Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, einfache bis mittlere molekulardynamische Simulationen von tribologischen Prozessen zu erstellen, durchzuführen und auszuwerten.

Weiters haben die Studierenden einen breiten Überblick über Techniken der Grenzflächenmodellierung sowie vertiefte Kenntnisse partikelbasierter Simulationsansätze erhalten.

• Grundlagen der Werkstofftribologie
• Methodenübersicht: FEM/BEM, Smooth Particle Hydrodynamics, Material Point Method, Molekulardynamik, Reaktive Potentiale, Ab-initio Methoden, DFT; Stärken und Schwächen der Ansätze
• Grundlagen der atomistischen Modellierung (Potentiale, Randbedingungen, Nebenbedingungen, Thermostatisierung, eingeprägte Kinematik)
• Systemvorbereitung (Mikrostruktur, molekulare Systeme, Kombination von Elementen)
• HPC-Cluster-Grundlagen (VSC4); Auffinden, Kompilieren und Nutzen von Open-Source-Software
• Vorstellung mehrerer „archetypischer“ tribologischer Simulationen
• Visualisierung, Auswertung, Datendestillation

Die Studierenden besuchen die interaktive Vorlesung, die sowohl theoretische Teile als auch „Walk-Throughs“ auf dem Supercomputer VSC4 umfasst. Nachdem die grundlegenden Modellierungsprinzipien dargelegt wurden, installieren die Studierenden Open-Source-Software auf ihren Heimcomputern, erstellen dort einfache molekulare Systeme, führen die Simulationen sowie Visualisierungen und Auswertungen durch.

Mündliche Fragen zum Lehrstoff der Vorlesung, Besprechung der in der Übung gelösten Problemstellung.

Zielgruppe: fortgeschrittene Studierende des Maschinenbaus, der Physik, der Chemie oder der Materialwissenschaften

Nützliche Vorkenntnisse: Grundlagen in Festkörper- und statistischer Physik, Chemie und wissenschaftlichem Rechnen (Matlab oder Python usw.)