|
Vyučující
|
-
Kolafa Jiří, prof. RNDr. CSc.
|
|
Obsah předmětu
|
Předmět "Molekulární modelování a simulace" seznamuje posluchače se základy modelování molekul (okrajově i jiných systémů mnoha částic) metodami klasické mechaniky od konstrukce silového pole po metody molekulární dynamiky a Monte Carlo. Důraz je kladen na metodiku počítačového experimentu (pseudoexperimentu). Nedílnou součástí je práce na projektu, tj. simulace jednoduchého systému. K dispozici jsou česky psaná skripta i demonstrační software. Témata: 1. Statistická termodynamika: soubory, pravděpodobnosti stavů 2. Modely: mřížkové a spojité, popis tekutin, biomolekul 3. Molekulární dynamika: integrace pohybových rovnic (Verlet, Gear) 4. MD: izotermický a izobarický soubor 5. MD: tuhé molekuly, molekuly s pevnými vazbami (SHAKE) 6. Monte Carlo: MC integrace, Markovovy řetězce, Metropolisovo vzorkování 7. Náhodná čísla: algoritmy, spojitá a diskrétní rozložení 8. MC: tuhé molekuly, MC v jiných souborech, neboltzmannovské vzorkování 9. Počítačový experiment: volba metody a podmínek, start simulace 10. Periodické okrajové podmínky, dlouhodosahové síly 11. Měření, statistická analýza časových řad a odhad chyb 12. Entropické veličiny (termodynamická integrace, Widom) 13. MD: kinetické veličiny, rovnovážné a nerovnovážné metody 14. Práce na projektu (MC či MD simulace jednoduchého systému)
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce)
- Účast na výuce
- 28 hodin za semestr
- Semestrální práce
- 40 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 55 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Seznámit posluchače se základy modelování molekul (okrajově i jiných systémů mnoha částic) metodami klasické mechaniky od konstrukce silového pole po metody molekulární dynamiky a Monte Carlo.
Simulovat chování jednoduchého molekulárního systému.
|
|
Předpoklady
|
znalost středoškolské chemie
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Ústní zkouška, Praktická demonstrace získaných dovedností
Zápočet je udělen za zvládnutí jednoduché MC/MD simulace v libovolném programovacím jazyce. Zkouška je ústní.
|
|
Doporučená literatura
|
-
D. Frenkel; B. Smit. Understanding Molecular Simulation. Academic Press, 2002.
-
M. P. Allen; D. J. Tildesley. Computer Simulation of Liquids. Clarendon Press, Oxford, 2002.
-
Nezbeda I Kolafa J Kotrla M. Úvod do počítačových simulací metody Monte Carlo a molekulární dynamiky. Nakladatelství Karolinum, Univerzita Karlova v Praze., 2003.
|