Nachhaltigkeit für molekulare Simulation in der Verfahrenstechnik

• Antragsteller: Professor Dr. Philipp Neumann; Professor Dr.-Ing. Jadran Vrabec
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik ; Datenmanagement, datenintensive Systeme, Informatik-Methoden in der Wirtschaftsinformatik ; Softwaretechnik und Programmiersprachen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443188038

ls1 mardyn ist ein Software-Framework für molekulare Simulation mit Anwendungen in der Verfahrens- und Energietechnik. "ls1" steht für "large systems 1", da in vielen der anwendungsspezifischen Simulationen sehr große Systeme von kompakten Molekültypen (bspw. Wasser, CO2, Benzol) betrachtet werden müssen. Das Alleinstellungsmerkmal von ls1 mardyn liegt einerseits in seiner hochoptimierten und O(N) skalierenden Implementierung, welche eine effiziente Berechnung der großen Systeme auf Supercomputern ermöglicht. Andererseits erlaubt der modulare und somit flexible Softwareaufbau Erweiterungen und Anpassungen der Software, um verschiedenste Problemstellungen aus der Verfahrens- und Energietechnik adressieren zu können.In diesem Projekt soll - aufbauend auf bisherigen Bemühungen --die Softwareentwicklung und die Softwareinfrastruktur von ls1 mardyn nachhaltig nutzbar gemacht werden. Dies umfasst insbesondere(a) eine nachhaltige Nutzbarmachung von bestehenden Features in ls1 mardyn: dies soll über eine Portierung dieser Features in ein kürzlich in ls1 mardyn neu entwickeltes Plugin-Konzept geschehen, welches künftige Code-Pflege und Erweiterbarkeit erleichtert,(b) Verbesserungen an der Software ls1 mardyn hinsichtlich seiner Funktionalität. Insbesondere sollen technische Erweiterungen, bspw. Partikel-Einfüge-Operationen für Nichtgleichgewichts-Molekulardynamik oder weitere Partikel-Partikel-Interaktionspotentiale integriert werden, welche die User Base der Software erhöhen werden,(c) Verbesserungen in der Softwareentwicklungsinfrastruktur. Tests zur anwendungsgetriebenen Reproduzierbarkeit in der Verfahrenstechnik sowie zur Reproduzierbarkeit von Laufzeiten und Rechenleistung sollen erstellt und die Softwaredokumentation erweitert werden,(d) Dissemination der Software, um die künftig wachsende User Community zu erreichen und über die Neuentwicklungen zu informieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen