Angewandte Quantenchemie für Ingenieure

Ansprechpartner

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Felix Schmalz

Modellierung und Design molekularer Systeme

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+49 241 80 95387

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Aufgrund der Einschränkungen durch COVID-19 wird die Vorlesung „Angewandte Quantenchemie für Ingenieure“ folgendermaßen ablaufen, bis wieder Präsenzveranstaltungen abgehalten werden dürfen:

Im Moodle-Lernraum sind (unter „Ankündigungen“) Links zu Aufzeichnugen von älteren Vorlesungen abgelegt. Bitte arbeiten Sie diese vor dem Vorlesungstermin durch. Das bedeutet, Sie sollen sich die Videos nicht einfach neben einer anderen Tätigkeit anhören, sondern gezielt darüber nachdenken, ob Sie ein Thema verstanden haben oder nicht und sich ggf. Fragen überlegen (auf Deutsch oder Englisch), falls Sie etwas nicht verstanden haben.
Zum Vorlesungstermin wird dann eine Skype- oder Zoom-Konferenz durchgeführt (Details im Moodle-Lernraum), wo Sie Ihre Fragen stellen können und ich anschließend eine Diskussion über die behandelten Themen starten werde.
Anschließend werde am selben Termin die Übungen besprochen. Schauen Sie sich auch hier die Aufgaben an und bereiten Sie Fragen vor. Der Freitagstermin für die Übungen entfällt somit. Das Verfahren sollte für Sie etwa aufwandsneutral sein (Sie müssen sich nun vorbereiten, dafür entfällt die Nachbereitung und der extra Übungstermin).

 

Im Maschinenbau werden die unterschiedlichsten Computer-Simulationsmethoden eingesetzt. Vor allem im Bereich Verfahrenstechnik und Verbrennungsforschung werden in der Industrie bereits quantenmechanische Rechnungen eingesetzt, um Molekül- und Stoffeigenschaften auf Basis der molekularen Struktur zu berechnen und letztlich deren hohes Potenzial zur Optimierung und zum Design von Prozessen zu nutzen. Anwendungen findet man in den verschiedensten Bereichen: Berechnung von Stoffeigenschaften der Kraftstoffeinspritzung, der Reaktionskinetik und tribologischen Eigenschaften sowie von Lösungsmitteleinflüssen, zum Beispiel bei der Herstellung von Biokraftoffen, bei enzymkatalysierten Reaktionen oder bei der Gewinnung und Isolierung von Medikamenten. Da solche Methoden bislang im Wesentlichen nur von Naturwissenschaftlern beherrscht werden, soll diese Veranstaltung dazu beitragen, diese Lücke bei Ingenieuren zu schließen. In der Vorlesung werden Grundlagen der Quantenmechanik sowie Modelle für die oben genannten Anwendungen eingeführt. Damit soll das Hintergrundwissen vermittelt werden, für ein konkretes Anwendungsproblem die geeigneten Methoden auszuwählen und anzuwenden. In den Übungen wird hauptsächlich der Umgang mit kommerzieller quantenchemischer Software am Beispiel immer wieder kehrender Probleme und einiger spezieller Anwendungen erlernt (zum Beispiel Geometrieoptimierung, molekulare Eigenschaften und thermodynamische Stoffdaten).

 

Vorlesung und Übung

Es wird englischsprachiges Begleitmaterial geben, die Vorlesungssprache kann von den Studenten gewählt werden (deutsch oder englisch)

Veranstaltung

Termin

Ort

Betreuer

Zeitraum

Vorlesung

Mi. 14:30 bis 16:00 Uhr

TD

Prof. Dr. rer. nat. K. Leonhard

08.04.2020 bis 15.07.2020

Übung

Fr. 10:15 bis 11:00 Uhr

TD

Prof. Dr. rer. nat. K. Leonhard
F. Schmalz

17.04.2020 bis 17.07.2020

Die Vorlesungs- und Übungsunterlagen befinden sich im Lehr- und Lernportal L²P der RWTH Aachen.

 

Prüfungshinweise

Es wird eine mündliche Prüfung geben. Termin und Sprache (deutsch oder englisch) nach Vereinbarung.