Research Group of Prof. Dr. M. Griebel
Institute for Numerical Simulation
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Praktikum im Sommersemster 2010

Practical Lab Numerical Simulation (P5E1)

Particle methods and meshless discretization

Leitung: Prof. Dr. M. Griebel,   Wegelerstr. 6, Zi. 6.006, Tel. 73-3427
Mitarbeiter: Dr. J. Hamaekers,   Wegelerstr. 6, Zi. 5.006, Tel. 73-3173
  F. Heber,   Wegelerstr. 6, Zi. 5.011, Tel. 73-3866
  R. Wildenhues,   Wegelerstr. 6, Zi. 5.008, Tel. 73-3178
Termin & Ort: jeweils mittwochs, 12-14 Uhr,   Raum 5.002, Wegelerstr. 6
Vorbesprechung: 14.04.2010 um 12 Uhr,   Raum 5.002, Wegelerstr. 6
Anmeldung: ab sofort bei den genannten Mitarbeitern.
Vorlesungsverzeichnis: P5E1 - Practical Lab Numerical Simulation
Neben der Beschreibung von physikalisch/technischen Vorgängen durch makroskopische Modelle gewinnen vor allem für Phänomene auf kleinen Längen- und Zeitskalen mikroskopische Modelle immer mehr an Bedeutung. Moderne Partikelmethoden wie z.B. Molekulardynamik sind besonders effiziente Verfahren zur Lösung solcher Modelle. Dabei ist die Wechselwirkung zwischen den einzelnen Partikeln durch ein Kraftgesetz (z.B. Coulomb-Kraft) gegeben und die Bewegung kann mit Hilfe der Newtonschen Bewegungsgleichungen bestimmt werden. Solche Simulationen können dazu dienen, experimentell schwer meßbare Eigenschaften von Materialien zu berechnen oder dynamische Vorgänge auf der Mikroskala zu studieren. Dazu zählen Anwendungen aus den Materialwissenschaften, der Chemie, Physik, Biologie und der Nano-Technologie.
Kollision zweier Spiralgalaxien und Rayleigh-Taylor Instabilität
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NaCl-Kristall Protein in Wasser BN-Nanoröhre und Kohlenstoff-Nanoröhre unter Last

In diesem Praktikum werden sowohl die mathematischen/physikalischen Grundlagen als auch deren effiziente numerische Umsetzung auf dem Computer vermittelt. Dazu werden anhand von vielfältigen Beispielen die Methoden und Algorithmen vorgestellt und implementiert und Kenntnisse von Programmierung, Parallelisierung und Visualisierung vermittelt. (Siehe auch: http://ins.uni-bonn.de/info/md)

Das Praktikum ist in mehrere Übungsblätter aufgeteilt, für die jeweils zwei Wochen Bearbeitungszeit zur Verfügung stehen. Jedes Blatt wird zunächst in einer zweistündigen Einführung vorgestellt. In der jeweils darauf folgenden Woche werden in einer Nachbesprechung aufgetretene Probleme und weitere Programmierdetails besprochen. Die Bearbeitung der Aufgaben ist selbstständig alleine oder in kleinen Gruppen am Rechner auszuführen. Der Arbeitsaufwand hierfür beträgt ca. 4-6 Stunden pro Woche. Für die Teilnehmer stehen am INS moderne Workstations unter Linux und ein großes Linux-Cluster zur Verfügung.


Jan Hamaekers 2010-04-01