Detail předmětu

Modelování materiálů II

FSI-WMQ Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr

Garant předmětu

doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D. et Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství

Výsledky učení předmětu

Prerekvizity

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Způsob a kritéria hodnocení

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-MTI-P: Materiálové inženýrství, magisterský navazující
obor ---: bez specializace, 6 kredity, povinný

Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
obor BIO: Biomechanika, 6 kredity, povinně volitelný

Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
obor CZS: Předměty zimního semestru, 6 kredity, volitelný

Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
obor IME: Inženýrská mechanika, 6 kredity, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D. et Ph.D.

Osnova

1. Modelování vztahů mezi mikrostrukturou a fyzikálními vlastnostmi, historie a současnost.
2. Rovnovážná statistická mechanika, spinové modely a jejich řešení metodou středového pole.
3. Fázový prostor, fázová trajektorie, ergodický teorém, entropie.
4. Numerické metody minimalizace funkcí N proměnných.
5. Krystalografie a symetrie v reálném a reciprokém prostoru.
6. Molekulární statika, určení atomárních sil, energií a napětí v mnohočásticových soustavách.
7. Molekulární dynamika, stabilita numerické integrace pohybových rovnic, termostaty a barostaty.
8. Pokročilejší interakční potenciály a jejich fyzikální význam.
9. Mezoskopické modely založené na metodě fázového pole.
10. Metoda fázového pole krystalu.
11. Metody určení dráhy minimální energie soustavy.
12. Metoda konečných prvků, tvarové funkce a elasticita.
13. Moderní trendy v počítačových studiích materiálů.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Roman Gröger, Ph.D. et Ph.D.

Osnova

1. Studium Fermi-Pasta-Ulam problému.
2. Monte Carlo studie 1D-3D Isingova modelu a určení fázových diagramů.
3. Určení hustoty stavů 2D Isingova modelu pomocí Wang-Landauovy metody.
4. Implementace numerických metod pro minimalizace funkcí N proměnných.
5. Konstrukce libovolné Bravaisovy mřížky a úvod do vizualizací.
6. Základní stav krystalického argonu ve 2D a 3D s využitím Lennard-Jonesova potenciálu.
7. Krystalizace inertního plynu v Lennard-Jonesově potenciálu.
8. Určení energií bodových defektů a povrchů v fcc materiálu.
9. Studium dvojčatění ve feroelastických materiálech.
10. Vývoj mikrostruktury v modelu fázového pole krystalu.
11. Určení transformační dráhy modelové soustavy metodou Nudged Elastic Band.
12. Výpočet napjatosti a deformace elastické soustavy pomocí metody konečných prvků.
13. Konzultace k samostatným pracem.