IAM - Computational Materials Science

Atomistische Simulation und Molekulardynamik

  • Typ: Vorlesung / Übung (VÜ)
  • Lehrstuhl: KIT-Fakultäten - KIT-Fakultät für Maschinenbau - Institut für Angewandte Materialien - Computational Materials Science
    KIT-Fakultäten - KIT-Fakultät für Maschinenbau
  • Semester: SS 2021
  • Zeit: 15.04.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich


    15.04.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    22.04.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    22.04.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    29.04.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    29.04.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    06.05.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    06.05.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    20.05.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    20.05.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    10.06.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    10.06.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    17.06.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    17.06.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    24.06.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    24.06.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    01.07.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    01.07.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    08.07.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    08.07.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    15.07.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    15.07.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich

    22.07.2021
    10:00 - 11:30 wöchentlich

    22.07.2021
    12:00 - 13:30 wöchentlich


  • Dozent: Dr. Daniel Weygand
    Prof. Dr. Peter Gumbsch
  • SWS: 4
  • LVNr.: 2181740
  • Hinweis: Online
Inhalt

Die Vorlesung gibt eine Einführung in partikelbasierte Simulationsmethoden weitgehend am Beispiel der Molekulardynamik:

1. Einführung
2. Werkstoffphysik
3. MD Basics, Atom-Billard
* Teilchen, Ort, Energie, Kräfte -- Paarpotenzial
* Anfangs- und Randbedingungen
* Zeitintegration
4. Algorithmisches
5. Statik, Dynamik, Thermodynamik
6. MD Output
7. Wechselwirkung zwischen Teilchen
* Paarpotenziale -- Mehrkörperpotenziale
* Quantenmechanische Prinzipien
* Tight Binding Methoden
* dissipative Partikeldynamik
8. Anwendung von teilchenbasierten Methoden

Übungen dienen zur Ergänzung und Vertiefung des Stoffinhalts der Vorlesung sowie als Forum für ausführliche Rückfragen der Studierenden.

Der/die Studierende kann

  • die physikalischen Grundlagen partikelbasierter Simulationsmethoden (z. Bsp. Molekulardynamik) erläutern.
  • partikelbasierte Simulationsmethoden anwenden, um Fragstellungen aus der Werkstoffwissenschaft zu bearbeiten.

Vorkenntnisse in Mathematik, Physik und Werkstoffkunde empfohlen

Präsenzzeit: 22,5 Stunden
Übung: 22,5 Stunden
Selbststudium: 75 Stunden

Mündliche Prüfung ca. 30 Minuten

VortragsspracheEnglisch
Literaturhinweise
  1. Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications, Daan Frenkel and Berend Smit (Academic Press, 2001) wie alle guten MD Bücher stark aus dem Bereich der physikalischen Chemie motiviert und auch aus diesem Bereich mit Anwendungsbeispielen gefüllt, trotzdem für mich das beste Buch zum Thema!
  2. Computer simulation of liquids, M. P. Allen and Dominic J. Tildesley (Clarendon Press, Oxford, 1996) Immer noch der Klassiker zu klassischen MD Anwendungen. Weniger stark im Bereich der Nichtgleichgewichts-MD.
Organisatorisches

Die Vorlesung wird auf Englisch angeboten!

Kursbeitritt erfolgt bis zum 15.4.2021 (erste Vorlesung) ohne Passwort. Die Veranstaltung wird asynchron angeboten. Die Vorlesungsfolien und eine Audiobesprechung der wichtigsten Elemente der Vorlesung werden über ILIAS zugänglich gemacht.

Kontakt: daniel.weygand@kit.edu

Admission to the course is possible until 15.4.2021 (first lecture) without password. The course is offered asynchronously. The lecture slides and an audio review of the most important elements of the lecture will be made accessible via ILIAS.