Molekulové simulace nukleace při adiabatické expanzi
| advisor: | prof. RNDr. Jiří Kolafa, CSc., Ing. David Celný, Ph.D. |
| e-mail: | show e-mail |
| type: | bachelor thesis, master thesis |
| branch of study: | MI_MM, MI_AMSM, MINF, APIN |
| key words: | molekulová dynamika, nukleace, GPU, HPC |
| link: | http://ufch.vscht.cz/research/researchgroups/statistical_thermodynamics |
| description: | Téma klimatu stále více rezonuje v celospolečenské diskusi. Jedním z jevů, jehož modelování je důležité pro pochopení procesů v atmosféře, je nukleace[1], tedy tvorba kapiček a ledových krystalků. Porozumění tomuto fenoménu je nezbytné pro přesnější modelování srážkových vzorců, distribuci vlhkosti a aerosolových částic v atmosféře. Proces nukleace má uplatnění i v mnoha dalších oblastech (produkce nanočástic, termomechanika aj.)
Tato práce se zaměřuje na využití molekulových simulací k zachycení chování kontrolovaně ochazované páry. Proces ochlazování může být řízen přímo jevem, který je zároveň simulován na spojité úrovni (supersonická expanze do vakua a rovnice fluidní dynamiky), nebo může být dán vnějším protokolem (mlžná komora). Obě tyto situace mají svou relevanci a je možné je simulovat pomocí nově vyvinutého paralelního programu[2,3], který bude moci zájemce použít, případně rozšířit pro případ složitějších systémů obsahující organické látky a/nebo nosný plyn. Součástí práce je seznámení s fyzikálními základy řešené problematiky, základy programování na grafických kartách a především porozumění molekulárním simulacím, které mají široké uplatnění v řadě dalších oborů (termodynamika, biochemie, materiálové vědy). Téma může být uzpůsobeno preferencím studentky/studenta.  |
| references: | [1] Li, C., & Signorell, R. (2021). Understanding vapor nucleation on the molecular level: A review. Journal of Aerosol Science, 153, 105676.
[2] Celný, D., Klíma, M., & Kolafa, J. (2021). Molecular dynamics of heterogeneous systems on GPUs and their application to nucleation in gas expanding to a vacuum. Journal of Chemical Theory and Computation, 17(12), 7397-7405. [3] Celný, David. Development of Parallel Algorithms for Molecular Dynamics Simulation of Heterogeneous Atomistic Systems. Praha, 2023, 176. Disertační práce ČVUT, FJFI; k dispozici v knihovně fakulty. [4] Skupina statistické termodynamiky a molekulových simulací (https://ufch.vscht.cz/veda_a_vyzkum/vyzkumne_skupiny/statisticka_termodynamika) |
| last update: | 12.03.2024 21:56:13 |
administrator for this page:
Ľubomíra Dvořáková | last update: 09/12/2011