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SFB 716:  Dynamische Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen

Fachliche Zuordnung Chemie
Biologie
Informatik, System- und Elektrotechnik
Maschinenbau und Produktionstechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Mathematik
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung Förderung von 2007 bis 2018
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 17546514
 
Computersimulationen, und im Speziellen Teilchensimulationen, sind als Brücke zwischen experimentellen Anwendungen und theoretischen Beschreibungen in der heutigen Forschung gut etabliert. Ein großer Vorteil der Teilchensimulationen liegt darin, dass ohne phänomenologische Annahmen die Lücke zwischen quantenmechanischen Ab-initio-Verfahren und vergröberten Kontinuumsmethoden geschlossen werden kann. Bei realitätsnaher Beschreibung der Kräfte zwischen den Teilchen liefern sie ohne weitere Parameter detaillierte und erschöpfende Informationen über den Zustand und die Dynamik eines Vielteilchensystems.Der SFB 716 hat sich zum Ziel gesetzt, die Teilchensimulationen als wichtiges Standbein der prädiktiven fachübergreifenden Wissenschaft voranzutreiben und ihre Möglichkeiten und Anwendungsbereiche deutlich zu verbreitern. Hierzu haben sich Natur- und Ingenieurwissenschaftler mit Informatikern der Universität Stuttgart, des Höchstleistungsrechenzentrums HLRS und des Visualisierungsinstitutes (VISUS) zusammengeschlossen, um gegenseitig von ihren in verschiedenen Disziplinen gewonnenen Simulationserfahrungen zu profitieren.Eine Herausforderung für Teilchensimulationen ist, die Zeit- und Größenskalen immer weiter zu steigern, ohne dabei den Anschluss an die korrekten Kraftberechnungen zu verlieren. Hierfür muss man genaue und effizient implementierbare Kraftfelder entwickeln, gut durchdachte Vergröberungen durchführen und neue Algorithmen entwickeln. Außerdem muss die dafür entwickelte Software für moderne Hardwarearchitekturen anpassen und optimieren, und schließlich die enormen Datenmengen der Simulationsergebnisse durch geeignete Visualisierungsverfahren und Datenreduktionsmechanismen auswerten und verständlich aufbereiten. Ein erklärtes Ziel des SFB 716 ist es, unsere Ergebnisse auf experimentell zugängliche Systeme zu übertragen, um damit auch überprüfbare Vorhersagen machen zu können.Dabei ist es in der dritten Förderperiode von besonderer Bedeutung, sowohl den Anschluss an präzise quantenmechanische Berechnungen der auftretenden Wechselwirkungen nicht zu verlieren, als auch durch clevere Vergröberungen die simulierbaren Zeit- und Längenskalen in experimentell zugängliche Bereiche zu treiben. Die im Sonderforschungsbereich zu dieser Forschung weiterentwickelten Softwarepakete IMD, ESPResSo und MegaMol werden gut dokumentiert und sind für akademische Forschungen frei erhältlich.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Universität Stuttgart
 
 

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