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

Module name: Methods of Computer Simulations
Module code: 0305-1FT-17-57
Programme code: 03-S1FT12.2017
Semester: winter 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( tematy ćwiczeń laboratoryjnych do wyboru) 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_57_1]
 KFT_W08 [5/5]
Potrafi określić zalety i ograniczenia poznanych metod symulacji komputerowych. [1FT_57_2]
 KFT_W08 [5/5]
Zna metody rozwiązywania równań różniczkowych na siatkach. [1FT_57_3]
 KFT_W08 [5/5]
Potrafi napisać implementacje procedur w symulacjach komputerowych dynamiki molekularnej lub Monte Carlo. [1FT_57_4]
 KFT_U11 [4/5]
Potrafi rozwiązać zagadnienie przepływu lub transportu stosując jedną z prezentowanych metod. [1FT_57_5]
 KFT_U09 [4/5]
Type Description Codes of the learning outcomes of the module to which assessment is related
projekt [1FT_57_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_57_4 1FT_57_5
egzamin ustny [1FT_57_w_2]
Trzy pytania z zagadnień wykładu (symulacje dynamik molekularnej i Monte Carlo oraz metod rozwiązywania równań różniczkowych) Egzamin obowiązkowy dla sp. Nowoczesne materiały i techniki pomiarowe w semestrze 5.
1FT_57_1 1FT_57_2 1FT_57_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_57_fs_1]
Wykład zagadnień przedstawionych w „Opisie modułu” z wykorzystaniem prezentacji multimedialnej.
 15
Praca z podręcznikiem; lektura uzupełniająca
 30 egzamin ustny [1FT_57_w_2]
laboratory classes [1FT_57_fs_2]
Opracowanie projektu
 30
Przyswojenie wiedzy z wykładów.
 20 egzamin ustny [1FT_57_w_2]
Attachments
Module description (PDF)
Information concerning module syllabuses might be changed during studies.
Syllabuses (USOSweb)
Semester Module Language of instruction
(no information given)