Předmět: Počítačové modelování

« Zpět
Název předmětu Počítačové modelování
Kód předmětu KFY/PM
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia 3
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 6
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Hrach Rudolf, prof. RNDr. DrSc.
  • Moučka Filip, doc. RNDr. Ph.D.
  • Havlica Jaromír, doc. Ing. Ph.D.
  • Malý Marek, doc. RNDr. Ph.D.
  • Posel Zbyšek, doc. RNDr. Ph.D.
Obsah předmětu
Částicové modelování metodou molekulární dynamiky (doc. RNDr. Marek Malý, Ph.D.) 1. Metoda molekulární dynamiky, Verletův a Rychlostní Verletův algoritmus, počáteční podmínky, periodické okrajové podmínky, empirické silové pole (force field) 2. Termostaty, barostaty, měření strukturních, mechanických a dynamických vlastností (radiální distribuční funkce, energie, vazebná energie, tlak z viriálu, samodifuze). 3. Simulační software pro molekulární dynamiku: Materials Studio, Amber. Částicové modelování metodou Monte Carlo (doc. RNDr. Filip Moučka, Ph.D.) 4. Částicové simulace metodou Monte Carlo v kanonickém souboru, Metropolisův-Hastingsův algoritmus. 5. Měření tlaku a chemického potenciálu metodami Monte Carlo (virtuální změna objemu a počtu částic). 6. Cíle a principy simulací v jiných statistických souborech. 7. Monte Carlo postupy pro zvýšení efektivity vzorkování a snížení vlivu konečnosti studovaných soustav. Mesoskopické modelování (RNDr. Zbyšek Posel, Ph.D.): 8. Techniky modelování na mesoskopické úrovni, Stochastická částicová dynamika, techniky Monte Carlo. 9. Mesoskopické modelování komplexních systémů (rozbor vlastního programu pro generování konfigurací). 10. Simulační software: DL_MESO a LAMMPS. Spojité modelování transportu tepla, hmoty a hybnosti (doc. Ing. Jaromír Havlica, Ph.D.) 11. Spojité modelování, matematický popis fyzikálních jevů, zákony zachování, bilance hmoty, tepla a hybnosti. 12. Simulační software pro spojité modelování: OpenFoam, ANSYS FLUENT. 13. Vytvoření geometrie, základní konstrukce sítě, okrajové a počáteční podmínky, diskretizace jednotlivých členů, základní řešiče, postprocessing.

Studijní aktivity a metody výuky
nespecifikováno
Výstupy z učení
Předmět seznamuje studenty s nejdůležitějšími metodami počítačového modelování. Cílem kurzu je podat studentům představu o principech metod, jejich výhodách i stinných stránkách a jejich vhodnosti použití pro řešení aktuálních problémů vědy a techniky. Kurz je rozdělen do bloků, které budou vyučovány odborníky na dané metody odpovídající oblastem jejich vědecké činnosti

Předpoklady
nespecifikováno

Hodnoticí metody a kritéria
nespecifikováno
seminární práce, ústní zkouška
Doporučená literatura
  • A. R. Leach. Molecular Modelling. Principles and Applications. ISBN 0-582-38210-6.
  • I, Nezbeda, J. Kolafa, M. Kotrla. Úvod do molekulárních simulací. Metody Monte Carlo a molekulární dynamiky.
  • M.P. Allen and D.J. Tildesley. Computer Simulation of Liquids. ISBN 0-19-855645-4.
  • Rubinstein M, Colby R. H. Polymer Physics. Oxford University Press, 2003..
  • Versteeg, H. K a W. Malalasekera. An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method.. ISBN 978-0-13-127498-3.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr