Η μέθοδος της μοριακής δυναμικής και οι εφαρμογές της σε κατεργασίες νανοκλίμακας

Δουρίδας, Επαμεινώνδας; Douridas, Epameinondas

dc.contributor.author	Δουρίδας, Επαμεινώνδας	el
dc.contributor.author	Douridas, Epameinondas	en
dc.date.accessioned	2016-12-16T12:14:21Z
dc.date.available	2016-12-16T12:14:21Z
dc.date.issued	2016-12-16
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44150
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13551
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μοριακή δυναμική ανάλυση	el
dc.subject	Κατεργασίες	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Υπολογιστικα μοντέλα	el
dc.subject	Πειράματα με υπολογιστή	el
dc.subject	Molecular dynamics	en
dc.subject	Simulations	en
dc.subject	Material processes	en
dc.subject	Nano processes	en
dc.subject	Computational models	en
dc.title	Η μέθοδος της μοριακής δυναμικής και οι εφαρμογές της σε κατεργασίες νανοκλίμακας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Κατεργασίες υλικών	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/12ca5151411399c77d21d70b67b67a46b688b242
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-10-10
heal.abstract	Πραγματοποιούμε προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικό υπολογιστή, με την ελπίδα για την κατανόηση των ιδιοτήτων των συγκροτημάτων των μορίων όσον αφορά τη δομή τους και τις μικροσκοπικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους. Αυτό χρησιμεύει ως συμπλήρωμα των συμβατικών πειραμάτων, δίνοντάς μας τη δυνατότητα να μάθουμε κάτι νέο, κάτι που δεν μπορεί να βρεθεί με άλλους τρόπους. Οι δύο κύριες οικογένειες της τεχνικής προσομοίωσης είναι αυτές της μοριακής δυναμικής (MD, από την αγγλική ορολογία Molecular Dynamics) και του Μόντε Κάρλο (MC, Monte Carlo κατά αντιστοιχία με τα προηγούμενα). Επιπλέον, υπάρχει μια ολόκληρη γκάμα υβριδικών τεχνικών που συνδυάζουν χαρακτηριστικά και από τις δύο αυτές τεχνικές. Η παρούσα διπλωματική εργασία θα επικεντρωθεί στην τεχνικής προσομοίωσης Molecular Dynamics (MD). Το προφανές πλεονέκτημα της MD απέναντι στην MC είναι ότι δίνει μια άποψη για τις δυναμικές ιδιότητες του συστήματος, τους συντελεστές μεταφοράς, τις εξαρτώμενες από τον χρόνο αποκρίσεις σε διαταραχές και τις ρεολογικές ιδιότητες . Η προσομοίωση στον υπολογιστή ενεργεί ως γέφυρα μεταξύ της μικροσκοπικής κλίμακας μήκους και χρόνου και του μακροσκοπικού κόσμου του εργαστηρίου. Παρέχει μια καλή πρόβλεψη στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων, και σχετικά «ακριβείς» εικασίες γενικών ιδιοτήτων. Οι προβλέψεις είναι «ακριβείς», υπό την έννοια ότι μπορούν να γίνουν τόσο ακριβείς όσο θα θέλαμε, με την επιφύλαξη των περιορισμών που επιβάλλονται από το κόστος του υπολογιστή μας. Ταυτόχρονα, η κρυμμένη λεπτομέρεια πίσω από τις χονδρικές μετρήσεις μπορεί να αποκαλυφθεί. Ένα παράδειγμα είναι η σύνδεση μεταξύ του συντελεστή διάχυσης και της εξίσωσης αυτοσυσχέτισης της ταχύτητας (το πρώτο είναι εύκολο να μετρηθεί πειραματικά, το τελευταίο πολύ πιο δύσκολο). Η προσομοίωση λειτουργεί ως γέφυρα και με μια άλλη έννοια, μεταξύ θεωρίας και πειράματος. Μπορούμε να δοκιμάσουμε μια θεωρία με τη διεξαγωγή μιας προσομοίωσης, χρησιμοποιώντας το ίδιο μοντέλο. Μπορούμε να δοκιμάσουμε το μοντέλο σε σύγκριση με τα πειραματικά αποτελέσματα. Μπορούμε επίσης να πραγματοποιήσουμε προσομοιώσεις με τον υπολογιστή που είναι δύσκολο ή αδύνατο στο εργαστήριο (για παράδειγμα, πειράματα και δοκιμές που απαιτούν ακραίες θερμοκρασίες ή πιέσεις). Τελικά μπορεί να θέλουμε να κάνουμε άμεσες συγκρίσεις με πειραματικές μετρήσεις πάνω σε συγκεκριμένα υλικά, όπου στη συγκεκριμένη περίπτωση ένα καλό μοντέλο των μοριακών αλληλεπιδράσεων να κρίνεται απαραίτητο. Ο στόχος λοιπόν της μοριακής δυναμικής είναι να μειώσει στο ελάχιστο το ποσοστό της εικασίας στη διαδικασία αυτή.	el
heal.abstract	We carry out computer simulations in the hope of understanding the properties of assemblies of molecules in terms of their structure and the microscopic interactions between them. This serves as a complement to conventional experiments, enabling us to learn something new, something that ca nnot be found out in other ways. The two main families of simulation technique are molecular dynamics (MD) and Monte Carlo (MC); additionally, there is a whole range of hybrid techniques which combine features from both. In this lecture we shall concentrat e on MD. The obvious advantage of MD over MC is that it gives a route to dynamical properties of the system: transport coefficients, time - dependent responses to perturbations, rheological properties and spectra. Computer simulations act as a bridge (see F ig. 1) between microscopic length and time scales and the macroscopic world of the laboratory: we provide a guess at the interactions between molecules, and obtain ‘exact’ predictions of bulk properties. The predictions are ‘exact’ in the sense that they c an be made as accurate as we like, subject to the limitations imposed by our computer budget. At the same time, the hidden detail behind bulk measurements can be revealed. An example is the link between the diffusion coefficient and velocity autocorrelatio n function (the former easy to measure experimentally, the latter much harder). Simulations act as a bridge in another sense: between theory and experiment. We may test a theory by conducting a simulation using the same model. We may test the model by comp aring with experimental results. We may also carry out simulations on the computer that are difficult or impossible in the laboratory (for example, working at extremes of temperature or pressure). Ultimately we may want to make direct comparisons with exp erimental measurements made on specific materials, in which case a good model of molecular interactions is essential. The aim of so - called ab initio molecular dynamics is to reduce the amount of fitting and guesswork in this process to a minimum. On the ot her hand, we may be interested in phenomena of a rather generic nature, or we may simply want to discriminate between good and bad theories. When it comes to aims of this kind, it is not necessary to have a perfectly realistic molecular model; one that con tains the essential physics may be quite suitable.	en
heal.advisorName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος - Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών. Εργαστήριο Κατεργασιών των Υλικών (Μηχανουργικό και Μηχανολογικό Εργοστάσιο)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	114 σ.
heal.fullTextAvailability	true