Wissenschaftliche Teilprojekte im Überblick
Die Forscher des SFB 716 arbeiten in Teilprojekten gemeinsam in vier Projektbereichen (A-D). Diese verbinden mehrere Institute der Universität Stuttgart und verknüpfen so die wesentlichen Kompetenzen verschiedener ingenieur- und naturwissenschaftlicher Fachbereiche und der Informatik.
Aktuelle Teilprojekte
Projektbereich A
Strömungsmechanik und Thermodynamik
Die Anwendungsgebiete erstrecken sich von der chemischen Prozess- und Verfahrenstechnik über die Medizin- bis hin zur Strömungstechnik aus dem klassischen Maschinenbau. Um komplexe Simulationen dieser Vorgänge zu ermöglichen, werden Methoden entwickelt, bestehende Ansätze erweitert sowie verschiedene partikelbasierte Simulationsmethoden miteinander kombiniert.
Teilprojekt A.6
Simulation der Morphologieausbildung von offenporigen Materialien
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Nieken
Teilprojekt A.8
Agglomeration kleinster Partikel in turbulenten Strömungen
Prof. Dr. Andreas Kronenburg
Teilprojekt A.9
Modellierung und Vorhersage supramolekularer Komplexe zur Entwicklung neuer Materialien
Jun.-Prof. Dr. Niels Hansen, Prof. Dr. Joachim Groß
Projektbereich B
Materialwissenschaften und Mechanik
Atomistische Simulationen spielen eine zunehmende Rolle in Materialwissenschaften und Mechanik. Partikelmethoden schließen die Lücke zwischen atomaren und makroskopischen Längenskalen und sind bei vielen Anwendungen unverzichtbar im Rahmen von Multiskalensimulationen.
Teilprojekt B.2
Atomistische Simulation innerer Grenzflächen von Kupferbasislegierungen
Prof. Dr. Siegfried Schmauder
Teilprojekt B.5
Laserablation: Von einfachen Metallen zu komplexen Materialien
PD Dr. Johannes Roth
Teilprojekt B.6
Struktur und Stabilität von Kohlenstoffnanoclustern
Prof. Dr. Jörg Wrachtrup, Jun.-Prof. Dr. Maria Fyta
Teilprojekt B.8
Gekoppelte PIC-DSMC-Simulation von lasergetriebenen ablativen Expansionsvorgängen
Prof. Dr. Claus-Dieter Munz, Prof. Dr. Stefanos Fasoulas
Projektbereich C
Biochemie und Biophysik
Proteine und DNA mit ihrer Struktur und ihrem Verhalten zu verstehen, spielt für viele Disziplinen eine essentielle Rolle. Die Komplexität und Dynamik dieser Systeme sowie deren Wechselwirkungen mit Lösungsmitteln erfordern die Betrachtung langer Zeiträume sowie die Berücksichtigung großer Teilchenzahlen. Im SFB 716 werden Methoden zur Untersuchung von Biopolymeren in komplexen Umgebungen oder Prozessen eingesetzt und weiterentwickelt.
Teilprojekt C.1
Modellierung des Einflusses von organischen Lösungsmitteln auf Lipasen
Apl. Prof. Dr. Jürgen Pleiss
Teilprojekt C.5
Makromolekularer Transport durch nanoskalige Poren
Prof. Dr. Christian Holm
Teilprojekt C.6
Umbrella-Sampling-Simulationen
Prof. Dr. Johannes Kästner
Teilprojekt C.8
Molekulardynamik-Simulationen zur Bestimmung von Entfaltungspfaden und stabilen Konformationen von DNA G-Quadruplexen
Dr. Jens Smiatek, Prof. Dr. Johannes Kästner
Teilprojekt C.9
Diamontoid-funktionalisierte Nanoporen als Biosensoren
Jun.-Prof. Dr. Maria Fyta
Projektbereich D
Skalierbare Algorithmen und effiziente Implementierung
Um auch in Zukunft realistische Teilchensimulationen komplexerer Systeme zu berechnen, wird ausreichend Rechenleistung benötigt. Verfügbare Parallelität muss optimal ausgenutzt werden, Methoden zur Skalierung der Rechenleistung, heterogene Plattformen und neue Ansätze zur effizienten Datenanalyse sind daher erforderlich.
Teilprojekt D.3
Visualisierung von Systemen mit großen Teilchenzahlen
Prof. Dr. Thomas Ertl, Dr. Guido Reina
Teilprojekt D.4
Interaktive Visualisierung der Eigenschaften von Protein-Lösungsmittel-Systemen
Prof. Dr. Thomas Ertl, Apl. Prof. Dr. Jürgen Pleiss
Teilprojekt D.5
Aggregations- und Multiskalentechniken
Prof. Dr. Daniel Weiskopf
Teilprojekt D.8
Adaptive Gitterimplementierung für parallele Lattice-Bolzmann Methoden in der Partikelsimulation
Prof. Dr. Miriam Mehl
Teilprojekt D.9
Lastbalancierung für hochskalierbare Simulationen mit großen Teilchenzahlen
Prof. Dr. Dirk Pflüger, Dr. Colin W. Glass
Weitere Teilprojekte
Teilprojekt Ö
Öffentlichkeitsarbeit
Prof. Dr. Thomas Ertl, Prof. Dr. Daniel Weiskopf, Petra Enderle M.A.
Beendete Teilprojekte
Teilprojekt A.1
Molekulardynamische Simulation von mehrphasigen Strömungen realer Fluide in nanoskaligen Kanälen
Prof. Dr. Jandrec Vrabec
Teilprojekt A.2
Entwicklung von Hybridansätzen zur Simulation von Mikrofluiden
PD Dr. Jens Harting
Teilprojekt A.4
Molekulare Simulation von Hydrogelen
Prof. Dr.-Ing. Hans Hasse
Teilprojekt A.5
Simulation von abrasiven Schädigungsprozessen
Prof. Dr. Peter Eberhard, Dr.-Ing. Florian Fleissner
Teilprojekt A.7
Molekulardynamik zur Selbstassemblierung von Nanokristallen
Prof. Dr.-Ing. Joachim Groß, Prof. Dr. Christian Holm
Teilprojekt B.1
Molekulardynamik großer Systeme mit weit reichenden Wechselwirkungen
Prof. Dr. Hans-Rainer Trebin, PD Dr. Johannes Roth
Teilprojekt B.3
Mesoskopische Simulation poröser Materialien mit körniger Mikrostruktur
Prof. Dr. Rudolf Hilfer
Teilprojekt B.4
Simulation von Bruchvorgängen in stoßangeregten granularen Festkörpern
Prof. Dr. Peter Eberhard, Jun.-Prof. Dr.-Ing. Robert Seifried
Teilprojekt B.7
MD-Simulationen zur Festigkeitserhöhung durch GP-Zonen im System Al-Cu
Prof. Dr. Siegfried Schmauder, Dr.-Ing. Peter Binkele
Teilprojekt C.3
Modellierung der Inhibitor-Resistenz von β-Lactamasen
Prof. Dr. Jürgen Pleiss
Teilprojekt C.4
Untersuchung der Translokation von Proteinen mittels MD-Simulationen
Prof. Dr. Jörg Wrachtrup
Teilprojekt D.1
Softwareumgebung zur skalierbaren Simulation von Strömungen realer Fluide in nanoskaligen Kanälen
Dr.-Ing. Martin Bernreuther
Teilprojekt D.2
Performante Vielteilchensimulation auf verschiedenen Rechnerarchitekturen
Prof. Dr. Michael Resch
Teilprojekt D.6
GPU-beschleunigte MD
Jun.- Prof. Dr. Axel Arnold
Teilprojekt D.7
Gitterfreie Mehrskalen-Methoden für Festkörpersimulationen
Prof. Marc A. Schweitzer