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Multiscale Simulation Methods for Polymers

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Karimi-Varzaneh, Hossein Ali :
Multiscale Simulation Methods for Polymers.
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis] , (2011)

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    Abstract

    Computer simulations of condensed phases and biochemical systems have lead to profound new insight into molecular-scale phenomena occurring in these complex systems. Many processes that occur in liquids, soft materials, and biochemical systems however occur over length and time scales that are well beyond the current capabilities of atomic-level simulations. In the field of polymers, there are many simulation techniques and models that span a range from the atomistic scale to the continuum. In recent years, much research has been focused on linking models of different length scales, especially from detailed, fully atomistic to mesoscopic scales and back. A common way of addressing this issue is to develop coarse-grained (CG) models from full-atomistic simulations by merging groups of chemically connected atoms into superatoms. This PhD thesis describes new developments in the field of CG simulations of polymers. In addition to CG simulations, atomistic molecular dynamics calculations are performed as well to study properties of polymers.

    Item Type: Ph.D. Thesis
    Erschienen: 2011
    Creators: Karimi-Varzaneh, Hossein Ali
    Title of the item: Multiscale Simulation Methods for Polymers
    Language of the item: English
    Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikation (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
    500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
    600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Technische Chemie
    Division(s): Fachbereich Chemie
    Date Deposited: 27 Oct 2011 18:54
    Last Modified: 28 Oct 2011 09:08
    URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-27728
    Lizenz (Kurzform): Einfaches Publikationsrecht für die ULB Darmstadt
    Referees: Müller-Plathe, Prof. Dr. Florian; van der Vegt, Prof. Dr. Nico
    Date of refereeing/review / Verteidigung / mdl. Prüfung: 04 July 0007
    Title (translated) (übersetzt):
    Title (translated)Language of translated title
    Multiskalen-Simulationsmethoden für PolymereDeutsch
    Keywords:
    KeywordsLanguage
    computer simulation of polymers,soft materials, nonocomposites, biological systems, novel simulation techniques and software, especially for multiscale simulationEnglish
    Abstract (translated):
    Abstract (translated)Language of translated abstract
    Computer-Simulationen von kondensierten Phasen und biochemischen Systemen haben zu einem besseren Verständnis molekularer Prozesse in diesen komplexen Materialien geführt. Leider verlaufen viele Prozesse in Flüssigkeiten, weicher Materie und biochemischen Systemen auf einer Längen- und Zeitskala, die sich nicht mehr atomar auflösen lässt. Gebräuchliche Simulationsmethoden für Polymere decken den weiten Bereich von atomaren Skalen bis zu Kontinuums-Techniken ab. In den letzen Jahren gab es viele Forschungs-Aktivitäten, solche unterschiedlichen Längenskalen miteinander zu verbinden. Besonderes Interesse fand der Übergang von einer atomaren zu einer mesoskopischen Skala und umgekehrt. Dies ist z.B. mit Hilfe sogenannter “coarse grained“ (CG) Methoden möglich, bei denen mehrere Atome zu einem “Superatom“ zusammengefasst werden. Schwerpunkt der vorliegenden PhD-Arbeit ist die Entwicklung neuer CG-Methoden für Polymere. Um bestimmte Eigenschaften dieser Systeme genau zu untersuchen, wurden auch Molekular-Dynamik- Simulationen in einer atomaren Skala durchgeführt.Deutsch
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