Hello,
On Monday, April 28 after 5 pm , some of the university's information systems will be unavailable due to maintenance work.
Affected systems are the Education Information System, Financial IS (iFIS), MIS/OBD/Verso, Kopla and related agendas.
It is anticipated that everything should be back online and running by Tuesday morning.
Work with e-mail or shared drives will not be affected.
Computer center
Your browser does not support JavaScript, or its support is disabled. Some features may not be available.
Molecular Modelling and Simulation - P403001
Title:
Molekulární modelování a simulace
Guaranteed by:
Department of Physical Chemistry (403)
Faculty:
Faculty of Chemical Engineering
Actual:
from 2019 to 2022
Semester:
summer
Points:
summer s.:0
E-Credits:
summer s.:0
Examination process:
summer s.:
Hours per week, examination:
summer s.:2/1, other [HT]
Capacity:
unlimited / unlimited (unknown)
Min. number of students:
unlimited
Qualifications:
State of the course:
taught
Language:
Czech
Teaching methods:
full-time
Level:
Additional information:
http://old.vscht.cz/fch/cz/pomucky/kolafa/N403027.html
Note:
course is intended for doctoral students only can be fulfilled in the future
Annotation -
--- Czech English
Basics of modeling of molecules (and other many-particle systems) by means of classical statistical mechanics, from force field construction to molecular dynamics and Monte Carlo simulations. Emphasis is on the methodology of a computer experiment (pseudoexperiment). An individual simulation project of every Ph.D. student is required, either developing a code for a simple system or using a simulation package. Edu-software is available.
Last update: Matějka Pavel (16.06.2019)
Předmět "Molekulární modelování a simulace" seznamuje posluchače z řad doktorandů se základy modelování molekul (okrajově i
jiných systémů mnoha částic) převážně metodami klasické mechaniky od konstrukce silového pole po metody molekulární
dynamiky a Monte Carlo. Důraz je kladen na metodiku počítačového experimentu (pseudoexperimentu). Nedílnou
součástí je práce na projektu, tj. simulace jednoduchého systému. K dispozici jsou česky psaná skripta i
demonstrační software.
Last update: Matějka Pavel (16.06.2019)
Literature -
--- Czech English
R: D. Frenkel a B. Smit: Understanding Molecular Simulation (Academic Press, 1996, 2002);
A: M. P. Allen a D. J. Tildesley: Computer Simulation of Liquids (Clarendon Press, Oxford 1986, 2002);
Last update: Řehák Karel (17.10.2018)
Z: I. Nezbeda, J. Kolafa a M. Kotrla: Úvod do počítačových simulací. Metody Monte Carlo a molekulární dynamiky, skriptum University Karlovy (Karolinum, Praha 1998, 2003);
D: D. Frenkel a B. Smit: Understanding Molecular Simulation (Academic Press, 1996, 2002);
D: M. P. Allen a D. J. Tildesley: Computer Simulation of Liquids (Clarendon Press, Oxford 1986, 2002);
D: http://www.vscht.cz/fch/cz/pomucky/kolafa/molsim.pdf
Last update: Řehák Karel (17.10.2018)
Syllabus -
--- Czech English
1. Introduction - What are simulations good for?
2. Repetition of statistical thermodynamics and less common ensembles (isobaric).
3. Atomistic and lattice models. Force field.
4. Molecular dynamics: Verlet's method, leap-frog. Fundamentals of Hamilton's mechanics, conservation laws. Symplecticity.
5. Other integrators (Gear, multiple timestep). Thermostats in MD.
6. Monte Carlo Methods - MC integration, Metropolis method. Random numbers.
7. Methodology of simulations and measurement of quantities, statistical errors. Boundary conditions.
8. Structural quantities: radial distribution functions, structure factor.
9. Entropic quantities: thermodynamic integration, non-Boltzmann sampling, integration of mean force, Widom's method.
10. Potential range, cutoff corrections. Coulomb's forces: Ewald summation, reaction field.
11. Other ensembles: isobaric, grandkanonical, Gibbs. Additional degrees of freedom in MD: Nose-Hoover, barostat.
12. Other MC methods: preferential sampling, molecules, polymers. Constraint dynamics (SHAKE). Optimization of simulations.
13. Brownian (Langevin) dynamics and DPD. Kinetic quantities: EMD vs. NEMD.
14. Optimization: simulated annealing, genetic algorithms.
Last update: Řehák Karel (05.11.2018)
1. Úvod - k čemu jsou simulace dobré?
2. Opakování statistické termodynamiky a méně obvyklé soubory (izobarický).
3. Atomistické a mřížkové modely. Silové pole.
4. Molekulová dynamika: Verletova metoda, leap-frog. Základy Hamiltonovy mechaniky, zákony zachování. Symplekticita.
5. Další integrátory (Gear, multiple timestep). Termostaty v MD.
6. Metody Monte Carlo - MC integrace, Metropolisova metoda. Náhodná čísla.
7. Metodika simulací a měření veličin, statistické chyby, okrajové podmínky.
8. Strukturní veličiny: radiální distribuční funkce, strukturní faktor.
9. Entropické veličiny: termodynamická integrace, neboltzmannovské vzorkování, integrace střední síly, Widomova metoda.
10. Dosah potenciálu, korekce. Coulombovy síly: Ewaldova sumace, metoda reakčního pole.
11. Další soubory: izobarický, grandkanonický, Gibbsův. Další stupně volnosti v MD: Nosé-Hoover, barostat.
12. Další MC metody: preferenční vzorkování, molekuly, polymery. Dynamika s vazbami (SHAKE). Optimalizace simulací.
13. Brownovská (Langevinovská) dynamika a DPD. Kinetické veličiny: EMD vs. NEMD.
14. Optimalizace: simulované žíhání, genetické algoritmy.
Last update: Řehák Karel (05.11.2018)
Learning resources -
--- Czech English
http://old.vscht.cz/fch/en/tools/kolafa/S403027.html
Last update: Kubová Petra (12.04.2018)
http://old.vscht.cz/fch/cz/pomucky/kolafa/N403027.html
Last update: Kubová Petra (12.04.2018)
Learning outcomes -
--- Czech English
Students will:
Understand the principles of molecular modeling and simulation in the frame classical and quantum thermodynamics
Have good overview of MC and MD simulation methods including determination of various quantities
Be able to perform a simulation using a suitable package, optionally using own computer code
Last update: Kolafa Jiří (08.08.2018)
Studenti budou:
Rozumět základům molekulového modelování a simulací v kontextu klasické a kvantové statistické termodynamiky
Umět se orientovat v simulačních metodách MD a MC vč. stanovení nejrůznějších veličin
Provést vlastní simulaci za použití vhodného simulčního balíku, příp. i na základě vlastního kódu
Last update: Kolafa Jiří (08.08.2018)
Entry requirements -
--- Czech English
Good knowledge of chemical and statistical thermodynamics. Basic knowledge of theoretical mechanics is recommended.
Last update: Kolafa Jiří (08.08.2018)
Dobrá znalost chemické a statistické termodynamiky, vhodná je i základní znalost teoretické mechaniky
Last update: Kolafa Jiří (08.08.2018)