| Název předmětu | Poč. modelování částicových soustav II |
|---|---|
| Kód předmětu | KFY/M201 |
| Organizační forma výuky | Přednáška + Cvičení |
| Úroveň předmětu | Magisterský |
| Rok studia | 1 |
| Semestr | Letní |
| Počet ECTS kreditů | 5 |
| Vyučovací jazyk | Čeština |
| Statut předmětu | Povinný |
| Způsob výuky | Kontaktní |
| Studijní praxe | Nejedná se o pracovní stáž |
| Doporučené volitelné součásti programu | Není |
| Vyučující |
|---|
|
| Obsah předmětu |
|
1. Upřesnění základních pojmů a myšlenek částicového modelování. Mechanický, termodynamický a statisticko-fyzikální popis soustav: mikroskopické modely, interakční energie, pohybové rovnice, termodynamické vlastnosti, statistické soubory. 2. Metody Monte Carlo v částicovém modelování: Markovovy řetězce, matice přechodu, Metropolisova metoda, separace hybnostního a konfiguračního prostoru. 3. Realizace Metropolisova algoritmu v kanonickém souboru a periodických podmínkách: počáteční konfigurace, translace, rotace, zlomky přijetí, konvergence, ekvilibrace, energetické tail korekce interakčních potenciálů. 4. Výpočet termodynamických veličin přímo z mechanických veličin: vnitřní energie, tlak, viriál síly, virtuální změna objemu, kompresibilita. 5. Výpočet strukturních veličin - radiální distribuční funkce, prostorová distribuční funkce, strukturní faktor, analýza vodíkových vazeb, souvislost struktury a termodynamiky. 6. Výpočet entropických veličin: volná energie, chemický potenciál, termodynamická integrace, virtuální vkládání. 7. Interakční potenciály dlouhého dosahu: elektrostatické interakce, bodové a Gaussovské náboje, bodový dipól, Ewaldova sumace, metody reakčního pole a další přibližné metody. 8. MC simulace v izobaricko-izotermickém souboru. 9. MC simulace v grandkanonickém souboru. 10. MC simulace fázových rovnováh v Gibbsově souboru. 11. Speciální metody vzorkování: Force bias, Smart MC, preferenční vzorkování, neboltzmannovské vzorkování. 12. Polarizovatelné modely a metody pro jejich řešení: bodový indukovaný dipól, náboj na pružině, iterační metody. 13. Optimalizace simulačních programů: profilování simulačních programů, aproximace interakčních potenciálů, metoda zřetězených seznamů, metoda seznamu sousedů.
|
| Studijní aktivity a metody výuky |
| nespecifikováno |
| Výstupy z učení |
|
Kurz rozšiřuje znalosti získané v kurzu Počítačové modelování částicových soustav I o hlubší teoretický popis opírající se o znalosti termodynamiky a statistické fyziky, což umožní výklad rozšířit o metody Monte Carlo (MC) a hlubší výklad potřebný pro implementaci vlastních simulačních programů. Výsledkem každého cvičení bude vytvoření vlastního simulačního programu využívajícího metod vyložených v rámci předcházejících přednášek. Cílem kurzu je rozvinout schopnost studentů vytvářet vlastní simulační programy a vyvíjet nové vlastní postupy v oblasti částicových simulací:
|
| Předpoklady |
|
nespecifikováno
KFY/M101 a zároveň KFY/KSF ----- nebo ----- KFY/MK105 ----- nebo ----- KFY/M105 ----- nebo ----- KFY/SF |
| Hodnoticí metody a kritéria |
|
nespecifikováno
protokoly o samostatném řešení zadaných úloh, ústní zkouška |
| Doporučená literatura |
|
|
| Studijní plány, ve kterých se předmět nachází |
| Fakulta | Studijní plán (Verze) | Kategorie studijního oboru/specializace | Doporučený semestr |
|---|