ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE

Ders Bilgi Formu ( NANO 621 )

   Temel bilgiler
Ders adı: Nanobilimde Bilgisayar Metodları
Ders kodu: NANO 621
Öğretim üyesi: Doç. Dr. Sadiye VELİOĞLU
AKTS kredisi: 7.5
GTÜ kredisi: 3 (3+0+0)
Yılı, Dönemi: 1, Güz
Dersin düzeyi: Yüksek lisans
Dersin tipi: Alan seçmeli
Öğretim dili: İngilizce
Öğretim şekli: Yüz yüze , Laboratuvar çalışması
Ön koşullar: yok
Staj durumu: Yok
Dersin amacı: Bu dersin amacı, nanobilimde kullanılan farklı bilgisayar metodlarını çeşitli bilgisayar programları kullanarak öğrenciye kavratmak ve farklı sistemler tasarlayarak her bir yöntemin uygulamasını yaptırmak. Bu konuda günümüzdeki hızlı gelişmeleri ortaya koymak ve çok çeşitli uygulama alanlarına olan katkılarını birlikte incelemektir.
   Öğrenme çıktıları Yukarı

Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, şu yetilere sahip olurlar:

  1. Makroskopik sistemleri nano düzeyde modelleyebilir.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer (KBRN) kavramlarını uzmanlık derecesinde açıklamak ve KBRN savunmasında uygulamak
    2. Çalışma alanı ile ilgili araştırma metodolojileri ve teknikleri anlayıp uygulayabilmek
    3. Kendi bulgularını diğerleri ile birlikte detaylı bir şekilde analiz edip, değerlendirebilmek
    4. Orijinal, bağımsız ve kritik düşünme becerisi kazanıp teorik kavram ve araçlar geliştirmek
    5. Disiplinlerarası etkileşim bulunan araştırma takımlarında etkin şekilde çalışmak
    6. Modern teknolojiyle sürekli öğrenme bilinci geliştirmek
    7. Araştırma konusu ile ilgili fikir ve bulgularını sözlü ve yazılı olarak etkin şekilde ifade edebilmek
    8. Diğer araştırma ve araştırmacıların etik, sahiplik, gizlilik, atıf ve telif gibi haklarının farkında olmak

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Ödev
    3. Laboratuvar uygulamaları/sınavları
  2. Farklı bilgisayar metodların uygulama alanlarını göz önüne alarak güçlü ve zayıf yanlarını değerlendirebilir.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer (KBRN) kavramlarını uzmanlık derecesinde açıklamak ve KBRN savunmasında uygulamak
    2. Çalışma alanı ile ilgili araştırma metodolojileri ve teknikleri anlayıp uygulayabilmek
    3. Kendi bulgularını diğerleri ile birlikte detaylı bir şekilde analiz edip, değerlendirebilmek
    4. Orijinal, bağımsız ve kritik düşünme becerisi kazanıp teorik kavram ve araçlar geliştirmek
    5. Disiplinlerarası etkileşim bulunan araştırma takımlarında etkin şekilde çalışmak
    6. Modern teknolojiyle sürekli öğrenme bilinci geliştirmek
    7. Araştırma konusu ile ilgili fikir ve bulgularını sözlü ve yazılı olarak etkin şekilde ifade edebilmek
    8. Diğer araştırma ve araştırmacıların etik, sahiplik, gizlilik, atıf ve telif gibi haklarının farkında olmak

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Ödev
    3. Laboratuvar uygulamaları/sınavları
    4. Seminer/sunum
    5. Dönem projesi
  3. İstatistiksek termodinamik kavramları yardımıyla nanomalzemelerin çeşitli özelliklerini belirleyerek, onları deneysel çalışmalarla karşılaştırabilir.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer (KBRN) kavramlarını uzmanlık derecesinde açıklamak ve KBRN savunmasında uygulamak
    2. Çalışmalarındaki ilerlemeleri değerlendirmek, özetlemek ve raporlamak
    3. Disiplinlerarası etkileşim bulunan araştırma takımlarında etkin şekilde çalışmak

    Değerlendirme Tipi

    1. Ödev
    2. Laboratuvar uygulamaları/sınavları
    3. Seminer/sunum
    4. Dönem projesi
   İçerik Yukarı
1. hafta: Giriş: Dersin orgaizasyonu.
“Bilgisayar Deneyi”nin tarihi gelişimi.
2. hafta: Klasik istatistiksel mekanik yöntemleri.
En çok kullanılan istatistiksek topluluklar.
3. hafta: Moleküler etkileşimler ve Kuvvet alanları.
4. hafta: Enerji minimizasyon yöntemleri.
Dönem proje konularının belirlenmesi
5. hafta: Moleküler Dinamik yöntemine giriş.
LAMMPS bilgisayar programına giriş
6. hafta: Moleküler Dinamik yönteminin Uygulama dersi
Ödev #1
7. hafta: Dengesizlik durumunda Moleküler Dinamik yöntemi
8. hafta: Ara Sınav!!!
9. hafta: Monte Carlo yöntemine giriş. (Grand Canonical ve Gibbs toplulukları)
Material Studio bilgisayar programına giriş.
10. hafta: Saygın bir bilim insanın yayımlamış olduğu simülasyon çalışmasının incelenmesi.
11. hafta: Monte Carlo yönteminin Uygulama dersi
Ödev #2
12. hafta: Moleküler simülasyon çalışmalarında nadiren karşılaşılan durumlar.
13. hafta: Rosenbluth örneklendirmesi ve Configurational bias yöntemi.
14. hafta: Dönem projelerinin sunumu!!!
15. hafta*: Dersin genel değerlendirmesi
16. hafta*: Final Sınavı!!!
Ders kitapları ve materyaller: D. Frenkel and B. Smit, Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications, 2nd Ed., Academic Pres, 2002.
Önerilen kaynaklar: 1. M. Allen and D. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, Oxford University Press, 1989.
2. A. Satoh, Introduction to Practice of Molecular Simulation, Elsevier Press, 2011.
3. M. J. Field, A Practical Introduction to the Simulation of Molecular Systems, Cambridge University Press, 2007.
  * 15. ve 16. haftalar arası final sınavına hazırlık haftası bulunmaktadır.
Değerlendirme Yukarı
Değerlendirme tipi Hafta numarası Ağırlık (%)
Ara sınavlar (Vizeler): 8 20
Dönem içi diğer çalışmalar: 0
Proje: 14 20
Ödev: 6, 8 20
Kısa sınav (Quiz): 0
Final sınavı: 16 40
  Toplam ağırlık:
(%)
   İş yükü Yukarı
Etkinlik Süre (Haftalık saat) Toplam hafta sayısı Dönem boyu toplam iş yükü
Dersler (Yüz yüze öğretme): 3 14
Ders dışı bireysel çalışma: 2 14
Uygulama, Rehberli problem çözme: 0 0
Ödev: 4 4
Dönem projesi: 4 10
Dönem projesi sunumu: 6 2
Kısa sınav (Quiz): 0 0
Ara sınav için bireysel çalışma: 10 2
Ara sınav (Vize): 2 1
Final sınavı için bireysel çalışma: 10 2
Final sınavı: 2 1
    Toplam işyükü:
    Toplam AKTS kredisi:
*
  * AKTS kredisi, toplam iş yükünün 25'e bölümüdür. (1 AKTS = 25 saatlik iş yükü)
-->