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Dynamische Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen

Mit Computersimulationen lassen sich vielfältige Fragen zu hochkomplexen Vorgängen aus Natur und Technik schnell und kostengünstig beantwortet werden. Teilweise werden Untersuchungen auf diese Weise überhaupt erst möglich. Um realistisch, ausreichend lange und umfangreich zu simulieren, sind enorme Datenmengen zu verarbeiten. Das stellt eine große Herausforderung für die Forschung in verschiedensten Fachbereichen dar.

Das Team des Sonderforschungsbereiches (SFB) 716 der Universität Stuttgart entwickelt Werkzeuge für Teilchensimulationen, bei denen jedes Teilchen eines Systems exakt abgebildet wird. Ihre Vision ist es, den stetig steigenden Anforderungen gerecht zu werden und das Potential dieser Methodik künftig in der industriellen Forschung und Ent­wicklung nutzbar zu machen.

Teilchen in der Simulation

Die Wissenschaftler lösen Systeme in der Simulation in ihre einzelnen Teilchen auf. Die Größenskala reicht dabei vom Atom über komplexe Moleküle bis hin zum Sandkorn.

Ein Film stellt die Forschung des SFB 716 vor.


Experten im Interview

Acht Wissenschaftler sprechen über ihre Arbeit in der Simulationsforschung  Alle Filme ansehen


Im Blickpunkt

Brillante Zukunftstechnologien

Diamanten stehen für Magie, Mythos und Faszination. Reine Diamanten, die ausschließlich aus Kohlenstoff bestehen, gelten dabei als besondere Kostbarkeit. Was die Herzen vieler Schmuck-Liebhaber höher schlagen lässt, begeistert auch die Wissenschaftler vom 3. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart. Allerdings greifen sie gezielt in die Struktur der Edelsteine ein und erzeugen spezielle Defekte, um Kernspintomographie im Nanobereich zu ermöglichen, die Entwicklung von Quantencomputern voranzutreiben oder langlebige Biomarker zu produzieren.» mehr


Wie neue Stoffe entstehen

Gasbläschen steigen in einer Flüssigkeit auf. Was an eine Flasche mit sprudelndem Mineralwasser erinnert, ist in der Chemieindustrie ein häufig eingesetzter Reaktortyp – eine Blasensäule. In Laboren und auch in großen Techniktürmen sind sie in fast jeder Chemiefabrik zu finden. An den Grenzschichten der Blasen entstehen neue Produkte, die Ausgangsstoffe für zahlreiche Gegenstände aus unserem Alltag sind. Das Interesse ist daher groß, die Abläufe in Blasensäulen zu optimieren und steuerbar zu machen. Genau daran arbeiten Wissenschaftler vom Institut für Chemische Verfahrenstechnik der Universität Stuttgart im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 716. Sie entwickeln Simulationen, mit denen sich relevante Faktoren virtuell testen lassen.» mehr