Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: MŔtodes Avanšats de Simulaciˇ Molecular

Codi de l'assignatura: 572554

Curs acadŔmic: 2020-2021

Coordinaciˇ: Matteo Palassini

Departament: Departament de FÝsica de la MatŔria Condensada

crŔdits: 3

Programa ˙nic: S

 

 

Hores estimades de dedicaciˇ

Hores totals 75

 

Activitats presencials i/o no presencials

30

 

-  Teoria

Presencial i no presencial

 

20

 

-  PrÓctiques d'ordinadors

Presencial i no presencial

 

8

 

-  Seminari

Presencial i no presencial

 

2

Treball tutelat/dirigit

15

Aprenentatge aut˛nom

30

 

 

CompetŔncies que es desenvolupen

 

COMPETÈNCIES BÀSIQUES

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

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.

COMPETÈNCIES TRANSVERSALS

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.

CT4 - Tenir capacitat d’anàlisi, de síntesi, d’adquirir perspectives globals i d’aplicació dels coneixements a casos pràctics.

COMPETÈNCIES ESPECÍFIQUES

CE1 - Ser capaç de treballar en els entorns informàtics que s’empren en el els àmbits de la modelització atomística i multiescala.

CE2 - Comprendre i saber utilitzar les estructures algorísmiques bàsiques en el context de llenguatges de programació d’alt nivell.

CE4 - Ser capaç d’escriure scripts per a realitzar tasques complexes que involucrin diferents programes i ordres del sistema operatiu.

CE5 - Comprendre els fonaments matemàtics dels mètodes de modelització més habituals i la seva implementació numèrica computacional.

CE15 - Comprendre els límits computacionals d’aplicació de cada metodologia estudiada i ser capaç de discernir per a cada cas real d’estudi quina aproximació és la més apropiada.

 

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

· Conèixer la fonamentació dels diferents mètodes avançats de simulació molecular.
· Familiaritzar-se amb diferents casos particulars de modelització de sistemes / propietats / processos físics, químics i bioquímics.
 

 

 

Referits a habilitats, destreses

· Saber cercar i organitzar la Informació relacionada amb la matèria en les fonts primàries i secundàries.
· Saber resoldre problemes pràctics de l’aplicació de els mètodes estudiats.

 

 

Blocs temÓtics

 

1. MŔtodes Monte Carlo avanšats

1.1. Càlculs d’energia lliure i col·lectivitats.

1.2. Mètodes de Monte Carlo esbiaixats.

1.3. Mètodes de extended ensemble i reweighting.

1.4. Mètodes de cluster per spins.

1.5. Monte Carlo dinàmic.

2. Quantum Monte Carlo

2.1. Monte Carlo diffusiu

2.2. Path Integral Monte Carlo

3. DinÓmica Molecular avanšada

3.1. Termostats i barostats

3.2. Interaccions de llarg abast

3.3. Lligadures

3.4. Càlculs d’energia lliure

3.5. Dinàmica molecular discreta. Dinàmica molecular “Event Driven”

4. MŔtodes QuÓntics en DinÓmica Molecular

4.1. Hartree-Fock, funcional de la densitat, diagonalització, path integral, empirical valence bond.

4.2. Dinàmica molecula ab initio. Mètode de Car-Parrinello

5. Algorismes d┐optimitzaciˇ per la recerca de l┐estat fonamental

5.1. Algorismes estocàstics (genetics, simulated annealing i variants)

5.2. Algorismes exactes

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

  • 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.
  • Treball en grup: Activitat d’aprenentatge que s’ha de fer mitjançant la col·laboració entre els membres d’un grup.
  • Treball escrit: Activitat consistent en la presentació d’un document escrit. -
  • 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.
  • 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.
  •  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.
  • Pràctiques: Permeten aplicar i configurar, a nivell pràctic, la teoria d’un àmbit de coneixement en un context concret.

 

 

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.