Počítačové simulace kondenzovaných látek

Garant předmětu:

Štefan Zajac

Přednášející:

Jaroslav Hamrle, Petr Sedlák, Štefan Zajac

Cvičící:

Jaroslav Hamrle, Petr Sedlák, Štefan Zajac

Předmět zajišťuje:

katedra inženýrství pevných látek

Anotace:

Počítačová simulace v oblasti kondenzovaných látek se stává důležitým nástrojem při vývoji nových materiálů a technologií, využívaným jak experimentátory, tak teoretiky. Řešení řady praktických problémů je tak převáděno z reálné do 'virtuální', počítačové laboratoře. V průběhu kurzu se studenti seznámí s teoretickým pozadím základních výpočetních metod a své poznatky ověří na praktických příkladech. Každá přednáška tak bude organizována jako tutorial, v jehož rámci bude řešení typických úlohy doprovázeno detailním objasněním použitých výpočetních postupů. Kurz se koná v Počítačové učebně Katedry inženýrství pevných látek. K praktickým demonstracím a procvičení bude využito simulační prostředí Materials Studio (Accelrys Software Inc.).

Požadavky:

Znalost klasické mechaniky, elektřiny a magnetismu, kvantové mechaniky a termodynamiky v rozsahu základních kurzů.

Osnova přednášek:

Cíle předmětu:

V průběhu kurzu se studenti seznámí s teoretickým pozadím základních výpočetních metod v oblasti kondenzovaných látek a své poznatky si ověří na praktických příkladech.

Obsahové zaměření:

Počítačové simulace v oblasti kondenzovaných látek se stávají důležitým nástrojem v procesu studia a vývoje nových materiálů a technologií a jako takové jsou využívány teoretiky, experimentátory a vývojáři. Řešení řady praktických problémů je tak převáděno z reálné do ?virtuální?, počítačové laboratoře. Každá přednáška je organizována jako tutorial, v jehož rámci je řešení typické úlohy doprovázeno detailním objasněním použitých výpočetních postupů. Kurz se koná v Počítačové učebně Katedry inženýrství pevných látek FJFI ČVUT v Praze. K praktickým demonstracím a procvičení je využito simulační prostředí Materials Studio, Gaussian a Comsol.

Osnova cvičení:

Každý z probíraných teoretických okrujů je doplněn praktickou úlohou.

Cíle studia:

Znalosti:

Základy kvantové mechaniky a numerické matematiky.

Schopnosti:

Osvojení si základů teorie a praktické realizace počítačových simulací pro základní kondenzované systémy.

Studijní materiály:

Základní:

[1]A.R. Leach: Molecular Modeling: Principles and Applications, 2nd edition, Prentice Hall, Harlow 2001.

[2]R. M. Martin: Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods (Vol 1), Cambridge University Press, Cambridge 2004.

[3]J. Kohanoff: Electronic Structure Calculations for Solids and Molecules, Cambridge University Press, Cambridge 2006.

Doporučená:

[4]Wai-Yim Ching, Paul Rulis: Electronic Structure Methods for Complex Materials, Oxford University Press, Oxford 2012.

[5]A. Nitzan: Chemical Dynamics in Condensed Phases, Oxford University Press, Oxford 2013.

[6]C.A. Ullrich: Time-Dependent Density-Functional Theory, Oxford University Press, Oxford 2012.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: