Przedmiot specjalistyczny 2. Podstawy metod ab initio komputerowego modelowania materiałów Kierunek studiów: Inżynieria materiałowa
Kod programu: 08-S2MA12.2015

Nazwa modułu: Przedmiot specjalistyczny 2. Podstawy metod ab initio komputerowego modelowania materiałów
Kod modułu: IM2A_PS2_PMA
Kod programu: 08-S2MA12.2015
Semestr:
  • semestr zimowy 2017/2018
  • semestr zimowy 2016/2017
Język wykładowy: polski
Forma zaliczenia: egzamin
Punkty ECTS: 4
Opis:
Moduł Podstawy metod ab initio komputerowego modelowania materiałów ma umożliwić studentowi/studentce zapoznanie się ze współczesnymi kwantowymi metodami stosowanymi w modelowaniu teoretycznym materiałów uporządkowanych i nieuporządkowanych atomowo. Dzięki temu student/studentka będzie przygotowana do korzystania z dostępnego w laboratoriach badawczych oprogramowania do obliczeń struktury elektronowej, modelowania termodynamicznego nowych materiałów oraz wykorzystania wyników dla określenia właściwości fizycznych i chemicznych badanych oraz projektowanych materiałów.
Wymagania wstępne:
Wymagana jest realizacja efektów kształcenia modułów: fizyki ciała stałego, chemii, krystalografii, metod badań materiałów oraz modułu IM2A_KMSM, IM2A_SIECI.
Literatura podstawowa:
1. R. F. Nalewajski, Podstawy i metody chemii kwantowej, PWN 2001. 2. J. Deniszczyk, Struktura elektronowa, właściwości magnetyczne i parametry struktury nadsubtelnej wybranych międzymetalicznych związków żelaza o strukturze typu B2, DO3 i L21, Wyd. UŚl, Katowice 2005 3. R. M. Martin, Electronic Structure. Basic theory and Practical Methods, Cambridge University Press, Cambridge, 2004 4. D.J. Singh, Planewaves, pseudopotentials and the LAPW-method, Kluwer Academic Pub-lishing, Boston, 1994.
Efekt modułowy Kody efektów kierunkowych do których odnosi się efekt modułowy [stopień realizacji: skala 1-5]
Wiedza w zakresie podstaw kwantowych współczesnych metod ab initio teoretycznego modelowania materiałów inżynierskich. Znajomość i rozumienie zasad doboru przybliżeń dla potencjału wymienno-korelacyjnego oraz sposobów modelowania potencjału krystalicznego i jednoelektronowych funkcji falowych stosowanych we współczesnych metodach kwantowych obliczeń ab initio. Znajomość i rozumie nie różnic pomiędzy pełnoelektronowymi i pseudopotencjałowymi metodami kwantowego modelowania właściwości materiałów uporządkowanych. [IM2A_PS2_PMA_1]
 IM2A_W01 [5/5]
Znajomość na poziomie rozszerzonym co najmniej dwa dedykowane pakiety oprogramowania służące do kwantowych obliczeń właściwości mikroskopowych i makroskopowych materiałów inżynierskich. Wiedza dotycząca metod modelowania ab initio materiałów nieuporządkowanych atomowo. [IM2A_PS2_PMA_2]
 IM2A_W01 [5/5]
Umiejętność zrozumiałego przedstawiania podstaw teoretycznych współczesnych metod kwantowych obliczeń ab initio stosowanych w modelowaniu materiałów. Umiejętność w sposób zrozumiały omówienia ograniczeń poznanych metod oraz wyjaśnienia zagadnienia związane ze stosowanymi w tych metodach przybliżeniami. [IM2A_PS2_PMA_3]
 IM2A_U02 [2/5] IM2A_U07 [5/5] IM2A_U09 [5/5]
Umiejętność doboru właściwej metody obliczeń ab initio dla wykonania modelowania w celu osiągnięcia określonego celu badań materiałów inżynierskich, praktycznej realizacji tych obliczeń oraz dogłębnej analizy wyników obliczeń. Umiejętność realizacji modelowanie ab initio dla materiałów nieuporządkowanych atomowo. [IM2A_PS2_PMA_4]
 IM2A_U07 [5/5]
Wykształcenie odpowiedzialności za rzetelną realizację projektu obliczeniowego. Pogłębienie umiejętności pracy zespołowej oraz zrozumienie konieczności systematycznej pracy nad projektami, które mają długofalowy charakter. Przygotowanie do aktywnego uczestnictwa w zespołowej realizacji projektu. [IM2A_PS2_PMA_5]
 IM2A_K03 [3/5]
Typ Opis Kody efektów modułowych do których odnosi się sposób weryfikacji
Egzamin pisemny [IM2A_PS2_PMA_w_1]
Weryfikacja wiedzy w oparciu o treść wykładów, wskazaną literaturę oraz odbyte ćwiczenia.
 IM2A_PS2_PMA_1 IM2A_PS2_PMA_2 IM2A_PS2_PMA_3 IM2A_PS2_PMA_4 IM2A_PS2_PMA_5
Sprawdzian [IM2A_PS2_PMA_w_3]
Ocena opanowania podstawowych wiadomości niezbędnych do indywidualnego wykonania obliczeń kwantowych materiałów inżynierskich.
 IM2A_PS2_PMA_1 IM2A_PS2_PMA_2 IM2A_PS2_PMA_3 IM2A_PS2_PMA_4 IM2A_PS2_PMA_5
Sprawozdanie [IM2A_PS2_PMA_w_4]
Ocena umiejętności rozumienia rezultatów obliczeń i powiązania z właściwościami materiałów inżynierskich poprzez poprawne formułowanie wniosków.
 IM2A_PS2_PMA_1 IM2A_PS2_PMA_2 IM2A_PS2_PMA_3 IM2A_PS2_PMA_4 IM2A_PS2_PMA_5
Rodzaj prowadzonych zajęć Praca własna studenta Sposoby weryfikacji
Typ Opis (z uwzględnieniem metod dydaktycznych) Liczba godzin Opis Liczba godzin
wykład [IM2A_PS2_PMA_fs_1]
Wykład ma umożliwić poznanie podstaw kwantowych, stosowanych przybliżeń oraz zakresu zastosowań oraz ograniczeń współczesnych metod ab initio służących do modelowania materiałów. Wykład prowadzony jest z wykorzystaniem środków multimedialnych i demonstracji z użyciem pakietów WIEN2k i VASP.
 30
Praca ze wskazaną literaturą obejmująca samodzielne przyswojenie wiedzy w odniesieniu do podstawowych zagadnień.
 25 Egzamin pisemny [IM2A_PS2_PMA_w_1]
laboratorium [IM2A_PS2_PMA_fs_3]
Zastosowanie poznanej teoretycznej wiedzy w praktycznych obliczeniach struktury oraz właściwości mikroskopowych i makroskopowych materiałów inżynierskich. Ćwiczenia wykonywane są indywidualnie/zespołowo przez studentów z wykorzystaniem wyposażenia pracowni dydaktycznych i badawczych.
 30
Przygotowanie teoretycznych podstaw i zagadnień związanych z tematem wykonywanego ćwiczenia oraz przygotowanie niezbędnych danych. Samodzielne/zespołowe opracowanie wstępu teoretycz-nego i prezentacji wyników ćwiczenia.
40 Sprawdzian [IM2A_PS2_PMA_w_3] Sprawozdanie [IM2A_PS2_PMA_w_4]
Załączniki
Opis modułu (PDF)
Informacje o sylabusach mogą ulec zmianie w trakcie trwania studiów.
Sylabusy (USOSweb)
Semestr Moduł Język wykładowy
(brak danych)