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Von: Astrid Link
[mailto:astrid.link@ins.uni-bonn.de]
Gesendet: Freitag, 22. Mai 2009 11:26
An: Astrid Link
Betreff: Sonderforschungsbereich 611 - Einladung zu Vortraegen am
27.05.2009
Abstract: s. Anlage
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Abstract:
Für eine Vielzahl interessanter physikalischer Phaenomene in der Astro- und
Geophysik ist ein dynamischer Zustand des betrachteten Systems von Wichtigkeit,
der als inkompressible turbulente Stroemung einer elektrisch leitfaehigen
Fluessigkeit angemessen beschrieben werden kann. Turbulenz stellt wegen ihrer
chaotischen, quasi-zufaelligen nichtlinearen Dynamik bis heute ein ungeloestes
und mathematisch schwer zu fassendes physikalisches Problem dar, dessen
Grundlagen nur unvollstaendig verstanden sind. Am Beispiel
magnetohydrodynamischer Turbulenz wird gezeigt, wie durch die Kombination
grosser numerischer Pseudospektral-Simulationen mit statistischer Theorie ein
besseres Verstaendnis der nichtlinearen Dynamik turbulenter Transportprozesse
und selbstaehnlicher Strukturbildung erreicht werden kann. Der Uebergang zur
Simulation hochkompressibler turbulenter Ueberschall-Stroemungen wird ebenfalls
beruehrt.
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Abstract:
Die Hierarchie der Coupled-Cluster Methoden ist seit den 90er Jahren zu einem
Standardwerkzeug der modernen Theoretischen Chemie und Physik avanciert. Die
hohe Genauigkeit der Ergebnisse und die Vorzuege eines "Black-Box"
Verfahrens machen Naeherungen wie die CCSD(T) Methode zur Simulation von
molekularen Eigenschaften in der Spektroskopie oder zur Berechnung von
Reaktionspfaden in der chemischen Synthese besonders attraktiv.
Nachteil
dieser Methoden ist der oft immense Rechenaufwand, da Ansaetze dieser Art ein
sehr hohes Skalierungsverahlten mit der Groesse des molekularen Systems
aufweisen. Des Weiteren stellt die extrem hohe algebraische Komplexitaet der
Methoden ein Problem bei der Weiterentwicklung und Neuimplementierung dar -
effiziente Codes sind nicht selten mehrere hunderttausend Zeilen lang.
In
diesem Vortrag sollen zunaechst Grundlagen und Anwendungen der Coupled-Cluster
Theorie vorgestellt werden. Das Potential und die Schwierigkeiten bei der
Implementierung auf parallelen und massiv-parallelen Computerarchitekturen
werden diskutiert. Des Weiteren werden innovative Loesungen fuer das
Skalierungsproblem und moderne Werkzeuge zur Implementierung (Stichwort "Computer
aided Implementation") von Elektronenstrukturmethoden vorgestellt.
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Current Petawatt laser systems are capable of delivering light
intensities exceeding 10^22 Wcm^-2, conditions under which matter behaves
according the laws of relativistic plasma physics. Material irradiated in this
way can in principle be harnessed as a compact, high-brightness source of
short-wavelength radiation or energetic particles, as witnessed by a number of
large-scale international projects currrently being planned (ELI, HIPER,
BELLA). Needless to say, there are still many challenges to be overcome in order
to understand and control these new sources. In particular, a quantitative
theoretical description of intense laser interactions with gaseous, liquid and
solid phase target material relies on multi-dimensional, kinetic modelling with
correspondingly large computing resources. We examine the road maps for the
main applications in this field, highlighting the crucial role played by
supercomputing in designing advanced light sources, plasma-based electron
accelerators and high-energy, high-flux ion beams. Algorithmic challenges posed
by future laser developments will also be addressed.
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