SkaSim

Skalierbare HPC-Software für molekulare Simulationen in der chemischen Industrie

Die Vorhersagefähigkeit von experimentellen Stoffeigenschaften ist mit den konventionellen phänomenologischen Methoden extrem begrenzt, da diese die physikalische Realität nicht adäquat wiedergeben können. Folglich sind zahlreiche praxisrelevante Probleme in den Ingenieurwissenschaften bezüglich Zustandspunkten oder Stoffe, wo reale experimentelle Messungen zu teuer oder unmöglich sind, nur durch den Einsatz von kraftfeldbasierten Simulationsmethoden zugänglich. Höchstskalierbare molekulare Simulationen können thermodynamischen Eigenschaften komplexer fluider Mischungen mit semi-interaktiven Antwortzeiten im Bereich von Sekunden bis Minuten ermitteln, wenn HPC-Architekturen, effiziente parallelisierte Programme und geeignete molekulare Modelle vorliegen. Dieses Projekt erforscht die Parallelisierungsmodelle OpenACC und OpenMP anhand höchstparalleler MD und zugleich neue Methoden für die hochparallele mathematische Optimierung von molekularen Modellen. Der anwendungsseitige Fokus liegt auf der Vorhersage von Eigenschaften reiner Stoffe, dem realen Gemischverhalten fluider Phasen und der Untersuchung von nanoskaligen Prozessen, sowie auf der Entwicklung darauf basierender neuer Methoden im Bereich fluider Phasengrenzen und Nukleation in reagierenden Systemen.