“计算材料学基础“培训课—第一轮通知日期:2018-07-11 15:28:11 阅读:

   培训时间:8月24日-27日  培训地点:北京

 

英文名称Introduction to ComputationalMaterials Science

 

适用专业材料科学与工程、材料物理化学、应用物理和应用化学

 

  24(每天约6个学时,每学时1个小时,一共4天)

 

授课目计算材料学(ComputationalMaterials ScienceCMS)是计算物理学的一个分支,是材料科学(Materials Science)与计算机科学(Computer Science)相互渗透的结果,因而是一门正在快速发展的新兴交叉学科。CMS的理论基础,涉及到材料组织的织构原理、物理化学的近代理论、数学中的模型建构与数值计算方法,以及计算机软硬件的应用等内容。它利用计算机技术,针对各类材料中的元素成份、组织形态,及其服役性能等进行模拟分析,从而达到预测或设计新型材料的结构与性能之目的,继而成为架接材料学理论与实验合成的桥梁。

本次培训课程,将针对固体材料(以金属材料为主)中若干重要的物理化学性质,进行与之相关联的研究方法论介绍,主要有:

1)计算材料学中的第一性原理(Ab-initio Theory),包括量子多体中的Hartree-Fock近似、密度泛函理论(Density Functional Theory)和赝势理论(PseudopotentialApproximation),以及针对它们的支持性软件:VASP

2)分子动力学方法,包括“从头算分子动力学(AIMD)”和“经典分子动力学(D)”;

3)经验性原子间作用势模型,包括“兰纳德-琼斯势(L-J势)”、“嵌入原子势(EAM势)”、“修正型嵌入原子势(MEAM)”和Tersoff“键序”势等模型;

4)蒙特卡罗方法(MC),包括“经典蒙特卡罗(Classical Monte Carlo)”和“动态蒙特卡罗(Kinetic Monte Carlo)”;

5)若干专题的讨论。

 

课程内容:

 

 

章节及名称

学时分配

书面课

上机课

1

1

1、近代量子理论的兴起

2、量子化学的产生

1.5

 

2

3、哈特利-福克近似、

4、托马斯-费米近似

1.5

 

3

5、分子前线轨道法

6、密度泛函理论(VASP简介)

1.5

1.5

2

4

1、固体能带理论简介

2、能带中的赝势方法

1.5

 

5

3、分子动力学(MD)的诞生

4MD与统计力学中的系综

1.5

 

6

5MD方程组的数值解法

6LAMMPS简介

1.5

1.5

3

7

1、原子间作用势的概念

2、经验两体势模型

1

 

8

3、经验多体势模型:

1)“嵌入原子法”简介

1.5

 

9

2)“修正型嵌入原子法”

3Tersoff“键级”多体势

2

1.5

4

10

1、从头算分子动力学简介

2、AIMD的数值解法

2

1

11

3、蒙特卡罗方法简介

4、动态蒙特卡罗方法简介

1.5

 

12

5、一些专题讨论

 

1.5

 

合计

 

24

 

  钟军,男,博士,材料科学与工程专业,美国.亚利桑那州立大学(2007

 

参考书籍:

[1]. 量子化学——基本原理和从头计算法(上、中、下三册,第2版),徐光宪、黎乐民等著,科学出版社,2007。

[2]. 量子化学:计算方法与应用,林梦海著,科学出版社,2004。

[3]. 计算化学——从理论化学到分子模拟,陈敏伯著,科学出版社,2009。

[4]. 统计力学——理论化学用书,陈敏伯著,科学出版社,2012。

[5]. 固体物理(第2版),韦丹著,清华大学出版社,2007。

[6]. 固体能带理论(第2版),谢希德、陆栋著,复旦大学出版社,1998。

[7]. 密度泛函理论,D.S. Sholl(美)等著,李健、周勇译,国防工业出版社,2014。

[8]. R.G. Parr and W. Yang, Density Functional Theory of Atoms and Molecules, Oxford University Press, 1989.

[9]. 计算材料学,D. Raabe(德)著,项金钟、吴兴惠译,化学工业出版社,2002。

[10]. 计算材料科学,陈舜麟编著,化学工业出版社,2005。

[11]. 计算材料学——设计实践方法,江建军等著,高等教育出版社,2010。

[12]. 原子结构的计算,赵伊君等著,科学出版社,1987。

[13]. 分子间相互作用——物理图像、计算方法与模型势能,I.G. kaplan(墨)著,卞江等译,化学工业出版社,2013。

[14]. W. Hoover, Molecular Dynamics, Springer-Verlag, 1987. 

[15]. W. Hoover, Computational Statistical Mechanics, Elsevier, 1991. 

[16]. 理论物理学中的计算机模拟方法(第2版),D.W. Heermann(德)著,秦克诚译,北京大学出版社1996。

[17]. 理论化学原理与应用,帅志刚、邵久书等著,科学出版社,2008。

[18]. 材料学的纳米尺度计算模拟:从基本原理到算法实现,单斌等著,华中科技大学出版社,2015。

 

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人员 一人参加 两人及以上
老师 3000元/人 2700元/人
学生 2700元/人 2400元/人

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人员 一人参加 两人及以上
老师 2400元/人 2200元/人
学生 2200元/人 2000元/人

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