Studiehandboken 06/07 del 4 - KTH

KTH Studiehandbok 2006-2007
5A1393 Beräkningsfysik
Poäng/KTH Credits 5
ECTS-poäng/ECTS Credits 7.5
Kursnivå/Level
D
Betygsskala/Grading, KTH 3, 4, 5
ECTS-betygsskala/Grading, ECTS
A-F
Valfri för/Elective for
BFMT(F4), MF(F4), MTRF(F4), TBPHM1,
TQPHM1
Språk/Language
On request given in English
Kurssida/Course Page
http://courses.theophys.kth.se/5A1393/
Computational Physics
Kursansvarig/Coordinator
Olle Edholm, oed@theophys.kth.se
Tel. 5537 8168
Kursuppläggning/Time Period 1
Föreläsningar 30 h
Lab 20 h
Ersätter 5A1354.
Replaces 5A1354.
Kortbeskrivning
Simuleringsmetoder, huvudsakligen Monte Carlo och molekyldynamik.
Mål
Kursen avser att ge en introduktion till det område av fysiken,
beräkningsfysiken, som växt fram vid sidan av den experimentella och
teoretiska fysiken. Målsättningen är att eleverna efter genomgången kurs skall
kunna:
- Förstå skillnaden mellan simuleringar och andra approximativa och
analytiska metoder.
- Utföra simuleringar och beräkningar med befintliga program.
- Få tillräcklig insikt om programmens uppbyggnad för att själv kunna skriva
enkla program och modifiera befintliga program.
- Förstå betydelsen och begränsningarna hos ett antal grundläggande modeller
med mycket breda tillämpningar.
- Att kritiskt kunna bedöma publicerade resultat med hänsyn tagen till
begränsningar hos modellerna och den statistiska naturen hos ett flertal av
metoderna.
Kursinnehåll
Monte Carlo och molekyldynamikmetoderna. Simuleringar i olika statistisk
mekaniska ensembler. Fria energiberäkningar. Stokastisk dynamik.
Tillämpningar på spinnsystem, vätskor, polymerer och biologiska
makromolekyler.
Förkunskaper
Statistisk mekanik och kvantmekanik motsvarande 5A1324, kvantfysik samt
viss vana vid datorer och datorprogrammering.
Påbyggnad
5A1356, som är en individuell projektkurs.
Kursfordringar
Datorlaborationer (LAB1; 2 p)
Hemuppgifter (INL1;3 p).
Kurslitteratur
M.P. Allen and D.J. Tildesley, Computer simulations of liquids kompetterad
med eget material som finns tillgängligt på web-sidan.
Abstract
Simulation methods, mainly MonteCarlo
and molecular dynamics.
Aim
To give an introduction to
computational physics, which is a third
area of physics beside experimental and
theoretical physics. The goal is that the
students should be able to:
- To understand the difference between
simulations and other approximative and
analytical methods
- To perform simulations and
computations with available programs.
- Be able to write simple programs and
make modifications of available
programs.
-To understand the importance and
limitations of a number of basic models
with very broad applicability
- Be able to critically judge published
results taking into account the
limitations of the models and the
statistical nature of several of the
methods.
Syllabus
The Monte Carlo and molecular
dynamics methods. Simulations in
different statistical mechanical
ensembles. Computation of free
energies. Stochastic dynamics.
Applications to spin systems, fluids,
polymers and biological
macromolecules.
Prerequisites
Statistical mechanics and quantum
mechanics corresponding to 5A1324
quantum physics and some familiarity
with computers and computer
programming.
Follow up
5A1356 which is an individual project
course.
Requirements
Computer assignments (LAB1; 2 cr)
Written exercises (INL1;3cr).
Required Reading
M.P. Allen and D.J. Tildesley,
Computer simulations of liquids and
own material which is available at the
web-page
5A Fysik 65