o modelowaniu komputerowym
Zagadnienia: Jak w tytule :-).
Wykład 2 - Tworzenie próbek
Zagadnienia: Właściwe dobranie rozmiarów próbki, program do wizualizacji VMD.
Wykład 3 - Przyspieszanie obliczeń
Zagadnienia: Lista najbliższych sąsiadów, logika połączonych komórek, periodyczne warunki brzegowe.
Wykład 4 - Przybliżone rozwiązywanie równań ruchu
Zagadnienia: Metoda Verleta, metoda Verleta (prędkosci), metoda predictor-corrector.
Wykład 5 - Przybliżone rozwiązywanie równań ruchu, cd.
Zagadnienia: Wybór kroku czasowego, potencjały oddziaływań.
Wykład 6 - Opis oddziaływań międzyatomowych I
Zagadnienia: Potencjały dwuciałowe.
Wykład 7 - Opis oddziaływań międzyatomowych II
Zagadnienia: Potencjały wielociałowe.
Wykład 8 - Wprowadzenie temperatury i ciśnienia
Zagadnienia: Skalowanie Berendsena, formalizm Langevina.
Wykład 9 - Gotowe programy do modelowania komputerowego
Zagadnienia: LAMMPS dodatkowe funkcje.
Wykład 10 - Przyspieszanie obliczeń
Zagadnienia: Programowanie równoległe, OpenMP, MPICH.
Wykład 11 - Metoda Monte Carlo
Zagadnienia: Definicje, doświadczenie Buffona.
Wykład 12 - Metoda Monte Carlo cz. II
Zagadnienia: Obliczanie całek, metoda Metropolisa.
Wykład 13 - Metoda Monte Carlo cz.III
Zagadnienia: Kinetyczna metoda Monte Carlo.
Wykład 14 - Metoda Monte Carlo cz. IV
Zagadnienia: Generatory liczb losowych.
Materiały pomocnicze
Zbiór ze współrzędnymi atomów w molekule benzenu
Życzę powodzenia,
Zbigniew Postawa