Methoden der molekularen Simulation
Methods of Molecular Simulation

1. Lokale und globale Geometrieoptimierung
2. Ab Initio Thermodynamik
3. Molekulardynamik
4. Monte Carlo Verfahren
5. Freie Energie Simulationsmethoden
6. Langzeitsimulationen und kinetisches Monte Carlo

Nach der erfolgreichen Teilnahme an diesem Modul können die Studierenden grundlegende Methoden und Algorithmen der molekularen Simulation aufzählen und deren Konzepte qualitativ beschreiben.
Sie kennen deren Anwendungsbereiche und Beiträge zur Untersuchung chemischer Fragestellungen.
Sie können die Anwendbarkeit und Einschränkungen der verschiedenen Techniken klassifizieren.
Sie können die erlernten Methoden zur Durchführung einfacher Simulationen selbst einsetzen.

Die Module Mathematische Methoden der Chemie (CH0105, CH0112), Quantenmechanik (CH4108), und Molekulare Struktur and Statistische Mechanik (CH4113) aus dem TUM Chemie Bachelorstudium.

Das Modul besteht aus einer Vorlesung mit begleitenden Übungen in kleinen Tutorgruppen. Die Anwesenheitszeit in der Vorlesung und den Übungen ist von vergleichbarem Umfang, um die Aneignung von konzeptionellem Wissen mit der praktischer Fähigkeiten gleichmäßig zu gewichten. Der in thematische Blöcke gegliederte Lehrstoff wird jeweils in der Vorlesung durch Frontalvortrag vermittelt. Die Studierenden vertiefen ihr Verständnis durch geleitetes Selbststudium auf der Basis des Materials in dem begleitenden E-Learning Kurs. Praktische Übungsaufgaben gestatten es den Studierenden, ihr Kompetenzniveau selbst einzuschätzen, ihr erworbenes Wissen gemeinsam zur Lösung von Beispielproblemen einzusetzen, sowie direktes Feedback eines Tutors zu erhalten.

Vorlesungsskript, E-Learning Kurs, Aufgabensammlung, Tafelanschrieb, PowerPoint

1) C.J. Kramers, Essentials of Computational Chemistry
2) F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry
3) D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications

Die Modulprüfung besteht aus einer Klausur (Dauer: 90 Minuten) in der die Studierenden verschiedene theoretische Ansätze und Methoden der molekularen Simulation erinnern und ihre jeweiligen Anwendungsbereiche benennen sollen. Es müssen einfache Probleme durch Berechnung ohne Hilfsmittel gelöst werden. Die Antworten auf Fragen zu Hintergrundwissen kann teilweise in freier Textform oder als Antwort auf Multiple-Choice-Fragen gegeben werden. Die freie Textform ermöglicht es den Studierenden, ihr Verständnis der behandelten Themen in eigenen Worten, angepasst an ihr persönliches Kompetenzniveau zum Ausdruck zu bringen. Die Rechenbeispiele gestatten es den Studierenden zu zeigen, dass sie ihr Verständnis formal in mathematischer Sprache ausdrücken und anwenden können.