Προηγμένες Υπολογιστικές Μέθοδοι Προσομοίωσης Λειτουργικών Υλικών
| Τίτλος | Προηγμένες Υπολογιστικές Μέθοδοι Προσομοίωσης Λειτουργικών Υλικών / Advanced Computational Methods for Simulation of Functional Materials |
| Κωδικός | ΠΥΕ210 |
| Σχολή | Θετικών Επιστημών |
| Τμήμα | Φυσικής |
| Κύκλος / Επίπεδο | 2ος / Μεταπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή/Εαρινή |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 600023528 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΜΣ ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 0
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΚΟΡΜΟΣ | Επιλογής | 2 | 1 | 4 |
| Τίτλος | Προηγμένες Υπολογιστικές Μέθοδοι Προσομοίωσης Λειτουργικών Υλικών |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2023 – 2024 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Class ID | 600247251
|
Τύπος Μαθήματος
Eιδίκευσης / Kατεύθυνσης
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600247251
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος: http://pms.physics.auth.gr/materials2024/lessons/proigmenes-ypologistikes-methodoi-prosomoiosis-leitourgikon-ylikon/
- eLearning: https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=18307
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Γενικό υπόβαθρο Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών σε σχέση με τύπους υλικών, ιδιότητες και τεχνικές
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση οι φοιτητές/φοιτήτριες θα είναι σε θέση
-να χρησιμοποιούν τον προγραμματισμό ως εργαλείο παραγωγής εφαρμογών, με την ταυτόχρονη χρήση των πλέον εξελιγμένων βοηθητικών συναρτήσεων που διαθέτει το MATLAB.
-να αξιοποιούν λειτουργίες και δείγματα κώδικα στο MATLAB για διεξαγωγή μοριακών προσομοιώσεων
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Λήψη αποφάσεων
- Αυτόνομη εργασία
- Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
Περιεχόμενο Μαθήματος
Στο πλαίσιο του μαθήματος θα γίνει μια διεξοδική εμβάθυνση σε τεχνικές προγραμματισμού ως εργαλείο για την επίλυση προβλημάτων στην Φυσική των Υλικών. Ως εργαλείο προγραμματισμού θα χρησιμοποιηθεί το MATLAB, το οποίο αποτελεί μια πλήρη πλατφόρμα προγραμματισμού. Το MATLAB δίνει την δυνατότητα στον χρήστη να συντάσσει κώδικα όμοιο με τις ανώτερες γλώσσες προγραμματισμού, σε συνδυασμό με βιβλιοθήκες συναρτήσεων και εφαρμογών υπολογιστικής φυσικής. Συνεπώς οι φοιτητές θα εκπαιδευθούν στον προγραμματισμό ως εργαλείο παραγωγής εφαρμογών, με την ταυτόχρονη χρήση των πλέον εξελιγμένων βοηθητικών συναρτήσεων που διαθέτει το MATLAB.
Λειτουργίες και δείγματα κώδικα στο MATLAB που θα βοηθήσουν τους μαθητές να ξεκινήσουν στον κόσμο των μοριακών προσομοιώσεων.
Οι μοριακές προσομοιώσεις είναι πειράματα στον υπολογιστή στα οποία ελέγχει κανείς τις λεπτομέρειες των συστημάτων και τη βασική χρονική εξέλιξη.
Μέθοδοι προσομοίωσης στη Φυσική των Υλικών. Μέθοδοι Monte-Carlo και Μοριακής Δυναμικής. Διάγραμμα φάσης, ακτινικές κατανομές, κατανομή Maxwell Boltzmanm. Πολλαπλά ατοµικά συστήµατα µε τη χρήση της Μοριακής ∆υναµικής, του δυναµικού Lennard-Jones και του αλγορίθµου Verlet. Η χρήση του σχήματος Monte Carlo για την εύρεση ιδιοτήτων ισορροπίας διαφόρων συστημάτων. Σχήμα Monte Carlo για την προσομοίωση συστήματος υπό διαφορετικές συνθήκες (διαφορετικά ensembles).
Λέξεις Κλειδιά
Προηγμένες Υπολογιστικές Μέθοδοι, Προσομειώσεις Λειτουργικών Υλικών, Αλγόριθμος Monte-Carlo, Μοριακή Δυναμική, MATLAB
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Πολυμεσικό υλικό
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Αξιολόγηση των Φοιτητών
Περιγραφή
-Διδασκαλία με powerpoint, προσομοιώσεις και βίντεο που δείχνουν τις τεχνικές προγραμματισμού ως εργαλείο για την επίλυση προβλημάτων στην Φυσική των Υλικών.
-Ηλεκτρονική επικοινωνία (email, elearning)
-Κουΐζ, Ασκήσεις μέσω elearning
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 13 | 0,5 | ✓ | ||
| Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων | 36 | 1,4 | ✓ | ||
| Διαδραστική διδασκαλία στο Υπολογιστικό Κέντρο | 13 | 0,5 | |||
| Εκπόνηση μελέτης (project) | 36 | 1,4 | ✓ | ||
| Εξετάσεις | 2 | 0,1 | ✓ | ||
| Σύνολο | 100 | 4 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή εξέταση που περιλαμβάνει θέματα-ερωτήσεις που απαιτούν κριτική σκέψη σχετικά με τεχνικές προγραμματισμού ως εργαλείο για την επίλυση προβλημάτων στην Φυσική των Υλικών.
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Συμπερασματική)
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Συμπερασματική)
- Γραπτή Εργασία (Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
1. MATLAB: ΜΙΑ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ, S.ATTAWAY, 2023, ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ, Εύδοξος:122075007, ISBN: 9789606454738
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. A MATLAB® Primer for Technical Programming for Materials Science and Engineering, L. Burstein, 2020, Εκδότης:Elsevier Science, ISBN:9780128191163, 0128191163
Τελευταία Επικαιροποίηση
17-01-2024
