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Understanding Molecular Simulation

From Algorithms to Applications

Author: Daan Frenkel,Berend Smit

Publisher: Elsevier

ISBN: 9780080519982

Category: Science

Page: 664

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Understanding Molecular Simulation: From Algorithms to Applications explains the physics behind the "recipes" of molecular simulation for materials science. Computer simulators are continuously confronted with questions concerning the choice of a particular technique for a given application. A wide variety of tools exist, so the choice of technique requires a good understanding of the basic principles. More importantly, such understanding may greatly improve the efficiency of a simulation program. The implementation of simulation methods is illustrated in pseudocodes and their practical use in the case studies used in the text. Since the first edition only five years ago, the simulation world has changed significantly -- current techniques have matured and new ones have appeared. This new edition deals with these new developments; in particular, there are sections on: · Transition path sampling and diffusive barrier crossing to simulaterare events · Dissipative particle dynamic as a course-grained simulation technique · Novel schemes to compute the long-ranged forces · Hamiltonian and non-Hamiltonian dynamics in the context constant-temperature and constant-pressure molecular dynamics simulations · Multiple-time step algorithms as an alternative for constraints · Defects in solids · The pruned-enriched Rosenbluth sampling, recoil-growth, and concerted rotations for complex molecules · Parallel tempering for glassy Hamiltonians Examples are included that highlight current applications and the codes of case studies are available on the World Wide Web. Several new examples have been added since the first edition to illustrate recent applications. Questions are included in this new edition. No prior knowledge of computer simulation is assumed.
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Industrial Applications of Molecular Simulations

Author: Marc Meunier

Publisher: CRC Press

ISBN: 1439861021

Category: Science

Page: 421

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The field of quantum and molecular simulations has experienced strong growth since the time of the early software packages. A recent study, showed a large increase in the number of people publishing papers based on ab initio methods from about 3,000 in 1991 to roughly 20,000 in 2009, with particularly strong growth in East Asia. Looking to the future, the question remains as to how these methods can be further integrated into the R&D value chain, bridging the gap from engineering to manufacturing. Using successful case studies as a framework, Industrial Applications of Molecular Simulations demonstrates the capability of molecular modeling to tackle problems of industrial relevance. This book presents a wide range of various modeling techniques, including methods based on quantum or classical mechanics, molecular dynamics, Monte Carlo simulations, etc. It also explores a wide range of materials, from soft materials such as polymeric blends widely used in the chemical industry to hard or inorganic materials such as glasses and alumina. Features Demonstrates how modeling can solve everyday problems for scientists in industry Provides a broad overview of theoretical approaches Presents a wide range of applications in areas such as materials research, catalysis, pharmaceutical development and electronics Emphasizes the relationship between theory and experiments
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Chemical Modelling

Applications and Theory

Author: Michael Springborg

Publisher: Royal Society of Chemistry

ISBN: 1847550754

Category: Reference

Page: 352

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Chemical Modelling: Applications and Theory comprises critical literature reviews of molecular modelling, both theoretical and applied. Molecular modelling in this context refers to modelling the structure, properties and reactions of atoms, molecules and materials. Each chapter is compiled by experts in their fields and provides a selective review of recent literature, incorporating sufficient historical perspectives for the non-specialist to gain an understanding.
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Multiscale Approaches to Protein Modeling

Author: Andrzej Kolinski

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 9781441968890

Category: Science

Page: 355

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The book gives a comprehensive review of the most advanced multiscale methods for protein structure prediction, computational studies of protein dynamics, folding mechanisms and macromolecular interactions. It approaches span a wide range of the levels of coarse-grained representations, various sampling techniques and variety of applications to biomedical and biophysical problems. This book is intended to be used as a reference book for those who are just beginning their adventure with biomacromolecular modeling but also as a valuable source of detailed information for those who are already experts in the field of biomacromolecular modeling and in related areas of computational biology or biophysics.
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Algorithmen - Eine Einführung

Author: Thomas H. Cormen,Charles E. Leiserson,Ronald Rivest,Clifford Stein

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3110522012

Category: Computers

Page: 1339

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Der "Cormen" bietet eine umfassende und vielseitige Einführung in das moderne Studium von Algorithmen. Es stellt viele Algorithmen Schritt für Schritt vor, behandelt sie detailliert und macht deren Entwurf und deren Analyse allen Leserschichten zugänglich. Sorgfältige Erklärungen zur notwendigen Mathematik helfen, die Analyse der Algorithmen zu verstehen. Den Autoren ist es dabei geglückt, Erklärungen elementar zu halten, ohne auf Tiefe oder mathematische Exaktheit zu verzichten. Jedes der weitgehend eigenständig gestalteten Kapitel stellt einen Algorithmus, eine Entwurfstechnik, ein Anwendungsgebiet oder ein verwandtes Thema vor. Algorithmen werden beschrieben und in Pseudocode entworfen, der für jeden lesbar sein sollte, der schon selbst ein wenig programmiert hat. Zahlreiche Abbildungen verdeutlichen, wie die Algorithmen arbeiten. Ebenfalls angesprochen werden Belange der Implementierung und andere technische Fragen, wobei, da Effizienz als Entwurfskriterium betont wird, die Ausführungen eine sorgfältige Analyse der Laufzeiten der Programme mit ein schließen. Über 1000 Übungen und Problemstellungen und ein umfangreiches Quellen- und Literaturverzeichnis komplettieren das Lehrbuch, dass durch das ganze Studium, aber auch noch danach als mathematisches Nachschlagewerk oder als technisches Handbuch nützlich ist. Für die dritte Auflage wurde das gesamte Buch aktualisiert. Die Änderungen sind vielfältig und umfassen insbesondere neue Kapitel, überarbeiteten Pseudocode, didaktische Verbesserungen und einen lebhafteren Schreibstil. So wurden etwa - neue Kapitel zu van-Emde-Boas-Bäume und mehrfädigen (engl.: multithreaded) Algorithmen aufgenommen, - das Kapitel zu Rekursionsgleichungen überarbeitet, sodass es nunmehr die Teile-und-Beherrsche-Methode besser abdeckt, - die Betrachtungen zu dynamischer Programmierung und Greedy-Algorithmen überarbeitet; Memoisation und der Begriff des Teilproblem-Graphen als eine Möglichkeit, die Laufzeit eines auf dynamischer Programmierung beruhender Algorithmus zu verstehen, werden eingeführt. - 100 neue Übungsaufgaben und 28 neue Problemstellungen ergänzt. Umfangreiches Dozentenmaterial (auf englisch) ist über die Website des US-Verlags verfügbar.
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Numerische Behandlung partieller Differentialgleichungen

Author: Christian Großmann,Hans-Görg Roos

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 9783519220893

Category: Mathematics

Page: 572

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Mathematiker, Naturwissenschaftler und Ingenieure erhalten mit diesem Lehrbuch eine Einführung in die numerische Behandlung partieller Differentialgleichungen. Diskutiert werden die grundlegenden Verfahren - Finite Differenzen, Finite Volumen und Finite Elemente - für die wesentlichen Typen partieller Differentialgleichungen: elliptische, parabolische und hyperbolische Gleichungen. Einbezogen werden auch moderne Methoden zur Lösung der diskreten Probleme. Hinweise auf aktuelle Software sowie zahlreiche Beispiele und Übungsaufgaben runden diese Einführung ab.
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Thermodynamics, Microstructures and Plasticity

Author: Alphonse Finel,Dominique Mazière,Muriel Véron

Publisher: Kluwer Academic Pub

ISBN: 9781402013676

Category: Medical

Page: 511

View: 9859

This book is a comprehensive assessment of the various theoretical and numerical methods currently in use to investigate microstructural transformations and mechanical properties of inhomogeneous systems, from the atomic scale to the macroscopic: kinetic mean-field theories, Monte Carlo and molecular dynamics simulations, Ginzburg-Landau and phase field methods as applied to plasticity and microstructure transformation, discrete and stochastic dislocation dynamics, and cluster dynamics. Extensive surveys of major physical processes include: solidification, microstructural evolution in single and polycrystalline systems under internal and applied stress, high temperature plasticity, recrystallization, large plastic strain in multiphase systems, fatigue, fracture, diffusive transformations, and fine grained materials.
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Angewandte Mathematik: Body and Soul

Band 2: Integrale und Geometrie in IRn

Author: Kenneth Eriksson,Donald Estep,Claes Johnson

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3540269509

Category: Mathematics

Page: 362

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"Angewandte Mathematik: Body & Soul" ist ein neuer Grundkurs in der Mathematikausbildung für Studienanfänger in den Naturwissenschaften, der Technik, und der Mathematik, der an der Chalmers Tekniska Högskola in Göteborg entwickelt wurde. Er besteht aus drei Bänden sowie Computer-Software. Das Projekt ist begründet in der Computerrevolution, die ihrerseits völlig neue Möglichkeiten des wissenschaftlichen Rechnens in der Mathematik, den Naturwissenschaften und im Ingenieurwesen eröffnet hat. Es besteht aus einer Synthese der mathematischen Analysis (Soul) mit der numerischen Berechnung (Body) sowie den Anwendungen. Die Bände I-III geben eine moderne Version der Analysis und der linearen Algebra wieder, einschließlich konstruktiver numerischer Techniken und Anwendungen, zugeschnitten auf Anfängerprogramme im Maschinenbau und den Naturwissenschaften. Weitere Bände behandeln Themen wie z.B. dynamische Systeme, Strömungsdynamik, Festkörpermechanik und Elektromagnetismus. Dieser Band entwickelt das Riemann-Integral, um eine Funktion zu einer gegebenen Ableitung zu bestimmen. Darauf aufbauend werden Differentialgleichungen und Anfangswertprobleme mit einer Vielzahl anschaulicher Anwendungen behandelt. Die lineare Algebra wird auf n-dimensionale Räume verallgemeinert, wobei wiederum dem praktischen Umgang und numerischen Lösungstechniken besonderer Platz eingeräumt wird. Die Autoren sind führende Experten im Gebiet des wissenschaftlichen Rechnens und haben schon mehrere erfolgreiche Bücher geschrieben. "[......] Oh, by the way, I suggest immediate purchase of all three volumes!" The Mathematical Association of America Online, 7.7.04
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Struktur Und Interpretation Von Computerprogrammen/ Structure and Interpretation of Computer Programs

Eine Informatik-einfhrung/ a Computer Science Introduction

Author: Harold Abelson,Julie Sussman,Gerald Jay Sussman

Publisher: Springer

ISBN: 9783540423423

Category: Computers

Page: 682

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Die Übersetzung der bewährten Einführung in die Informatik, entstanden am Massachusetts Institute of Technology (MIT), wird seit Jahren erfolgreich in der Lehre eingesetzt. Schritt für Schritt werden Konstruktion und Abstraktion von Daten und Prozeduren dargestellt. Von der Modularisierung bis zum Problemlösen mit Registermaschinen werden verschiedene Programmierparadigmen entwickelt und die effektive Handhabung von Komplexität gezeigt. Als Programmiersprache wird SCHEME verwendet, ein Dialekt von LISP. Alle Programme laufen in jeder dem IEEE-Standard entsprechenden SCHEME-Implementierung.
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Kristallplastizität

Mit Besonderer Berücksichtigung der Metalle

Author: Erich Schmid,Walter Boas

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662345323

Category: Technology & Engineering

Page: 373

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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
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Computational Science and Its Applications - ICCSA 2004

International Conference, Assisi, Italy, May 14-17, 2004, Proceedings

Author: Antonio Laganà,Marina L. Gavrilova,Vipin Kumar,Youngsong Mun,C.J. Kenneth Tan,Osvaldo Gervasi

Publisher: Springer

ISBN: 3540247092

Category: Computers

Page: 1143

View: 7712

The natural mission of Computational Science is to tackle all sorts of human problems and to work out intelligent automata aimed at alleviating the b- den of working out suitable tools for solving complex problems. For this reason ComputationalScience,thoughoriginatingfromtheneedtosolvethemostch- lenging problems in science and engineering (computational science is the key player in the ?ght to gain fundamental advances in astronomy, biology, che- stry, environmental science, physics and several other scienti?c and engineering disciplines) is increasingly turning its attention to all ?elds of human activity. In all activities, in fact, intensive computation, information handling, kn- ledge synthesis, the use of ad-hoc devices, etc. increasingly need to be exploited and coordinated regardless of the location of both the users and the (various and heterogeneous) computing platforms. As a result the key to understanding the explosive growth of this discipline lies in two adjectives that more and more appropriately refer to Computational Science and its applications: interoperable and ubiquitous. Numerous examples of ubiquitous and interoperable tools and applicationsaregiveninthepresentfourLNCSvolumescontainingthecontri- tions delivered at the 2004 International Conference on Computational Science and its Applications (ICCSA 2004) held in Assisi, Italy, May 14–17, 2004.
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Einführung in die Elementarteilchenphysik

Author: David Griffiths

Publisher: VCH

ISBN: 9783055016271

Category:

Page: 433

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The fall of the Berlin Wall in 1989 and globalization have forced national history to yield place to European and global history. In medieval studies, Michael Borgolte has taken up the new challenge as no other German historian, encouraging the development of transcultural research on the Middle Ages. This volume includes several of his essays, but is intended to serve more as the basis for further research rather than to take stock of his work.
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Chemical thermodynamics of materials

macroscopic and microscopic aspects

Author: Svein Stølen,Tor Grande

Publisher: Wiley

ISBN: 9780471492306

Category: Science

Page: 395

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"Chemical Thermodynamics of Materials" is a comprehensive introduction, examining both macroscopic and microscopic aspects of the subject. Aimed at students and researchers in Materials Science, Solid State Chemistry and Physics and Mineralogy, the book applies the theory of thermodynamics to a broad range of materials; from metals, ceramics and other inorganic materials to geological materials. Focusing on materials rather than the underlying mathematical concepts of the subject, this book will be ideal for the non-specialist requiring an introduction to the energetics and stability of materials. Macroscopic thermodynamic properties are linked to the underlying miscroscopic nature of the materials and trends in important properties are discussed. The later chapters discuss the main experimental and theoretical methods for deriving thermodynamic properties of materials with emphasis placed on methodology.A unique approach covering both macroscopic and microscopic aspects of the subject.Focuses on actual materials rather than theoretical examplesCovers metals, ceramics and other inorganic materials through to geological materials.
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Finite Elemente

Theorie, schnelle Löser und Anwendungen in der Elastizitätstheorie

Author: Dietrich Braess

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3662072343

Category: Mathematics

Page: 305

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Moderne Traditionen

Zeitgenössische Architektur in Indien

Author: Klaus-Peter Gast

Publisher: Walter de Gruyter

ISBN: 3764381957

Category: Architecture

Page: 128

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In der Einleitung stellt das Buch die Entstehung der modernen Architektur in Indien seit der Unabhängigkeit 1947 dar. Der Hauptteil beschreibt die wichtigen Tendenzen in der zeitgenössischen indischen Architektur in thematischen Kapiteln, denen jeweils gebaute Beispiele zugeordnet sind. Neben der neuen jungen Generation von indischen Architekten findet auch die erste Generation nach der Unabhängigkeit Berücksichtigung.