Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer SFB an der Uni Stuttgart: Wissenschaftler lassen Milliarden Moleküle tanzen

13.12.2006
Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Universität Stuttgart wird es erlauben, in den Ingenieur- und Naturwissenschaften in Gebiete vorzustoßen, in denen klassische Ansätze bisher versagen. So wollen die Wissenschaftler beispielsweise Prozesse beim Laserbohren oder beim Transport von Proteinen simulieren.

Der jetzt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) genehmigte SFB 716 mit dem Titel "Dynamische Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen" wird sich mit dynamischen Simulationen von Systemen mit einigen 10.000 bis zu vielen Milliarden Teilchen befassen. Die Bewilligung gilt für die erste, vierjährige Förderperiode, die im Januar 2007 startet. Insgesamt soll der SFB über zwölf Jahre laufen und mit einer Summe von etwa 15 Millionen Euro gefördert werden. Damit sind an der Universität Stuttgart acht Sonderforschungsbereiche, ein transregionaler SFB und vier Transferbereiche angesiedelt.

"Mit dem neuen Sonderforschungsbereich bestätigt die DFG die herausragende Kompetenz der Universität Stuttgart auf den Gebieten des Höchstleistungsrechnens und der Visualisierung", freut sich der Rektor der Universität Stuttgart, Prof. Wolfram Ressel. "Zudem ist der SFB eine wirklich interdisziplinäre Initiative, die über die traditionellen Fakultätsgrenzen hinweg exzellente Wissenschaftler zusammenbringt." Im SFB 716 werden Forscher aus dem Maschinenbau, der Physik, der Chemie und der Informatik eng zusammenarbeiten. In all diesen Bereichen werden schon seit langem Methoden der dynamischen Simulation eingesetzt. "Die enge Verbindung zwischen Anwendern aus den Ingenieur- und Naturwissenschaften und Informatikern im neuen SFB ist für das, was wir vorhaben, entscheidend", sagt Prof. Hans Hasse, Direktor des Instituts für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik der Universität Stuttgart und Sprecher des Sonderforschungsbereichs. "Jetzt marschieren wir gemeinsam in einem leistungsfähigen Verbund, wie es ihn sonst nirgends auf der Welt gibt."

Potential für die Industrie

Anwendungen für dynamische Simulationen mit großen Teilchenzahlen finden sich beispielsweise in der Mechanik und Thermodynamik, in den Materialwissenschaften sowie in der Bio- und Nanotechnologie. Doch schon bei einigen tausend Teilchen erfordern solche Simulationen Methoden des Höchstleistungsrechnens, bei Teilchenzahlen von einigen Millionen ist die Grenze des derzeit Machbaren erreicht. Deshalb will der neue SFB die Methoden der dynamischen Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen so weiterentwickeln, dass ihr Potential in Zukunft auch in der industriellen Forschung und Entwicklung genutzt werden kann.

Im Mittelpunkt des Forschungsprogramms stehen Pilotprojekte, in denen unmittelbar Erkenntnisse gewonnen werden, die mit anderen Methoden nicht zu erzielen sind. So wollen die Wissenschaftler die Prozesse beim Laserbohren simulieren, wovon man sich neue Einsichten in die Mechanismen des Prozesses und letztlich Möglichkeiten zu seiner Verbesserung erhofft. Ein weiteres Beispiel ist der Transport von Proteinen in Kanälen von Zellmembranen. Diesen Vorgang verstehen Wissenschaftler bis heute nur unzureichend - und das, obwohl er für alles Leben von zentraler Bedeutung ist.

Weltrekord im Höchstleistungsrechnen angepeilt

Für die Forschung im Bereich der dynamischen Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen ist die Universität Stuttgart ein idealer Standort. So hielten die Arbeitsgruppe von Prof. Hans-Rainer Trebin vom Institut für Theoretische und Angewandte Physik bis zum Jahr 2004 den Weltrekord für die Simulation mit der höchsten Teilchenzahl, zuletzt mit fünf Milliarden Teilchen. "Den Weltrekord holen wir uns zurück", so die einhellige Meinung im neuen SFB. Die Chancen dafür stehen gut, denn mit dem Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) verfügt die Uni über einen der schnellsten und leistungsfähigsten Supercomputer Europas.

Auch die Visualisierung der Simulationsergebnisse spielt für die Arbeiten im SFB 716 eine zentrale Rolle. "Sie wird neue Einsichten in die Dynamik molekularer Welten liefern", so Prof. Thomas Ertl vom Institut für Visualisierung. "Allerdings stellt sie bei den im SFB 716 betrachteten extrem großen Teilchenzahlen auch höchste Anforderungen an die Visualisierungsalgorithmen und die Graphikhardware". Auch hier ist die Universität Stuttgart gut aufgestellt. So wurde dort erst vor wenigen Monaten das neue Visualisierungsinstitut VISUS gegründet, das mit zwei Teilprojekten in den neuen SFB integriert ist.

Weitere Informationen bei Prof. Hans Hasse, Direktor des Instituts für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik der Universität Stuttgart, Tel. 0711/685-66105, e-mail hasse@itt.uni-stuttgart.de.

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Berichte zu: Simulation Teilchenzahl Thermodynamik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Bildung Wissenschaft:

nachricht MINT Nachwuchsbarometer 2017: Digitale Bildung in Deutschland braucht ein Update
22.06.2017 | acatech - Deutsche Akademie der Technikwissenschaften

nachricht Die Verbindung macht’s
24.03.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Bildung Wissenschaft >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie

Digitalanzeige mit Touchscreen WAY-AX & WAY-DX von WayCon

27.06.2017 | Energie und Elektrotechnik

Der Krümmung einen Schritt voraus

27.06.2017 | Informationstechnologie