材料科學(xué)與工程綜合研究：分子動(dòng)力學(xué)、蒙特卡洛方法等理論的應(yīng)用研究【大學(xué)組】

材料科學(xué)/計(jì)算化學(xué)

項(xiàng)目背景

材料科學(xué)研究里的“計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)”是材料科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等相結(jié)合的前沿交叉性學(xué)科發(fā)展方向。從近十年來的發(fā)展趨勢(shì)來看，計(jì)算材料學(xué)已得到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注與認(rèn)可，正快速發(fā)展成為材料學(xué)中的一個(gè)主流研究方向。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以根據(jù)有關(guān)的基本理論，通過模擬計(jì)算對(duì)材料開展跨尺度多結(jié)構(gòu)層次的研究。在現(xiàn)代材料學(xué)領(lǐng)域中，計(jì)算模擬與實(shí)驗(yàn)、理論已成為同等重要的研究手段。

項(xiàng)目介紹

項(xiàng)目主要涵蓋材料物理學(xué)的基礎(chǔ)理論及相關(guān)概念，重點(diǎn)講授分子動(dòng)力學(xué)、蒙特卡洛法在材料科學(xué)中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行原子尺度的材料基礎(chǔ)建模。學(xué)生將了解到材料模擬中的多個(gè)時(shí)空尺度及其背后的理論聯(lián)系，掌握每種技術(shù)有關(guān)的基本算法實(shí)現(xiàn)。最終以小組為單位，對(duì)特殊材料進(jìn)行綜合性建模并出具細(xì)節(jié)性研究報(bào)告。通過項(xiàng)目，學(xué)生將掌握基本的計(jì)算模擬理念和方法，充分了解材料計(jì)算與模擬這一現(xiàn)代材料學(xué)不可或缺的新型研究方法。

個(gè)性化研究課題參考：

計(jì)算化學(xué)方法在基于受體結(jié)構(gòu)的藥物分子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

金屬—有機(jī)骨架材料的吸附分離機(jī)理及功能化的計(jì)算化學(xué)研究

計(jì)算化學(xué)在確定天然產(chǎn)物絕對(duì)構(gòu)型中的應(yīng)用

適合人群

大學(xué)生

對(duì)計(jì)算化學(xué)、材料科學(xué)、材料工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理、數(shù)學(xué)感興趣的學(xué)生，尤其適合于有較強(qiáng)數(shù)理背景及編程基礎(chǔ)的學(xué)生，如先修課包含無限微積分、線性代數(shù)、矩陣代數(shù)以及固態(tài)物理等；可運(yùn)用MatLab/Octave/Python來執(zhí)行和編寫基本程序。

導(dǎo)師介紹

加州大學(xué)洛杉磯分校終身正教授

Jaime 導(dǎo)師現(xiàn)任加州大學(xué)洛杉磯分校機(jī)械與航空航天工程、材料科學(xué)與工程終身正教授，曾獲美國(guó)能源部早期事業(yè)獎(jiǎng)（Early Career Award；該獎(jiǎng)項(xiàng)頒給有卓越貢獻(xiàn)的職業(yè)生涯早期科研學(xué)者）。Jaime 導(dǎo)師的研究興趣為融合材料的微結(jié)構(gòu)演化和機(jī)械性能降解、合金塑性變形模擬、熱力學(xué)模擬和功能材料相變，在國(guó)際知名期刊發(fā)表論文多篇。

任職學(xué)校

加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）始建于1919年，是一所擁有百年歷史的世界著名公立研究型大學(xué)，培養(yǎng)了14名諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，是美國(guó)“新常春藤”名校之一。UCLA在2019年U.S.News美國(guó)公立大學(xué)排名首位，2018年泰晤士高等教育THE世界最具聲望大學(xué)排名第９，機(jī)械工程與能源材料工程研究位居世界前列。

項(xiàng)目大綱

聯(lián)系統(tǒng)計(jì)力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)理論 

分子動(dòng)力學(xué)方法

密度泛函理論

相互作用勢(shì)

蒙特卡洛方法

項(xiàng)目回顧與成果展示

論文輔導(dǎo) 

時(shí)間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時(shí)

學(xué)術(shù)報(bào)告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級(jí)別索引國(guó)際會(huì)議全文投遞與發(fā)表（可用于申請(qǐng)）

結(jié)業(yè)證書

成績(jī)單