Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Modelitzaciˇ Molecular

Codi de l'assignatura: 572547

Curs acadŔmic: 2020-2021

Coordinaciˇ: Matteo Palassini

Departament: Departament de FÝsica de la MatŔria Condensada

crŔdits: 6

Programa ˙nic: S

 

 

Hores estimades de dedicaciˇ

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

60

 

-  Teoria

Presencial i no presencial

 

20

 

-  PrÓctiques de problemes

Presencial i no presencial

 

10

 

-  PrÓctiques d'ordinadors

Presencial i no presencial

 

30

Treball tutelat/dirigit

30

Aprenentatge aut˛nom

60

 

 

CompetŔncies que es desenvolupen

 


Competències bàsiques comunes de la UB
CB6 - Posseir i comprendre coneixements que aportin una base o oportunitat de ser originals en el desenvolupament i/o aplicació d’idees, sovint en un context de recerca.
CB7 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relatius al seu camp d’estudi.
CB9 - Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions i els coneixements i raons últimes que les sustenten a públics especialitzats i no especialitzats d’una manera clara i sense ambigüitats.
CB10 - Que els estudiants posseeixin les habilitats d’aprenentatge que els permetin continuar estudiant d’una manera que haurà de ser en gran manera autodirigida o autònoma.
Competències generals de al titulació
CG2 - Ser capaç de consultar la bibliografia científica, bases de dades i analitzar documents cientificotècnics en anglès.
CG4 - Ser capaç de concebre i dissenyar un procés d’investigació.
CG5 - Ser capaç de predir i controlar l’evolució de situacions complexes mitjançant el desenvolupament de noves i innovadores metodologies de treball adaptades a l’àmbit científic/investigador, tecnològic o professional concret, en general multidisciplinari, en el qual es desenvolupi la seva activitat.
CG6 - Desenvolupar l’autonomia suficient per participar en projectes d’investigació i col·laboracions científiques o tecnològiques dins el seu àmbit temàtic, en contextos interdisciplinaris i, si s’escau, amb una alta component de transferència del coneixement.
 
Competències transversals de la titulació́
-(CT1) Ser autònom, dinàmic i organitzat, amb capacitat analítica i de síntesi, amb capacitat d’anàlisi crítica i amb capacitat de prospectiva.
-(CT2) Tenir capacitat d’autoavaluació i capacitat autocrítica constructiva.
-(CT3) Ser capaç de treballar en equip i d’adaptar-se a equips multidisciplinaris i internacionals a diferents escales.
CT4 - Tenir capacitat d’anàlisi, de síntesi, d’adquirir perspectives globals i d’aplicació dels coneixements a casos pràctics.
Competències específiques de la titulació́
CE1 - Ser capaç de treballar en els entorns informàtics que s’empren en el els àmbits de la modelització atomística i multiescala.
CE3 - Ser capaç d’escriure programes en llenguatges de programació d’alt nivell i conèixer els conceptes bàsics de paral·lelització i optimització que permetin l’execució paral·lela de tasques en el context de la modelització computacional atomística i multiescala.
CE4 - Ser capaç d’escriure scripts per a realitzar tasques complexes que involucrin diferents programes i ordres del sistema operatiu.
CE6 - Comprendre les diferents escales de temps i longitud en la Naturalesa i els formalismes físico-matemàtics que s’apliquen en cadascuna d’elles.

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

-Conèixer la fonamentació dels diferents mètodes de simulació a escala mesoscòpica.

-Familiarització amb diferents casos particulars de descripció a diferents escales de longitud i temps

 

Referits a habilitats, destreses

-Saber resoldre problemes pràctics de l’aplicació dels mètodes estudiats.

-Saber buscar i organitzar la informació relacionada amb la matèria en les fonts primàries i secundàries.

 

Referits a actituds, valors i normes

-Mostrar una actitud positiva envers l’assignatura.
-Tenir curiositat envers els exemples pràctics que es vagin presentant durant l’assignatura.

-Analitzar de manera critica els resultats obtinguts en el desenvolupament dels treballs pràctics.

-Saber organitzar-se i planificar bé la feina a fer durant el desenvolupament de l’assignatura.

-Ser capaç̧ de fer servir la bibliografia recomanada per ampliar coneixements.

 

 

Blocs temÓtics

 

1. Descripciˇ de sistemes atomics i moleculars a diferents escales

*  Descripció dels sistemes a nivell quàntic i clàssic.
Fonaments mecànics i estadístics de la modelització molecular.
Descripció de models de partícules i models continus.

2. Models quÓntics

*  Sistemes polielectrònics, Aproximació Born-Oppenheimer, Principi d’exclusió de Pauli, i determinats de Slater.

Introducció als mètodes ab-initio: Equacions de Hartree-Fock, Conjunt de funcions de base, aproximació amb mètodes semi-empírics, problema de la correlació electrònica.

Introducció a la teoria del funcional de la densitat.

Introducció a paquets basics: Gaussian/NWChem.

3. Models clÓssics

*  Modelització de les interaccions moleculars a diferents nivells: force fields. Descripció de diferents models d’interaccions no enllaçants. 

Condicions periòdiques de contorn. Truncament dels termes no enllaçants

Introducció als paquets bàsics d’AMBER, GROMACS I CHARMM.

4. DinÓmica molecular

*  
Fonaments físics de la dinàmica molecular
Estructura  d’un codi de dinàmica molecular
Modelització de l’entorn: condicions de contorn, termostat
Condicions inicials
Modelització de les forces atòmiques Equacions del movement. Integradors
Extracció d’observables ; fonaments estadístics

5. MŔtode Monte Carlo

*  Fonaments físics i matemàtics del mètode Monte Carlo.
Mostreig d’importància i Mètode de Metròpolis.
Estructura  d’un codi Monte Carlo.
Mètode Monte Carlo en diferents col·lectivitats.

6. PrÓctiques de modelitzaciˇ molecular

*  Utilització de paquets de simulació, així com el desenvolupament i implementació de codis per il·lustrar els diferents mètodes abordats al llarg del curs.

 

 

Metodologia i activitats formatives

 


-(MD1) Classes magistrals: A les classes magistrals s’exposen els continguts de l’assignatura de forma oral per part d’un professor o professora sense la participació activa de l’alumnat.
-(MD3) Conferències: Exposició pública sobre un tema de caràcter científic, tècnic o cultural duta a terme per una persona experta.
-(MD5) Treball en grup: Activitat d’aprenentatge que s’ha de fer mitjançant la col·laboració entre els membres d’un grup.
-(MD6) Treball escrit: Activitat consistent en la presentació d’un document escrit.
-(MD7) Activitats d’aplicació: Amb les activitats d’aplicació s’aconsegueix contextualitzar l’aprenentatge teòric a través de la seva aplicació a un fet, succés, situació, dada o fenomen concret, seleccionat perquè faciliti l’aprenentatge.
-(MD8) Aprenentatge basat en problemes: S’utilitza l’aprenentatge basat en problemes com a mètode de promoure l’aprenentatge a partir de problemes seleccionats de la vida real. Cal que cada alumne identifiqui i analitzi el problema, formuli interrogants per convertir-los en objectius d’aprenentatge, busqui informació per donar-hi resposta i interaccioni, socialitzant així aquest coneixement. Aquest tipus de metodologia permet adquirir coneixements conceptuals i desenvolupar habilitats i actituds de manera que es converteix en una estratègia especialment interessant per assolir competències.
-(MD9) Resolució de problemes: En l’activitat de resolució de problemes, el professorat presenta una qüestió complexa que l’alumnat ha de resoldre, ja sigui treballant individualment, o en equip.
-(MD10) Exercicis pràctics: l’activitat basada en els exercicis pràctics consisteix en la formulació, anàlisi, resolució o debat d’un problema relacionat amb la temàtica de l’assignatura. Aquesta activitat té com a objectiu l’aprenentatge mitjançant la pràctica de coneixements o habilitats programats.

 

 

Avaluaciˇ acreditativa dels aprenentatges

 

a) Es realitza una prova escrita a finals de semestre que compta almenys el 30 % de la qualificació global.

b)  L’assistència a totes les sessions de pràctiques amb ordinador i l’elaboració d´informes escrits sobre les pràctiques són obligatòris. La suma de les notes dels informes compta fins a un 70 % de qualificació global. 

c) Altres activitats, que compten fins a un 10% de la qualificació global, i poden consistir en proves fetes a classe o lliurament d’exercicis, segons el criteri del professor.

La reavaluació segueix el mateix procediment indicat per a l’avaluació única. En cas de reavaluació, la nota final és la més favorable entre la nota de l’avaluació continuada o única, i la nota de reavaluació.

 

 

Avaluaciˇ ˙nica

a) Es realitza una prova escrita a finals de semestre que compta almenys el 30 % de la qualificació global.

b)  L’assistència a totes les sessions de pràctiques amb ordinador i l’elaboració d´informes sobre les pràctiques són obligatòris. La suma de les notes dels informes compta fins a un 70 % de qualificació global. 

La reavaluació segueix el mateix procediment indicat per a l’avaluació única. En cas de reavaluació, la nota final és la més favorable entre la nota de l’avaluació continuada o única, i la nota de reavaluació.