“计算材料学基础”培训课

 

 

  培训时间:8月18日-21日

  培训地点:北京

英文名称:Fundamentals of Computational Materials 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)

授课目的:计算材料学(ComputationalMaterials Science,CMS)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,因而是一门新兴的、正在快速发展的交叉学科。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。

它利用计算机并行技术,针对各类材料中的元素成份、组织形态,以及材料服役性能等进行模拟分析,即所谓“计算机实验”,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工程实践的桥梁。

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,进行与之相关的科研方法论的介绍,主要有:

1计算材料学的第一性原理(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(Molecular Dynamics,MD),包括“从头算分子动力学(AIMD)”和“经典分子动力学(MD)”;

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“键级”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

第1天

第1节

1、近代量子理论的兴起

2、量子化学的产生

1.5

 

第2节

3、哈特利-福克近似、

4、托马斯-费米近似

1.5

 

第3节

5、前线分子轨道法

6、密度泛函理论(VASP简介)

1.5

1.5

第2天

第4节

1、固体能带理论简介

2、能带中的赝势方法

1.5

 

第5节

3、分子动力学(MD)的诞生

4、MD与统计力学中的系综

1.5

 

第6节

5、MD方程组的数值解法

6、LAMMPS简介

1.5

1.5

第3天

第7节

1、原子间作用势的概念

2、经验两体势模型

1

 

第8节

3、经验多体势模型:

(1)“嵌入原子法”简介

1.5

 

第9节

(2)“修正型嵌入原子法”

(3)Tersoff“键级”多体势

2

1.5

第4天

第10节

1、从头算分子动力学简介

2、AIMD的数值解法

2

1

第11节

3、蒙特卡罗方法简介

4、动态蒙特卡罗方法简介

1.5

 

第12节

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)

适用对象《计算材料学》领域的初学者

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, DensityFunctional 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。
 

培训班费用:

(包含教材费,培训费,不含餐费、差旅费)

同一单位2人或以上参加,可享受优惠

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

有需要的小伙伴,可以微信联系我:a15222686823

 
 

 

 

 

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