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Projektbeschreibung
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In diesem Projekt sollen neue numerische Verfahren für langreichweitige Moleküldynamik-Simulationen mit großer Teilchenzahl und auf großen Längenskalen im Mikrosekundenbereich entwickelt werden. Diese Verfahren sollen zur Generierung amorpher Strukturen und zur Untersuchung von thermodynamischen sowie mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden. Hierbei stehen die Materialien  (Ultraphosphatgläser, TP A13), Si-C-O Gläser (TP A11) sowie Si-B-N Keramiken im Vordergrund, welche aufgrund der Größe ihrer Elementarzellen resp. materialimmanenter Wellenlängen oder der auszuschließenden Finite-Size Effekte besonders hohe Teilchenzahlen mit langreichweitigen Wechselwirkungen und langen Simulationszeiten benötigen. Aufgrund der Komplexität der Problemstellung soll eine effiziente Parallelisierungsstrategie entwickelt sowie deren plattformübergreifende Implementierung umgesetzt werden. Hierbei sollen auch neuere Metacomputing-Technologien mit einbezogen werden. Ferner soll mit Hilfe der neu entwickelten numerischen Verfahren ein verbesserter Strukturgenerator für das Siliciumoxicarbid-Glas entwickelt werden, der auf den bei der experimentellen Herstellung im Teilprojekt A11 benutzten Vorläufern (Prekursoren) basiert. Die Projektarbeit gliedert sich im Wesentlichen in die folgenden Bereiche:
- Entwicklung verbesserter numerischer Verfahren für die Moleküldynamik
- Entwicklung von Parallelisierungstechniken
- Entwicklung eines Prekursor-basierten Strukturgenerators für Si-C-O Glas
- Strukturgenerierung und Strukturanalyse sowie Messungen von thermodynamischen und mechanischen Eigenschaften von Ultraphosphatgläsern, Siliciumoxicarbiden und Si-B-N Keramiken
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