At give de studerende en grundlæggende indføring i molekyldynamiske
simuleringer til modellering af molekylære systemer og
molekylvekselvirkninger for derved at sætte dem i stand til at
anvende og evaluere samt udvikle simuleringsprogrammer til løsning
af problemstillinger inden for kemi, kemiteknik, fysik og
biologi.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Redegøre for aksiomerne og de forskellige ensembler i
statistisk mekanik.
Udvælg en stokastisk variabel med en given
sandsynlighedsfordeling med en uniform random number
generator.
Redegøre for de forskellige trin i et
molekylsimuleringsprogram.
Beskrive og anvende forskellige numeriske metoder til
integration af bevægelsesligninger.
Beregne tidsudvikling af en harmonisk og en anharmonisk
oscillator.
Evaluere tidskonstanter i bevægelsesligninger til en
molekyldynamisk simulering af systemer under forhold svarende til
forskellige ensembler.
Udvikle et molekyldynamisk simuleringsprogram til modellering
af atomare systemer.
Analysere simuleringsresultater og bestemme kompressibilitet,
par-fordelingsfunktion og
tidskorrelationsfunktioner.
Kursusindhold:
Molekyldynamiske simuleringer (sandsynlighedsregninger, numerisk
integration, forskellige termodynamiske ensembler, termostater).
Analyse af simuleringsresultater: termodynamiske egenskaber,
par-fordelingsfunktioner, strukturfaktorer, faseligevægte,
fluktuationer, kritiske fænomener, transportkoefficienter,
tidskorrelationsfunktioner. Sammenligning med eksperimentelle
resultater. Til støtte af indlæringen og forståelsen af teorien,
der gennemgås ved forelæsningerne, udføres en række praktiske
simuleringsøvelser, hvor deltagerne også får lejlighed til at
modificere eksisterende programmer og selv udvikle
programmer.
Litteraturhenvisninger:
Forelæsningsnoter
Bemærkninger:
Kurset danner sammen med fysisk kemi 3 (26233) og videregående
fysisk kemi (26235)en naturlig enhed, der tilvejebringer det
molekylære grundlag for den termodynamiske beskrivelse af
ligevægts- og ikke-ligevægtssystemer. Kurset kan desuden danne
baggrund for videregående arbejde med teknisk kemi, katalyse,
overfladekemi, polymerkemi, biologisk kemi og biokemi.
