Engelska

En gång per termin

Materialegenskaper härstammar ur fenomen på skalor från Ångström till meter. En flerskalig behandling kan ge en grund för förståelsen av materialbeteendet på olika nivåer. Kursen vänder sig till studenter på masternivå och till doktorander. Syftet med kursen är att presentera teorier och metoder för flerskalig modellering av material och att presentera relationen mellan atomistiska beskrivningar och kontinuumsmekanik. Kursen ger grundläggande kunskaper om principer, begrepp och metoder i nanomekanik, baserade på Euler-Langranges, Hamiltons och Schrödingers formuleringar av de mekaniska lagarna. De allmänna begreppen och principerna presenteras och kombineras med interatomistiska potentiella funktioner för olika typer av material. Kursen presenterar också grunderna till klassisk statistisk mekanik, kvantmekanik och ger en grund för fortsatta studier inom molekylärdynamik.

Introduktion till hierarki av fysiska materialmodeller. Kontinuumsmekanik och termodynamik. Gitter och kristallstrukturer. Kvantmekanik. Empiriska atomistiska modeller for material. Molekylärstatik. Atomistiska kontinuumgrundbegrepp: klassisk jämvikt, statistisk mekanik, mikroskopiska uttryck för kontinuumfält, molekylärdynamik. Flerskaliga metoder: multi modellering, atomistiska konstitutiva relationer för kristaller, atomistisk-kontinuum koppling: statiska metoder, förhöjd temperatur och dynamik. Översikt över tillverkningstekniker för nanostrukturer och moderna experimentella metoder på nanonivå.

Besitta kunskap om hierarkin av fysikaliska modeller
tillämpa grundläggande ekvationer - Euler-Lagrange, Hamilton och Schrödinger
kunna förklara och applicera grundläggande atomistiska potentialfunktioner
besitta kunskap om de viktigaste principerna inom molekyldynamiken
ha kunskap om relationerna mellan klassisk statistisk mekanik, kvantmekanik och kontinuumsmekanik

Tillämpa och analysera potentialfunktioner för olika typer av system
kunna formulera och numeriskt lösa enkla molekylärdynamiska problem
kunna analysera ett nanomekaniskt problem och presentera resultaten i en välskriven rapport.

Anta ett kritiskt och innovativt förhållningssätt till flerskalig modellering
kunna värdera erhållna resultat utifrån problemformulering samt fysiska begränsninga

Föreläsningar

övningar

Projekt

Skriftlig tentamen

Skriftlig rapport

Underkänd, godkänd

Tadmor, Ellad B. & Miller, Ronald E.: Modeling Materials: Continuum, Atomistic and Multiscale Techniques. Cambridge University Press, 2011. ISBN 9780521856980.

FMEN25F

 -10-24

Anders Gustafsson