Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

Máster universitario en Modelización Computacional Atomística y Multiescala en Física, Química y Bioquímica

Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

Máster oficial
Presencial
Oficial / Homologado
1 Años

Descripción

El máster universitario en Modelización Computacional Atomística y Multiescala en Física, Química y Bioquímica, coordinado por la Universitat de Barcelona (UB) y con la participación de la UPC,  ofrece una formación avanzada en herramientas de programación y en la aplicación de diferentes técnicas y modelos para estudiar problemas físicos, químicos y bioquímicos en los que la estructura y las propiedades de la materia a nivel atómico o molecular sean relevantes. Está orientado a la investigación avanzada, fundamental o aplicada, y al trabajo en departamentos de I+D+i de instituciones y empresas del sector tecnológico, farmacéutico y vinculadas al medio ambiente y la energía que precisen analizar sistemas complejos y redes.

Temario

1) COMPUTATIONAL TOOLS
  • Linux operating system: basic commands, the VI editor, scripts and Bash Shell
  • Introduction to programming in high-level languages: Fortran 90. Libraries
  • Precision and errors in computation
  • Basic algorithmic structures
  • Basic concepts in code optimization, parallelization and vectorization
  • Use of software of general interest for scientific applications: Python, Maxima, Gnuplot/Origin/VMD.
2) INTRODUCTION TO SCIENTIFIC COMPUTATION
  • Data: Variables. Tables and lists. Functions. Matrices and vectors
  • Functions: discretization and precision. Zeros. Series, products and continued fractions.
  • Methods for approximating functions by means of lineal, polynomial and multilinear regressions. Interpolation and series approximations.
  • Elements of applied linear algebra: vector spaces and operators. Orthonormalization. Operations with matrices. Sets of linear equations. Matrix inversions. Eigenvectors and eigenvalues. Diagonalization. Linear transformations.
  • Numerical intergration and differentiation. Differentiation and integration of single-variable functions. Multivariate functions. Partial derivatives. Line, surface and volume integrals.
  • Ordinary differential equations. Formal aspects. Methods for their numerical solutions. Fourier methods. Nonlinear differential equations.
  • Partial derivative equations. Formal aspects: definitions and boundary conditions. Methods for their numerical solutions.
  • Optimization methods. Monte Carlo.
3) MULTISCALE MODELLING
  • Introduction to the scientific method and to the length and time scales present in Nature
  • Systems in equilibrium. The microscopic world: atomic-molecular structure. The macroscopic world: Equilibrium Thermodynamics. The mesoscopic world: Equilibrium Statistical Mechanics.
  • Examples of structure and macroscopic properties
  • Transport phenomena
  • Chemical reactivity
  • Complex systems
4) MOLECULAR MODELLING
  • Description of atomic and molecular systems at different scales
  • Mechanical and statistical basis of molecular modelling
  • Quantum models
  • Molecular Dynamics
  • The Monte Carlo method
  • Practical sessions of molecular modelling
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Competencias para las que te prepara el curso

Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

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