Von den Ingenieurwissenschaften bis zur Quantenchemie

Auf die Bedürfnisse der Forschenden zugeschnittene Lösungen

Die besondere Leistungsfähigkeit von Lichtenberg II ermöglicht Berechnungen, die auf „normalen“ Computern gar nicht oder nur sehr viel langsamer erfolgen könnten. Seine flexibel nutzbare Architektur ermöglicht anpassbare und auf die Bedürfnisse der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zugeschnittene Lösungen und bietet damit beste Voraussetzungen für exzellente Forschung auf Spitzenniveau.

Beim wissenschaftlichen Kolloquium im Rahmen der Einweihungsveranstaltung des Lichtenberg II stellten Forschende ihre Arbeit vor. So erhielten die anwesenden Gäste einen Einblick in die Themenvielfalt und Nutzung des Hochleistungsrechners an der TU Darmstadt.

HPC in den Ingenieurwissenschaften

Prof. Christian Hasse vom Fachgebiet Simulation reaktiver Thermo Fluid Systeme (STFS) an der TU Darmstadt berichtete in seinem Vortrag „HPC in den Ingenieurwissenschaften – von der Grundlagenforschung bis hin zur Anwendung“ von der Forschung zu sogenannten „Clean Circles“, in denen Eisen als kohlenstofffreier Energieträger in einer kreislauforientierten Energiewirtschaft untersucht wird. Das Forschungsteam um Hasse hat sich das Ziel gesetzt, die Reaktions-Transport-Kopplung durch mathematische Modellierung und Simulation von laminaren und turbulenten Eisenstaubflammen besser zu verstehen. Bisher gibt es nur wenige Studien über die Oxidation (Verbrennung) von Eisenstaub/Luft-Gemischen und die Mikro- und Makrostrukturen solcher Flammen unter laminaren und turbulenten Bedingungen. Eisen als Brennstoff unterscheidet sich deutlich von anderen Festbrennstoffen wie Kohle oder Biomasse. Daher können bisherige Ergebnisse oder Modellierungsansätze für diese kohlenstoffhaltigen Brennstoffe nicht direkt übertragen werden. Erfahren Sie mehr im vollständigen Vortrag von Prof. Christian Hasse (PDF, engl.). (wird in neuem Tab geöffnet)

KI- oder datengesteuerte Welt

In dem Vortrag „Democratizing Data & AI for NHR“ berichtete Prof. Carsten Binnig vom Fachbereich Daten- und AI-Systeme an der TU Darmstadt, dass sein Team und er sich damit auseinandersetzen, Daten- und KI-Systeme nutzbarer und effizienter für das Nationale Hochleistungsrechnen (NHR) zu machen. Er stellte die heutigen manuell zusammengestellten, recht kostenintensiven Daten- und KI-Wege („Pipelines“) sowie Ideen für die Zukunft dar. So könnte etwa KI durch konversationsbasierte Daten genutzt werden, um Konstruktionspipelines zu automatisieren. Dies könnte durch Extrahieren oder durch Anreichern von Daten (mit externem „Welt-Wissen“) geschehen. Binnig stellte zudem die geführte Lernplattform „Data and AI Literacy Hub“. Sie ermöglicht es, notwendige Fähigkeiten zu entwickeln, um sich in der datengesteuerten Welt zurechtzufinden und KI-basierte Techniken in individuellen Projekten anzuwenden. Hier geht es zu den Folien des Vortrags von Prof. Carsten Binnig (PDF, engl.). (wird in neuem Tab geöffnet)

Katalyse mit Eisen für eine grünere Zukunft

In ihrem Vortrag „Theoretische Chemie: Von der Physik zur Katalyse“ beschrieb Prof. Vera Krewald vom Fachbereich Chemie der TU Darmstadt den engen Zusammenhang zwischen Physik und Chemie. Am chemischen Prozess der Katalyse mit Eisen (FeNC-Katalysator) erklärte Krewald, dass Katalysatoren niederenergetische Reaktionspfade eröffnen. Ihre quantenchemische Vorhersage und Analyse ermögliche die systematische Verbesserung katalytischer Prozesse und somit den Schutz unserer Umwelt, und das sei nur mithilfe von Hochleistungsrechnern möglich. Den kompletten Vortrag von Prof. Vera Krewald finden Sie hier (PDF, dt.). (wird in neuem Tab geöffnet)

In weiteren Vorträgen ging es an diesem Tag um Software-Technologie für Parallelität und Skalierbarkeit, um die zukünftige Rolle von föderierten Datenräumen und Compute-Power für Forschung und Transfer, um das Nationale Hochleistungsrechnen (NHR) für eine leistungsstarke Wissenschaft sowie um NHR4CES – Nationales Hochleistungsrechnen für Computational Engineering Sciences und um die Abwärmenutzung des Lichtenberg-Hochleistungsrechners am Campus Lichtwiese.

Alle Vorträge auf einen Blick & einen Klick (PDF):

• Prof. Dr. Christian Bischof, TU Darmstadt/ Prof. Dr. Matthias Müller, RWTH Aachen: NHR4CES – Nationales Hochleistungsrechnen für Computational Engineering Sciences (dt.) (wird in neuem Tab geöffnet)
• Prof. Dr.-Ing. Peter Pelz, Vizepräsident für Digitalisierung, Nachhaltigkeit und Infrastruktur, TU Darmstadt: Datenkreisläufe schließen! Die zukünftige Rolle von föderierten Datenräumen und Compute-Power für Forschung und Transfer (dt.) (wird in neuem Tab geöffnet)
• Prof. Dr.-Ing. Christian Hasse, TU Darmstadt: HPC in den Ingenieurwissenschaften – Von der Grundlagenforschung bis hin zur Anwendung (engl.) (wird in neuem Tab geöffnet)
• Prof. Dr. Vera Krewald, TU Darmstadt, Theoretische Chemie: Von der Physik zur Katalyse (dt.) (wird in neuem Tab geöffnet)
• Dr.-Ing. Dörte Sternel, NHR-Verein: NHR – Rückenwind für eine leistungsstarke Wissenschaft (dt.) (wird in neuem Tab geöffnet)
• Prof. Dr. Felix Wolf, TU Darmstadt: Software-Technologie für Parallelität und Skalierbarkeit (engl.) (wird in neuem Tab geöffnet)
• Prof. Dr. Carsten Binnig, TU Darmstadt: Democratizing Data and AI for NHR (engl.) (wird in neuem Tab geöffnet)
• Dr.-Ing. Frank Dammel, TU Darmstadt: Abwärmenutzung des Lichtenberg-Hochleistungsrechners am Campus Lichtwiese (dt.) (wird in neuem Tab geöffnet)