Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften Technical Report Perspectives of High End Computing A Joint Workshop of the RRZE, KONWIHR and LRZ Erlangen, March 17, 200 März 2006 LRZ-Bericht 2006-03 Direktorium: Prof. Dr. H.-G. Hegering (Vorsitzender) Prof. Dr. A. Bode Prof. Dr. Chr. Zenger Leibniz-Rechenzentrum Boltzmannstraße 1 85748 Garching UST-ID-Nr. DE811305931 Telefon: (089) 35831-8784 Telefax: (089) 35831-9700 E-Mail: lrzpost@lrz.de Internet: http://www.lrz.de
LRZ i 1 Übersicht 1 2 HLRB-2: Der neue Höchstleistungsrechner in Bayern...3 3 Dynamics of nano droplets...13 4 Computational requirements of large-scale atomistic simulations in computational materials science...20 5 LES and Hybrid LES-RANS Methods for the Simulation of Turbulent Flows Challanges and Applications...31 6 Efficient turbulence simulation of high-pressure microflows: vorticity in nozzle sections...47 7 Lattice Boltzmann Methods for Nano Technology, Material Sciences, and Biomedical Applications...55 8 Numerical Investigation of Turbulent Mixing and Chemical Reaction at High Schmidt Number...67 9 Large-scale coupled groundwater / surface water flow, transport, and reaction models in post-mining areas...77 10 Numerical Methods for Computational Fluid Dynamics with Free Capillary Boundaries...87 11 Simulieren geht über Probieren...107 12 Storage-Efficient Implementation of Parallel Flow Simulation Codes on Adaptive Space- Partitioning Grids...133 13 Advances of Quantum Control by Gradient-Flow Algorithms on Parallel Clusters...143 14 Rational protein design, still a daunting computational challenge...163 15 Veränderte Proteindynamik als Ursache von Krankheiten: Neue Einblicke aus Computersimulationen...174 16 Mechanismus der Regulierung der Tetrazyklin-Resistenz durch Moleküldynamik...183
LRZ 1 1 Übersicht Dr. Wellein, Dr. Hager Dr. Brehm Prof. Reinhard Prof. Hartmaier Dr. Breuer Dr. Beronov Iglberger, M.Sc. Prof. Manhart Dr. Müller Dipl.-Math. Krahl Prof. Rüde Dr. Mehl Dr. Schulte-Herbrüggen, Dipl.-Inf. Gradl Regionales Rechenzentrum Erlangen-Nürnberg Leibniz-Rechenzentrum München Begrüßung HLRB-2: Der neue Höchstleistungsrechner in Bayern Lehrstuhl für Theoretische Physik II, Universität Erlangen-Nürnberg Dynamik von Quantentropfen: Metallcluster und Kerne Lehrstuhl für Allgemeine Werkstoffeigenschaften, Universität Erlangen- Nürnberg Computational requirements of large-scale atomistic simulations in computational materials science Lehrstuhl für Strömungsmechanik, Universität Erlangen-Nürnberg LES and Hybrid LES-RANS Methods for the Simulation of Turbulent Flows - Challenges and Applications Lehrstuhl für Strömungsmechanik, Universität Erlangen-Nürnberg Efficient turbulence simulation of high-pressure microflows: vorticity in nozzle sections Lehrstuhl für Systemsimulation, Universität Erlangen-Nürnberg Lattice Boltzmann Methods for Nano Technology, Material Sciences, and Biomedical Applications Fachgebiet Hydromechanik, Technische Universität München Numerical Investigation of Turbulent Mixing and Chemical Reaction at High Schmidt Number Ingenieurbüro für Grundwasser GmbH, Leipzig Large-scale coupled groundwater / surface water flow, transport, and reaction models in post-mining areas Lehrstuhl für Angewandte Mathematik 3, Universität Erlangen-Nürnberg Numerische Methoden zur Strömungssimulation mit freien Rändern Lehrstuhl für Systemsimulation, Universität Erlangen-Nürnberg Advanced Multigrid Software for Peta-Scale Finite Element Simulations Lehrstuhl für Informatik mit Schwerpunkt Wissenschaftliches Rechnen, Technische Universität München Storage-Efficient Implementation of Parallel Flow Simulation Codes on Adaptive Space-Partitioning Grids Organische Chemie, Technische Universität München Lehrstuhl für Systemsimulation, Universität Erlangen-Nürnberg Advances of Quantum Control by Gradient-Flow Algorithms on Parallel Clusters
2 LRZ Dr. Grosso Prof. Muller Prof. Sticht Prof. Clark Lehrstuhl für Graphische Datenverarbeitung, Universität Erlangen- Nürnberg Lehrstuhl für Biotechnik, Universität Erlangen-Nürnberg Rational protein design, still a daunting computational challenge Lehrstuhl für Bioinformatik, Universität Erlangen-Nürnberg Veränderte Proteindynamik als Ursache von Krankheiten: Neue Einblicke aus Computersimulationen Computer-Chemie-Centrum, Universität Erlangen-Nürnberg Mechanismus der Regulierung der Tetrazyklin-Resistenz durch Moleküldynamik
LRZ 3 2 HLRB-2: Der neue Höchstleistungsrechner in Bayern Dr. Reinhold Bader, Dr. Matthias Brehm, Dr. Herbert Huber - Leibniz-Rechenzentrum München
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LRZ 13 3 Dynamics of nano droplets Prof. Reinhard, Lehrstuhl für Theoretische Physik II, Universität Erlangen-Nürnberg
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20 LRZ 4 Computational requirements of large-scale atomistic simulations in computational materials science Prof. Hartmaier - Lehrstuhl für Allgemeine Werkstoffeigenschaften, Universität Erlangen-Nürnberg
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LRZ 31 5 LES and Hybrid LES-RANS Methods for the Simulation of Turbulent Flows Challanges and Applications Dr. M. Breuer Lehrstuhl für Strömungsmechanik, Universität Erlangen-Nürnberg
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LRZ 47 6 Efficient turbulence simulation of high-pressure microflows: vorticity in nozzle sections Dr. Beronov - Lehrstuhl für Strömungsmechanik, Universität Erlangen-Nürnberg
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LRZ 55 7 Lattice Boltzmann Methods for Nano Technology, Material Sciences, and Biomedical Applications Iglberger, M.Sc. - Lehrstuhl für Systemsimulation, Universität Erlangen-Nürnberg
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LRZ 67 8 Numerical Investigation of Turbulent Mixing and Chemical Reaction at High Schmidt Number Prof. Manhart - Fachgebiet Hydromechanik, Technische Universität München
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LRZ 77 9 Large-scale coupled groundwater / surface water flow, transport, and reaction models in post-mining areas Dr. Müller - Ingenieurbüro für Grundwasser GmbH, Leipzig
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LRZ 87 10 Numerical Methods for Computational Fluid Dynamics with Free Capillary Boundaries Dipl.-Math. Rolf Krahl Lehrstuhl für Angewandte Mathematik 3, Universität Erlangen-Nürnberg
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LRZ 107 11 Simulieren geht über Probieren Prof. Ulrich Rüde Lehrstuhl für Systemsimulation, Universität Erlangen-Nürnberg
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LRZ 133 12 Storage-Efficient Implementation of Parallel Flow Simulation Codes on Adaptive Space-Partitioning Grids Dr. Mehl - Lehrstuhl für Informatik mit Schwerpunkt Wissenschaftliches Rechnen, Technische Universität München
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LRZ 143 13 Advances of Quantum Control by Gradient-Flow Algorithms on Parallel Clusters Dr. Schulte-Herbrüggen - Organische Chemie, Technische Universität München, Lehrstuhl für Systemsimulation, Dipl.-Inf. Gradl - Universität Erlangen-Nürnberg
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LRZ 163 14 Rational protein design, still a daunting computational challenge Dr. Roberto Grosso Lehrstuhl für Graphische Datenverarbeitung, Universität Erlangen-Nürnberg; Prof. Yves A. Müller Lehrstuhl für Biotechnik, Universität Erlangen-Nürnberg
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174 LRZ 15 Veränderte Proteindynamik als Ursache von Krankheiten: Neue Einblicke aus Computersimulationen Prof. Sticht - Lehrstuhl für Bioinformatik, Universität Erlangen-Nürnberg
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LRZ 183 16 Mechanismus der Regulierung der Tetrazyklin-Resistenz durch Moleküldynamik Prof. Clark - Computer-Chemie-Centrum, Universität Erlangen-Nürnberg
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