Hochleistungsrechner
Final Report Abstract
Bereich Lebenswissenschaften: Am Cologne Center for Genomics wurde eine Pipeline zur Analyse von Exomen entwickelt und reale Exome sowie Genome, Mendeliome und Genpanels in Kooperation mit zahlreichen Partnern prozessiert. Im CECAD Forschungszentrum wurden statistische Verfahren zur Auswertung biologischer Hochdurchsatzdaten prozessiert. Die Arbeiten umfassen u.a. den Aufbau von Workflows für die Analyse von Daten aus dem Next-Generation Sequencing (NGS) und der Massenspektrometrie. Ein Schwerpunkt lag auf der rechenintensiven Analyse von Proteomics-Daten, d.h., von simultanen Konzentrationsmessungen von zehntausenden Proteinfragmenten. Im Institut für Genetik wurden zur Entstehung der enormen Artenvielfalt von Arthropoden Sequenzvergleiche und phylogenetische Berechnungen durchgeführt. Bereich Chemie: Im Institut f. theoretische Physik wurden quantenchemische Untersuchungen, z.B. an Verbindungen der Lanthanoiden und Actinoiden, makrocyclischer Liganden u.a. durchgeführt. In Arbeitsgruppen aus der organischen Chemie wurden Computer-gestützte Methoden der theoretischen Chemie eingesetzt, um die Ursprünge von Reaktivitäten und Selektivitäten in Katalysatorsystemen aufzuklären. Im Institut f. Physikalische Chemie wurden frühe Stadien der Keimbildung mit molekulardynamischen Simulationsmethoden untersucht. 2. Im Institut für Bau- und Werkstoffchemie (Univ. Siegen) wurden experimentelle Methoden bei Untersuchungen von Reaktionsmechanismen bei Bindemitteln durch computerbasierte Modellierung unterstützt. Am Institut für Physikalische und Theoretische Chemie (Uni Bonn) wurden Eigenschaften von kristallinen Phasen und Nanomaterialien sowie Adsorptionsvorgänge an oxidischen und metallischen Oberflächen berechnet. Am Institut für anorganische Chemie (Univ. Bielefeld) wurden rechnergestützte Analysen der Reaktivität dreiwertiger Organophosphorverbindungen sowie von Pentafluorethylelement-Verbindungen des Siliciums und Zinns durchgeführt. An der Uni Duisburg-Essen wurden QM/MM- und CASSCF- Methoden zur Analyse von Retinal-Protein-Modellen sowie CASSCF-Methoden zur Analyse molekularer Reaktionsmechanismen von Terpenen (Pinen) eingesetzt. Am Lehrstuhl für Theoretische Chemie (Ruhr-Uni Bochum) wurden umfangreiche ab-initio-MD-Studien zur Analyse verschiedener Systeme durchgeführt. Bereich Meteorologie/Klimaforschung: Am Institut für Geophysik & Meteorologie wurden u.a. Wind- und Niederschlagsentwicklungen auf regionaler Skala unter verschiedenen Klimaänderungsszenarien untersucht, sowie an der Verbesserung der Modellierung von Wolken und Niederschlag gearbeitet. Mit Hilfe numerischer Modellierung der Atmosphäre sowie der Wechselwirkungen zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre wurden bspw. Starkregenereignisse untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Malariamodellierung. Bereich Geophysik: Am Institut für Geophysik & Meteorologie wurden mit Hilfe magnetohydrodynamischer Gleichungen Strömungsprobleme in magnetisierten Plasmen bei Planeten und Monden untersucht, und die Ergebnisse mit gemessenen Daten verglichen. In einem anderen Bereich wurden Inversions- und Vorwärtsalgorithmen in ein bis drei Dimensionen verwendet, um Fragestellungen der Lagerstättensuche, des Managements von Öl- und Gasreservoiren und besonders bei der Sondierung von Altlasten voranzutreiben. Bereich Physik: Im Institut für Theoretische Physik wurden biologische Evolutionsprozesse mit Methoden der statistischen Physik modelliert, wobei die explizite Simulationen von großen Populationen in hochdimensionalen Genotyp-Räumen eine zentrale Rolle spielt. Weiterhin wurden Viel- Fermionen-Systeme simuliert. Im Bereich Astrochemie wurden spektroskopische Beobachtungen ausgewertet, die als Datenkuben vorliegen und viele hundert bis tausend Spektrallinien beinhalten können. Eine andere Arbeitsgruppe beschäftigte sich mit der spektroskopischen Charakterisierung astronomisch und strukturchemisch relevanter, vornehmlich kurzlebiger Moleküle, und führt dazu quantenchemische Berechnungen auf Coupled-Cluster Niveau durch. Im Bereich Astrophysik wurden die Sternbildung und deren Auswirkung auf umgebende Molekülwolken numerisch untersucht. Im Bereich theoretische Festkörperphysik wurden u.a. mit Monte-Carlo-Simulationsmethoden quantenmechanische Vielkörper-Systeme, z.B. Fermionen- Systeme, untersucht.
Publications
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