Einführung in die Molekulardynamik - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Nach der erfolgreichen Teilnahme an der Vorlesung und den Programmier-Übungen sind die Studierenden in der Lage

- selbstständig ein einfaches Molekulardynamik-Programm zur Simulation von Edelgasen zu erzeugen

- die Vorbereitung, Durchführung und Analyse von Molekülsimulationen zu verstehen, selbstständig nachzuvollziehen und zu bewerten.

- Moleküldynamik an Molekülen selbstständig durchzuführen.

- thermodynamische und kinetische Größen aus Simulationen zu extrahieren.

- ein Verständnis der Dynamik von Vielteilchensystemen zu entwickeln und zu vertiefen.

- Fragestellungen, die durch Simulationsstudien untersucht werden können, zu entwickeln.

- für gestellte Aufgaben die geeigneten Molekülsimulationsverfahren auszuwählen.

Simulationsmethoden:

- Molekulardynamik-Methoden

- Monte Carlo Methode

- Kraftfeldbeschreibung von Molekülen

- Randbedingungen

- Temperatur- und Druckkontrolle

- Thermodynamische und kinetische Größen aus Simulationen

- Nicht-Gleichgewichts-Simulationen

- Gemischte quantenmechanische/klassische Simulationen

Anwendungen:

- Einfache Flüssigkeiten; Mischungen

- Biomoleküle: Dynamik von Proteinen und Peptiden

- Systeme mit Grenzflächen

Programmierübung:

Erstellung eines eigenen Molekulardynamik-Programmes in Python zur Simulationen elementarer Systeme wie z.B. Edelgase

Tafel, Beamer-Präsentationen

D. Frenkel, B. Smit, Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications, Academic Press. 2014.

M.P. Allen, D.J. Tildesley, Computer simulation of liquids, Oxford University Press, 1999.

Mark E. Tuckerman, Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulation, Oxford Graduate Press, 2016.