PSE Molekulardynamik WS12

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Term
WS 12
Lecturer
Univ.-Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz,
Alexander Breuer,
Wolfgang Eckhardt
Time and Place
12:15 Uhr (siehe unten), 02.07.023
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.
  • Wegen eines längeren Forschungsaufenthalts von Wolfgang Eckhardt im Ausland wird Alexander Breuer das Praktikum mitbetreuen.
  • Nächste Treffen: Fr., 16.11., 12:15 Uhr

Aufgabenblätter

Datum Folien Blatt und Zusatzmaterial
19.10. Basics Blatt 1 Codegerüst Paraview-Beispiel
02.11. MD-Basics, Unit tests, assertions Blatt 2 Maxwell-Boltzmann distribution log4cxx patch
16.11. Short range interaction, Linked cell algorithm Blatt 3
07.12. Thermostats, Lorentz-Berthelot mixing rule, Linux Cluster Blatt 4 Software, Linux Cluster
21.12. OpenMP, Multicore Architectures, PAPI Membrane, Crystallization Blatt 5

Vorbesprechung

  • Vorbesprechung: Freitag, 13. Juli 2012, 13.00 - 13.30 Uhr im Raum 02.07.023
  • Anmeldung: Aufgrund des fakultätsweit geänderten Anmeldeverfahrens gilt dieses Semester folgendes:
    • Voranmeldung per Email an Wolfgang Eckhardt (es gilt First-Come First Serve)
    • Endgültige Anmeldung in der Vorbesprechung am 13.7. Die Anmeldung in TUMOnline wird durch den Betreuer durchgeführt
    • Falls es dann noch freie Plätze gibt, wird die Anmeldung via TUMOnline (zu finden als Bachelor-Praktikum - Scientific Computing (PSE)) Ende August freigeschaltet.
  • 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