SI3450 Avancerad molekyldynamik 7,5 hp

Advanced Molecular Dynamics

  • Utbildningsnivå

    Forskarnivå
  • Kursnivå (A-D)

    D
  • Huvudområde

  • Betygsskala

Det finns inget planerat kurstillfälle.

Lärandemål

Efter avslutad kurs ska studenten kunna:

  • skapa simuleringar av vätskor, polymerer och proteiner

  • analysera strukturella och dynamiska egenskaper

  • bedöma kvaliteten på “sampling” och vara medveten om metoder för att förbättra denna

  • skapa beräkningar av fri energi

  • applicera systematisk “coarse-graining”

Kursens huvudsakliga innehåll

Kursen behandlar metodik i avancerad molekyldynamik (MD) för klassiska simuleringar av vätskor, polymerer och proteiner. MD-simuleringar ger atomistiskt detaljerad information om strukturella och dynamiska kvantiteter, men ofta till en hög beräkningskostnad. Eftersom simuleringarna kräver att vibrationer av atomer återskapas så är tidsstegen i simuleringarna av storleksordningen femtosekunder, medan tidsskalor av intresse ofta är av storleksordningen mikrosekunder.

Detta har tre viktiga konsekvenser. Effektiv mjukvara och hårdvara behövs, till exempel “stream computing” på GPU:er. Du måste alltid noga kontrollera konvergensen av egenskaper av intresse. Och om konvergens inte kan nås, kan du behöva använda metoder för att förbättra insamlandet av data (sampling), till exempel fri energi-beräkningar och “coarse-graining”.

Dessa ämnen kommer att behandlas i föreläsningar, litteraturstudier och datorlabbar.

Behörighet

  • Grundläggande kunskaper i statistisk mekanik / termodynamik

(Kursen innehåller en kort introduktion till molekylär dynamik och kraftfält)

Litteratur

  • D. Frenkel & B. Smit, Understanding Molecular Simulation

  • H.J.C. Berendsen, Simulating the Physical World

  • Utvalda artiklar

Examination

Krav för slutbetyg

  • Datorlabbar med Gromacs simuleringspaketet

  • Presentation av projekt som kan anpassas till de särskilda intressen hos studenterna

Ges av

SCI/Fysik

Kontaktperson

Berk Hess

Examinator

Berk Hess <hess@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med HT11.