MMM@HPC

Con gli accelerati cicli di sviluppo di materiali ,emerge come grande sfida alla R&D Europea lo sviluppo di approcci simulativi per caratterizzazione predittiva ,de-novo , e ottimizzazione di materiali e proprietà degli strumenti .Un approccio unificato multi-disciplinare verso lo spiegamento di modelli ,strumenti ,algoritmi, tecniche di simulazione e visualizzazione  è richiesto per trasformare soluzioni isolate per specifici problemi in comprensive piattoforme pronte per l'industria che siano capaci di predire le proprietà di materiali complessi sulla base dei loro elementi costitutivi.Mentre esistono molte tecniche per indirizzare le questioni specifiche ,una mancanza di integrazione dei metodi esistenti in piattaforme di lavorazione a multiscale prontamente disponibili ha fino a oggi limitato l' impatto di tecniche di lavorazione di  materiali nella progetttazione di materiali .In questo progetto svilupperemo una  e-infrastruttura integrata per la lavorazione a multi-scala di materiali  ,dove gruppi di esperti si  uniscono con fornitori di risorse di calcolo per  consegnare una infrastruttura integrata. In questo progetto combineremo competenze di preminenti centri Europei  di supercalcolo ,gruppi accademici d'alto profilo e utenti industriali chiave ,per sviluppare piattaforme integrate per una sperimentazione multidisciplinare e multiscala "in silico" e una simulazione e per dimostrare l ' applicabilità per la ricerca Europea d'alto profilo e per gli oggetti di sviluppo .Abbiamo unito gruppi che coprano l ' intere range di simulazione di ricerca sui materiali ,dal livello quantistico a quello del continuo ,con tecniche di lavoraazione allo stato dell'arte .Con il supporto dei centri di Supercalcolo CSC e CINECA e il Centro Steinbuch  per il Calcolo  all 'Istituto di Tecnologia Karlsruhe  integreremo questi metodi in protocolli di simulazione scalabile basati su standard di software  sviluppati da preminenti fornitori Europei di risorse HPC in una  potente piattaforma per la lavorazione a multiscala di materiali . Impiegheremo un ' infrastruttura scientifica computazionale attraverso modelli ,strumenti ,algoritmi ,corsi di lavoro e servizi  ottenendo i seguenti obiettivi :

Corsi di lavoro e servizi

 Risolveremo le sfide di simulazione di materiali adattabili su multiscale  collegando metodi di simulazione su multiscale in corsi di lavori per fornire nuove  potenti e-infrastrutture per una  completa descrizione di funzioni strumentali macroscopiche  sulla base dei loro blocchi costruttivi su nanoscala  .La risultante e-infrastruttura sarà un pacchetto aperto di strumenti baaato inizialmente sui codici di software sviluppati dai gruppi di lavoro di questo consorzio .Sarà ospitato e mantenuto quale centri di calcolo DEISA and PRACE  in tutta l'Europa fornendo soluzioni alle sfide di simulazione di materiali .Più importante ,comunque ,è che la struttura MMM@HPC sarà aperta  a fornitori adddizionali di software in ogni momento durante questo progetto ,e dopo la sua conclusione si trasformerà in una versatile piattaformar per la lavorazione di materiali che possa indirizzare un ampio e estensibile gruppo di sfide . La realizzazione di questo progetto fornirà alla comunità di ricerca Europea   un'infrastruttura software  di primo piano che sfrutterà le risorse computazionali e di dati della massima qualità abilitando l'Europa a indirizzare le grandi sfide emergenti in scienza e ingegneria .I corsi di lavoro saranno realizzati sulla base di soluzioni ,quali il sistema di corsi di lavoro UNICORE ,che sta implementando il concetto di corso di lavoro come un contenitore di servizi integreti .Questo servizio permette lo sviluppo ,adattamento e mantinemento di software  scientifico  su piattaforme hardware dinamicamente in evoluzione ,perchè disaccoppla il  mantenimento di moduli individuali (pacchetti di software ) da interfacce e corsi di lavoro entro i quali sono sfruttati .E'  quindi possibile scambiare un pacchetto con un altro per qualche compito specifico in un complesso corso di lavoro quando una nuova piattoforma computazionale diventi disponibile .La promozione di appropriati standard di software sia per i corsi di lavoro  che per le interfacce fornirà scalabilità ,evoluzione ed interoperatività in piattaforme integrate (vedi WP SA1 e JRA1) .

HPC e Applicazione di Integrazione .

Assicureremo l' abilità di sfruttare pienamente e opportunamente le alte prestazioni e capacità di calcolo distribuite  a gruppi appaiati di modellatura con centri di supercalcolo per identificare la più potente piattaforma per ognuno dei pacchetti di software mantenuti dai partner di questo progetto nel pacchetto di lavoro SA3 ,questi partner lavoreranno insieme per ottimizzare e parallelizzare

l 'impostazione di pacchetti  di software per  architetture  computazionali che siano meglio adattate per essi .

Tutti i gruppi partecipanti all'impostazione di questo progetto hanno dimostrato esperienza nello sfruttamento di architetture di computer d ' alta prestazione e tutti i centri di supercalcolo coinvolti forniranno servizi ai gruppi d'impostazione per realizzare i compiti di integrazione .Definiremo anche le interfacce che permetteranno a questi pacchetti di software d'essere  usati nel corso di lavori durante la durata del progetto e e d 'integrare le nuove applicazioni scientifiche del software  stato dell'arte  in una  e-infrastruttura .Evidenziamo che lo sviluppo di  moduli simulativi individuali non è un obiettivo di questo progetto .

 Prova-di-Principio Dimostrazione in Applicazioni Chiave

La dimostrazione dello spiegamento di una infrastruttura scientifica computazionale richiede l ' identificazione di alcuni problemi chiave di riconosciuta rilevanza per l'infrastruttura di ricerca Europea  e gli sforzi industriali R&D Europei nelle scienze dei materiali e la dimostrazione di riuscita prova di simulazioni di principio per tali problemi ,Con lo sviluppo di e-infrastrutture ,si entra in una nuova fase nello spiegamento di software scientifico la cui accettazione sarà contingente sulla percezione di utenti (industriali) (a) i cui urgenti bisogni nei rispettivi programmi R&D tale software soddisfi e tali che (b) le barriera le cui soluzioni sviluppate da questo progetto siano sufficientemente basse da giustificarne lo sforzo .

Abbiamo perciò identificato quattro sfide simulative di induscussa importanza per gli sforzi industriali Europei R&D nell scienze dei materiali  :

• Sviluppo di efficienti diodi d'emissione di luce organica (WP JRA2) ,in stretta cooperazione con il progetto Europeo NMP MINITOR ,incluso BASF AG .
• Ottimizzazione di batterie a ioni di lito ions (WP JRA5 )
• Dispositivi basati sul Carbonio per l ' elettronica (WP JRA4  ,Centro di Ricerca Nokia )
• Impostazione del trasporto di carica

Per ciascuna di queste aree di ricerca ,abbiamo raggruppato partners , in questo consorzio ,includenti gruppi d 'impostazione ,fornitori di risorse e (più importante ) compagnie attivamente coinvolted in iniziative industriali R&D  in questi campi ,al fine di dimostrare il valore di MMM@HPC per affrontare problemi di  sfida nello sviluppo di nuovi materiali .Insieme ,questi partners effettuaranno  tentativi di simulazioni di prove di principio sulle architetture computazionali fornite dai partners di supercalcolo ,dimostrindo utilità e potenza dell ' e-infrastruttura sviluppata in questo progetto .I risultati di queste dimostrazioni saranno un prerequisito chiave per attrarre nuovi utenti e fornitori di software al progetto MMM@HPC  ad uno stadio iniziale .

Edificazione della Comunità

 Nella durata di questo progetto diffonderemo questo concetto di un ' e-infrastruttura presso utenti e fornitori di soluzioni di lavorazione di materiali  in tutta l ' Europa e coinvolgeremo attivemente  nuovi gruppi per generare un processo di  crescita  per l ' iniziativa MMM@HPC  .Formando una comunità aperta e unificata di scienziati computazionali sull ' e-infrastruttura MMM@HPC , questo progetto rafforzerà il ruolo internazionale dell ' Europa come produttrice di software e utente fornendo  una piattaforma dove innovative soluzioni a  aspetti chiave della lavorazione di materiali  possa trovare utilizzo ben al di là della base  di utenti raggiungibile da un singolo gruppo scientificoche usi sviluppare il software .Terremo vari workshops aperti dove  concetti ,corsi di lavoro e moduli di MMM@HPC saranno spiegati e dimostrati agli utenti della struttura MMMòHPC :speriamo di stabilire una veloce crescita dello sfruttamento di of quest ' e-infrastruttura nella comunità scientifica dei materiali  accademica e industriale .Presenteremo anche i risultati di questo progetto usando i servizi di internet  ( i siti del progetto e di DEISA/PRACE ) e anche attraverso la pubblicazione presso  conferenze selezionate ( quali simposi organizzati alla conferenza EMRS della Società di Ricerca  Europea sui Materiali ).