PSE Molekulardynamik WS12

Term

WS 12

Lecturer

Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz,
Wolfgang Eckhardt

Time and Place

t.b.d.

Audience

Bachelor-Praktikum (Modul IN0012) Studenten der Informatik (Bachelor)

Tutorials

-

Exam

-

Semesterwochenstunden / ECTS Credits

6 SWS (6P) / 10 Credits

TUMonline

PSE Molekulardynamik

---

Aktuelles

• Anmeldung via TUMOnline.

Aufgabenblätter

Datum

Folien

Blatt und Zusatzmaterial

Vorbesprechung

• Vorbesprechung: Montag, 13. Juli 2012, 13.00 - 13.30 Uhr im Raum 02.07.023
• Anmeldung via TUMOnline (zu finden als Bachelor-Praktikum - Scientific Computing (PSE)), 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

• Zwei Ergebnisse aus dem letzten Semester:
  • Simulation eines fallenden Tropfens
  • Simulation der Rayleigh-Taylor Instabilität

	(Screenshots eines Erstarrungsprozesses in unterschiedlicher Genauigkeit - Der Simulationscode gewann den Gordon Bell Preis 2005)
	(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