Preview

(MSCI514) -  Αλέξανδρος Βανακάρας

Course Description

Το μάθημα αποτελεί μια εισαγωγή στις βασικές αρχές, τις μεθόδους και την πρακτική εξάσκηση στην Υπολογιστική Επιστήμη των Υλικών. Η υπολογιστική επιστήμη των υλικών αναφέρεται στη μελέτη των υλικών με υπολογιστικές μεθόδους και προσομοιώσεις και αποτελεί ένα μοντέρνο και συνεχώς αναπτυσσόμενο πεδίο της επιστήμης των υλικών. Στοχεύει στην κατανόηση της σχέσης δομής (από το ατομικό επίπεδο) με τις τελικές (μακροσκοπικές) ιδιότητες των υλικών και των αλληλεπιδράσεων τους με εξωτερικές παραμέτρους. Αποτελεί πλέον ένα αναπόσπαστο εργαλείο στο σχεδιασμό νέων υλικών και των ιδιοτήτων τους. Το εισαγωγικό αυτό μάθημα στοχεύει στην κατανόηση των αρχών των υπολογιστικών μεθόδων που εφαρμόζονται για υπολογισμούς μοριακών ιδιοτήτων,  μέχρι και την εκτέλεση μοριακών και μεσοσκοπικών υπολογιστικών προσομοιώσεων. Συζητούνται οι δυνατότητες αυτών των μεθόδων αλλά και τα όρια τους.   

Τυχαίοι αριθμοί και η μέθοδος Monte Carlo. Εφαρμογές της μεθόδου Monte Carlo στον υπολογισμό πολυδιάστατων ολοκληρωμάτων και της ελαχιστοποίησης συναρτήσεων. Προσομοίωση στατιστικών κατανομών. Στοχαστικές διαδικασίες με εφαρμογές σε προβλήματα τυχαίου περίπατου και προβλήματα αποδιέγερσης μορίων. Πλεγματικά μοντέλα και περιοδικές συνθήκες. Θεωρία percolation: Αλληλεπιδράσεις πολλών σωματιδίων. Εφαρμογές στη διάδοση ασθενειών ? επιδημιών. Εφαρμογές στο μαγνητισμό. Εισαγωγή στη μέθοδο της μοριακής δυναμικής. Μοριακή δυναμική απλών συστημάτων. Επεξεργασία αποτελεσμάτων προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής.

Το μάθημα είναι εργαστηριακό χωρίς τελικές γραπτές εξετάσεις. Ο τελικός βαθμός προκύπτει από εργασίες και την παρουσίαση τους κάτα τη διάρκεια του εξαμήνου.

Ενδεικτική Βιβλιογραφία

• Lesar, R., Computational Materials Science: Fundamentals to Applications, Cambridge University Press 2013.
• Frenkel, D., and B. Smit. Understanding Molecular Simulation. 2nd ed. San Diego, CA: Academic Press, 2001. ISBN: 9780122673511.
• Allen, M. P., and D. J. Tildesley. Computer Simulation of Liquids. New York, NY: Oxford University Press, 1989. ISBN: 9780198556459.

Creation Date

Tuesday, December 2, 2