Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Οι φοιτητές με την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος :
• Αποκτούν εξειδικευμένο υπόβαθρο σε θέματα μοντελοποίησης μοριακών συστημάτων και διεργασιών, το οποίο παρέχει τη δυνατότητα για κατανόηση, εφαρμογή διεργασιών υπάρχουσας τεχνολογίας και ανάπτυξη νέων καινοτόμων ιδεών στο πεδίο.
• Δύνανται να χρησιμοποιούν την αποκτηθείσα γνώση τους για την επίλυση διεπιστημονικών προβλημάτων, τα οποία εδράζονται στη χημική μηχανική, φυσικών και βιολογικών συστημάτων, με ταυτόχρονη θεώρηση περιβαλλοντικών, ενεργειακών και ηθικών ζητημάτων.
• Ενισχύουν την ικανότητά τους να συντάσσουν τεχνικές μελέτες αξιολογώντας πειραματικά και/ή θεωρητικά επιστημονικά δεδομένα που σχετίζονται με το φυσικό αντικείμενο του μαθήματος.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Εισαγωγή στις προσομοιώσεις – Από το μοριακό επίπεδο στην προσομοίωση διεργασιών. Μοριακή προσομοίωση: Εισαγωγή στη μοριακή δυναμική και την προσομοίωση Monte Carlo, υπολογιστικές μέθοδοι για τη μελέτη της δομής και των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των υλικών. Περιγραφή θερμοδυναμικών ιδιοτήτων καθαρών ρευστών και μιγμάτων – Θεωρίες μέσου πεδίου: Κυβικές καταστατικές εξισώσεις, μοντέλα συντελεστή ενεργότητας, συνδυασμός καταστατικών εξισώσεων και μοντέλων συντελεστή ενεργότητας, καταστατικές εξισώσεις για ρευστά με ισχυρές ειδικές αλληλεπιδράσεις, η θεωρία στατιστικώς συζευγμένου ρευστού (SAFT), η καταστατική εξίσωση CPA, η θεωρία πλεγματικού ρευστού δεσμών υδρογόνου, μοντέλα για συστήματα με ηλεκτρολύτες, εφαρμογές σε συστήματα με φαρμακευτικές ουσίες, βιολογικά μόρια και περιβαλλοντικά συστήματα, θερμοδυναμικά μοντέλα σε προσομοιωτές διεργασιών. Μεσοσκοπική μοντελοποίηση και προσομοίωση διεργασιών ισορροπίας και μεταφοράς: Το πλεγματικό ρευστό ως πρότυπο ρευστό και η σύνδεση του με το μοντέλο του Ising. Θερμοδυναμική του πλεγματικού ρευστού: Θεωρία συναρτησιακής πυκνότητας (DFT) με χρήση των μεθόδων: Monte Carlo, μέσου πεδίου (MFT), ισορροπία εντός νανοδομών: διαβρέχοντα και μη διαβρέχοντα ρευστά, σύγκριση με μεθόδους Monte Carlo και ρευστά τύπου Lenard Jones, διεργασίες μεταφοράς με χρήση πλεγματικών ρευστών, δυναμική θεωρία συναρτησιακής πυκνότητας (DDFT), DDFT με υδροδυναμικές αλληλεπιδράσεις, σύνδεση με άλλες θεωρίες μεταφοράς, διεργασίες μεταφοράς σε νανοδομές υπό συνθήκες πλήρους και μερικής διάβροχης, σύγκριση με μεθόδους μοριακής δυναμικής και ρευστά τύπου Lennard Jones.