Methods of Computer Simulations part 1 Field of study: Technical Physics
Programme code: 03-S1FT12.2017

Module name: Methods of Computer Simulations part 1
Module code: 0305-1FT-12-50.1
Programme code: 03-S1FT12.2017
Semester: summer semester 2019/2020
Language of instruction: Polish
Form of verification: exam
ECTS credits: 4
Description:
Na wykładzie student zapoznaje się z następującymi zagadnieniami: - Klasyczne symulacje komputerowe – oddziaływania między-atomowe; modele cząsteczek; periodyczne warunki brzegowe; konwencja najbliższych obrazów; obcięcie sferyczne. - Symulacja dynamiki molekularnej: równania ruchu Newtona dla układów atomów, metody rozwiązywania równań różnicowych, symulacja sztywnych molekuł – opis ruchu rotacyjnego i rozwiązywanie równań ruchu; dynamika z więzami – algorytm SAKE, konfiguracja początkowa, eliminacja pędu całkowitego układu, jednostki zredukowane, parametry kontrolne w etapie dochodzenia układu do równowagi, siły i przesunięty potencjał, oddziaływania dalekiego zasięgu, metoda sumowania Ewalda, ładunki ułamkowe w cząsteczkach dipolowych, proste średnie termodynamiczne (energia, temperatura, ciśnienie), transformacja wartości średnich między zespołami statystycznymi, ciepło właściwe. Własności strukturalne (dwójkowa funkcja rozkładu, statyczny czynnik struktury), daleko-zasięgowe poprawki energii potencjalnej i ciśnienia, czasowe funkcje korelacji, czasy korelacji i współczynniki transportu, dynamika molekularna dla różnych zespołów statystycznych. - Stochastyczne symulacje komputerowe: metody Monte Carlo dla różnych zespołów statystycznych. - Praktyczny wstęp do symulacji ośrodków ciągłych (cieczy i ośrodków sprężystych). Metody rozwiązywania równań różniczkowych na siatkach (FDM,FEM,FVM). Metody cząsteczkowe. Rozwiązywanie równań transportu. W trakcie zajęć laboratoryjnych poznana na wykładach wiedza wykorzystana będzie do opracowania projektu obejmującego program symulacji dynamiki molekularnej lub Monte Carlo układu atomów oraz rozwiązanie zagadnienia przepływu lub transportu. Przedmiot obowiązkowy w semestrze 5 dla specjalności Nowoczesne materiały i techniki pomiarowe; wykład zakończony egzaminem.
Prerequisites:
Elementarna wiedza z zakresu mechaniki klasycznej i fizyki statystycznej, znajomość języków programowania (Fortran, C/C++)
Key reading:
(no information given)
Learning outcome of the module Codes of the learning outcomes of the programme to which the learning outcome of the module is related [level of competence: scale 1-5]
Posiada podstawową wiedzę z zakresu symulacji dynamiki molekularnej i metod Monte Carlo [1FT_50.1_1]
 KFT_W08 [5/5]
Potrafi określić zalety i ograniczenia poznanych metod symulacji komputerowych. [1FT_50.1_2]
 KFT_W08 [5/5]
Zna metody rozwiązywania równań różniczkowych na siatkach. [1FT_50.1_3]
 KFT_W08 [5/5]
Potrafi napisać implementacje procedur w symulacjach komputerowych dynamiki molekularnej lub Monte Carlo. [1FT_50.1_4]
 KFT_U11 [4/5]
Potrafi rozwiązać zagadnienie przepływu lub transportu stosując jedną z prezentowanych metod. [1FT_50.1_5]
 KFT_U09 [4/5]
Type Description Codes of the learning outcomes of the module to which assessment is related
projekt [1FT_50.1_w_1]
Podstawą zaliczenia zajęć laboratoryjnych jest projekt mający na celu uruchomienie programu symulacji dynamiki molekularnej lub Monte Carlo układu atomów oraz rozwiązanie zagadnienia przepływu lub transportu
 1FT_50.1_4 1FT_50.1_5
egzamin ustny [1FT_50.1_w_2]
Trzy pytania z zagadnień wykładu (symulacje dynamik molekularnej i Monte Carlo oraz metod rozwiązywania równań różniczkowych) Egzamin obowiązkowy dla sp. Modelowanie komputerowe w semestrze 6
1FT_50.1_1 1FT_50.1_2 1FT_50.1_3
Form of teaching Student's own work Assessment of the learning outcomes
Type Description (including teaching methods) Number of hours Description Number of hours
lecture [1FT_50.1_fs_1]
Wykład zagadnień przedstawionych w „Opisie modułu” z wykorzystaniem prezentacji multimedialnej.
 15
Praca z podręcznikiem; lektura uzupełniająca.
 30 egzamin ustny [1FT_50.1_w_2]
laboratory classes [1FT_50.1_fs_2]
opracowanie projektu
 15
lektura uzupełniająca, praca nad projektem
 30 projekt [1FT_50.1_w_1]
Attachments
Module description (PDF)
Information concerning module syllabuses might be changed during studies.
Syllabuses (USOSweb)
Semester Module Language of instruction
(no information given)