Symulacje molekularne: Podstawy termodynamiki i praktyka

Symulacje molekularne są niezastąpionymi narzędziami do przewidywania zachowania materiałów i układów chemicznych, ale udane modelowanie wymaga dobrej znajomości leżących u ich podstaw praw fizycznych. Ten kurs zapewnia rzetelne, oparte na tekście wprowadzenie do mechaniki statystycznej i termodynamiki, które stanowią podstawę współczesnego modelowania komputerowego, umożliwiając pewne podejście do praktycznych prac symulacyjnych. Ten kurs zmieni Twoje rozumienie tego, jak właściwości makroskopowe wynikają z oddziaływań mikroskopowych. Czego się nauczysz: * Zrozumiesz podstawowe prawa termodynamiki i ich ścisłą interpretację statystyczną. * Poznasz różne zespoły statystyczne (NVE, NVT, NPT) i dowiesz się, kiedy stosować je w modelowaniu komputerowym. * Zastosujesz funkcje energii potencjalnej i koncepcje pól siłowych do dokładnego modelowania oddziaływań międzyatomowych i molekularnych. * Przećwiczysz koncepcyjne kroki wykonywania podstawowych eksperymentów obliczeniowych przy użyciu metod Dynamiki Molekularnej (MD) i Monte Carlo (MC). * Zinterpretujesz wyniki symulacji, w tym obliczanie kluczowych właściwości termodynamicznych, takich jak energia, pojemność cieplna i ciśnienie. Treść ta rozpoczyna się od podstawowego przeglądu termodynamiki klasycznej i mechaniki statystycznej, a następnie przechodzi do szczegółowych kroków koncepcyjnych różnych algorytmów symulacyjnych. Przeczytasz szczegółowe wyjaśnienia struktur matematycznych i przepływu pracy powiązanego z wykonywaniem typowej symulacji. Ten kurs jest przeznaczony dla absolutnie początkujących w chemii obliczeniowej, fizyce lub inżynierii materiałowej. Nie jest wymagane żadne wcześniejsze doświadczenie z oprogramowaniem do symulacji molekularnych ani zaawansowanym programowaniem. Zacznij budować swoje podstawy w termodynamice obliczeniowej już dziś.