PSE Molekulardynamik WS11

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Term
WS 10
Lecturer
Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz,
Wolfgang Eckhardt
Time and Place
Freitag, 12:15 - 13.45 Uhr, Raum 02.07.23
Audience
Bachelor-Praktikum (Modul IN0012) Studenten der Informatik (Bachelor)
Tutorials
-
Exam
-
Semesterwochenstunden / ECTS Credits
6 SWS (6P) / 10 Credits
TUMonline
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Aktuelles

  • Anmeldung via TUMOnline.
  • Erstes Treffen: Fr., 21.10., 12:15 Uhr
  • Nächste Treffen:
    • Freitag, 9. Dezember 2011, 12:15 Uhr, Raum 02.07.23
    • Freitag, 13. Januar 2012, 12:15 Uhr, Raum 02.07.23
    • Freitag, 27. Januar 2012, 12:15 Uhr, Raum 02.07.23

Aufgabenblätter

Datum Folien Blatt und Zusatzmaterial
21.10. MD-Algorithmus Blatt 1 Organisatorisches Codegerüst Paraview-Beispiel
4.11. Unit Tests und Lennard-Jones Potential Blatt 2 log4cxx MaxwellBoltzmann Verteilung
18.11. Linked-Cells Algorithmus Blatt 3
9.12. Thermostat Blatt 4 Linux-Cluster-Files
13.1. Optimierung/Argon OpenMP Blatt 5

Vorbesprechung

  • Vorbesprechung: Freitag, 13. Juli 2011, 13.00 - 13.30 Uhr im Raum 02.07.023
  • Folien der Vorbesprechung: Folien Video_Nukleation
  • Anmeldung via TUMOnline (zu finden als Bachelor-Praktikum - Scientific Computing), Interessenten können sich auch gerne per Email bei Wolfgang Eckhardt melden.
  • Da in Gruppen gearbeitet wird, findet das PSE erst ab einer Teilnehmerzahl von 3 Personen statt.

Beispiel

Gordon bell 05.jpg (Screenshots eines Erstarrungsprozesses in unterschiedlicher Genauigkeit - Der Simulationscode gewann den Gordon Bell Preis 2005)
Nano tube.jpg (Screenshot einer nanoskaligen Strömung durch ein Nanoröhrchen)

Inhalt

Der Anstieg der Leistungsfähigkeit aktueller Rechensysteme ermöglicht die Simulation immer größerer Systeme mit zunehmender Genauigkeit. Aus diesem Grund werden Experimente aus unterschiedlichsten Bereichen wie der Chemie, Biologie, Verfahrenstechnik, u.a. zunehmend durch Simulationen ersetzt. Gegenstand aktueller Forschung ist u.a.:

  • Simulation des Verhaltens von hochgefährlichen Stoffen
  • Simulation von Stoffen an kritischen Zustandspunkten, an denen keine Experimente möglich sind
  • Erforschung von molekularen Modellen
  • Simulation von Strömungen oder Reaktionen, die eine höhere Genauigkeit erfordern, als es mit makroskopischen Mitteln (z.B. partiellen Differentialgleichungen) möglich ist.

Eine Möglichkeit zur Untersuchung der o.g. Fragestellungen bietet die molekulare Simulation. Hierbei wird versucht, Stoffeigenschaften zu berechnen, indem die Interaktion eines Moleküls mit seinen Nachbarn simuliert wird.

In diesem PSE soll nun in überschaubaren Schritten ein einfacher Molekulardynamiksimulator in C++ entwickelt werden, der die Durchführung wichtiger grundlegender wissenschaftlicher Experimente ermöglicht.

Auf diese Weise soll den Teilnehmern ein Einblick in ein spannendes Forschungsgebiet ermöglicht werden. Es soll demonstriert werden, wie man mit einfachen Grundmitteln sehr schöne und realistische Ergebnisse für ein System erzielen kann, das auf den ersten Blick vielleicht als chaotisch oder zu komplex anmuten mag.


Voraussetzungen

  • Grundkenntnisse in der Objektorientierten Programmierung
  • Kenntnisse in C/C++ nicht notwendig, aber von Vorteil
  • Interesse am spannenden Thema und an einem Blick über den Tellerrand der Informatik