litceyvib.ru 1

Компьютерное моделирование молекулярных процессов



Цель дисциплины - познакомить студентов с принципами построения стохастических и динамических моделей физических систем и их реализацией в форме методов Монте-Карло и молекулярной динамики, перколяционных кластеров, фрактальных структур. Продемонстрировать достоинства компьютерных моделей, связанные с одновременным получением данных о термодинамических свойствах, структуре и динамике движения молекул. Рассмотреть результаты применения методов компьютерных экспериментов для исследования в областях состояний, недоступных натурному эксперименту.

Задача дисциплины - теоретически освоить методы моделирования систем взаимодействующих частиц, базирующиеся на первых принципах молекулярно-кинетической теории вещества, и моделирование фазовых переходов.

При изучении дисциплины используются знания и навыки, полученные студентами при изучении курсов общей физики, математики, программирования, механики, термодинамики и статистической физики, физики твердого тела, физики жидкого состояния, механики сплошных сред. Студентам представляются алгоритмы моделирования молекулярных систем и готовый пакет для молекулярно-динамического моделирования, с использованием которых они в состоянии выполняют практические работы.

В результате усвоения курса студенты должны освоить навыки работы со специальной литературой, научиться применять теоретические знания к постановке компьютерных экспериментов, анализировать и интерпретировать результаты таких экспериментов. Студенты должны усвоить принципы построения компьютерных моделей вещества с организацией необходимых стохастических процессов или решением уравнений движения и требуемыми в конкретных случаях начальными условиями, а также использовать весь спектр свойств, получаемых в результате моделирования, для анализа и интерпретации результатов.