FKF3410 Molekylär modellering för materialdesign 7,5 hp
Information för forskarstuderande om när kursen ges
Kontakta examinator / kursansvarig för information.
Välj termin och kursomgång
Välj termin och kursomgång för att se aktuell information och mer om kursen, såsom kursplan, studieperiod och anmälningsinformation.
Kursval
Gäller för kursomgång
VT 2024 Start 2024-03-18 programstuderande
Anmälningskod
60875
Innehåll och lärandemål
Kursinnehåll
Föreläsningarna i kursen behandlar bl.a.:
-
MD-metoden
-
Kraftfält
-
Ensembler
-
Massfördelningsfunktioner, korrelationsfunktioner, fluktuationer
-
Kolhydratmodeller (cellulosa, hemicellulosa, vattenmodeller, etc)
-
Fri-energimetoder (löslighet, ligand-substrat-bindning, kemisk modifiering)
-
Metoder för förbättrad sampling (Replica exchange, steered MD)
-
Simulering av mekaniska egenskaper
-
Avancerad analys (normalmodsanalys, kvantkorrektioner, simulerad vibrationsspektroskopi)
-
Introduktion till HPC-miljöer (High Performance Computing)
Lärandemål
Kursmål:
Allt eftersom de relevanta längdskalorna i framställda material blir mindre och mindre, blir processer på den molekylära och atomära nivån allt viktigare för dess slutliga egenskaper. Dessa processer kan i många fall förstås m.h.a. klassisk termodynamik och statistisk mekanik, men är p.g.a. systemens komplexitet närmast omöjliga att överblicka utan hjälp av effektiva datorsimuleringar.
En metod för att simulera skeenden på denna skala är klassisk molekyldynamik (MD), vilken i takt med den snabba utvecklingen av både hård- och mjukvara har fått allt större spridning inom materialvetenskapen, med tillämpningar inom exempelvis fasta material, polymerer, lösningar och suspensioner, och kompositer.
Målet är att studenterna efter avslutad kurs skall:
· Ha grundläggande kännedom om de teoretiska grunderna till atomistiska simuleringar av klassiska system
· Själv kunna sätta upp, köra och analysera molekyldynamiksimuleringar av enkla system
· Kunna anpassa simuleringarna till aktuell problemställning genom att välja relevant angreppssätt (m.a.p. kraftfält, simuleringsparametrar, analysmetod, etc.)
· Kunna relatera simuleringarna till experimentella metoder
· Kunna visualisera och presentera resultaten i form av grafer och molekylgrafik
· Förstå begränsningarna för MD som metod
Målgrupp:
Forskarstuderande inom kemi med ett intresse av molekylära mekanismer
Kurslitteratur och förberedelser
Särskild behörighet
Grundkurs i termodynamik, statistisk mekanik eller motsvarande samt datorvana.
Rekommenderade förkunskaper
Utrustning
Kurslitteratur
Utdelat material
Examination och slutförande
När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.
Betygsskala
Examination
Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.
Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.
Övriga krav för slutbetyg
Minst 80% närvaro på föreläsningarna, godkända labbrapporter till datorlaborationerna samt godkänd projektuppgift.
Möjlighet till komplettering
Möjlighet till plussning
Examinator
Etiskt förhållningssätt
- Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
- Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
- Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.