Verbundprojekt: MultiXscale: HPC-Exzellenzzentrum für Multi-Skalen-Simulationen auf Höchstleitungsrechnern

Das Verhalten von Materialien wird häufig durch Eigenschaften beschrieben oder beeinflusst, die sich auf sehr unterschiedlichen Zeit- und Längenskalen entwickeln. Multiskalen-Simulationen ermöglichen durch Kopplung verschiedener Verfahren bzw. unterschiedlicher Näherungen die Überbrückung dieser Skalen. Daher gibt es häufig große Anforderungen an die Komplexität dieser Simulationen, die zum einen effizient, skalierbar und standardisierbar sein sollen, zum andern eine robuste Softwareumgebung und Ankopplung an Datenbanken und Filesysteme benötigen. Hierfür wird in dem Projekt auf Basis des EESSI Software Stack eine Maschinen unabhängige Umgebung entwickelt, mit der der Benutzer eine einheitliche Sicht bekommt sowie Software installieren, ausführen und Daten erzeugen und analysieren kann. Weiterhin werden Simulationsansätze weiterentwickelt und optimiert, die von teilchenbasierten Simulationen (Molekulardynamik), Lösern für elektrostatische Wechselwirkungen, sowie gitterbasierten Methoden zur Berechnung hydrodynamischer Wechselwirkungen (Lattice-Boltzmann) bis zu Verfahren für Diffusions-Advektions-Prozessen (finite Volumina) reichen. Dazu werden verschiedene Demonstratoren aus dem Bereich Materialwissenschaften entwickelt, sowie Bibliotheken erweitert, die eine effiziente und skalierbare Ausführung für das Exascale Computing erlauben. Weiterhin sind Trainingsangebote Teil des Projekts, um die gewonnenen Erfahrungen und entwickelte Software und Infrastruktur der wissenschaftlichen Gemeinde nutzbar zu machen.