Molekulární dynamika se stala mocným nástrojem moderní fyziky a chemie, který je nepostradatelný pro naše pochopení komplexních molekulárních systémů a kondenzované fáze obecně. Tato přednáška představuje metodiku molekulární dynamiky s důrazem na její základy v klasické mechanice a statistické mechanice. Cvičení nabízí příležitost obsah přednášek ihned aplikovat v praktických výpočtech. Přednáška je vhodná pro studenty Mgr. a Ph.D. programů, kteří ovládají klasickou mechaniku a základy statistické mechaniky. “Molekulární dynamika II” je pokračováním této přednášky.

Molecular dynamics has become a powerful tool of modern physics and chemistry that is essential for our understanding of complex molecular systems and the condensed phase in general. This course introduces the fundamental methodology of molecular dynamics, with emphasis on its foundation in classical mechanics and statistical mechanics. Exercises offer an opportunity to immediately apply lecture material in practical computation. The course is suitable for Mgr. and Ph.D. students with knowledge of classical mechanics and basic statistical mechanics.

Zápočet bude udělen za úspěšné provedení výpočtů na praktických cvičeních u počítače.

Zkouška bude udělena za samostatné zpracování výpočetního projektu. Student provede výpočty a připraví protokol. Po odevzdání protokolu zodpoví otázky k projektu v rozsahu probírané látky. Téma projektu volí student ze seznamu návrhů poskytnutého vyučujícím, případně po dohodě s vyučujícím na základě vlastního zájmu z problematiky probírané během semestru.

Class credit will be given for the successful execution of calculations in practical computational exercises.

The exam will be given for independent completion of a computational project. The student will perform calculations and prepare a report. After handing in the report, they will answer questions on the project within the scope of the topics covered by the course. The topic of the project will be chosen from a list provided by the lecturer, or based on the interest of the student within the topics covered by the class, after consulting with the lecturer.

Tuckerman - Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulation, Oxford University Press, 2010 ISBN 9780198525264

Frenkel, B. Smit: Understanding Molecular Simulations: From Algorithms to Applications - Academic Press: San Diego, 2001, ISBN 0122673514

Tuckerman - Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulation, Oxford University Press, 2010 ISBN 9780198525264

Frenkel, B. Smit: Understanding Molecular Simulations: From Algorithms to Applications - Academic Press: San Diego, 2001, ISBN 0122673514

● Numerické propagátory v MD odvozené z Liouvillova operátoru

● Termostaty and barostaty, simulace v NVT a NpT souborech

● Molekulární interakce a jejich numerické vyhodnocení

● Statické vlastnosti z molekulární dynamiky, souvislost s termodynamikou, odhad chyb

● Přenos energie v MD simulacích, lokální a globální termostaty

● Výpočet dynamických vlastnosti z časových korelačních funkcí

● Systémy s vazbami (constraints, restraints)

● Vnější potenciály a nerovnovážné simulace

● Numerical propagators for MD derived from the Liouville operator

● Thermostats and barostats, simulating the NVT and NpT ensembles

● Molecular interactions and their numerical evaluation

● Calculating static properties from MD, link to thermodynamics, error estimation

● Energy transfer in MD simulations, local and global thermostats

● Calculating dynamical properties from time correlation functions

● Constraints and restraints

● External biases and non-equilibrium simulations