Optimization and Parallelization of Complex DFT Codes

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Dichte-Funktional Theorie (DFT) ist eines der wichtigsten Gebiete in der Festkörperphysik. Mit ihrer Hilfe lassen sich viele Materialeigenschaften vorhersagen und interpretieren. Mit DFT lässt sich die Grundzustandsdichte eines atomistischen Systems, wie eines Kristalls oder Moleküls, am Computer ausrechnen. Die verschiedenen Programmpakete unterscheiden sich hauptsächlich in der Wahl der Basisfunktionen in denen die Kohn-Scham Wellenfunktionen repräsentiert werden. Ein solch ein Basissatz ist der LAPW ( linearized augmented plane-wave) Basissatz. Das Programmpaket exciting implementiert die LAPW Methode. Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer Reihe von Aspekten aus den Gebieten der numerischen Mathematik, der Benutzerschnittstellen und generellen Fragen der wissenschaftlichen Software-Entwicklung. Wir untersuchen diverse Möglichkeiten die Software zu optimieren und auf parallelen Computern einsetzbar zu machen. Die Optimierungen umfassen die Parallelisierung der Grundzustandsrechnung auf der ebene der k-Punkte, die Untersuchung diverser Eigenwertgleichung-Löser und optimierter Konvergenzverfahren für die Rekursion des selbstkonsistenten Feldes. Die Entwicklung einer neuen Ein- und Ausgabe Methode mit XML erlaubt die Entwicklung einer eleganten graphischen Benutzerschnittstelle und einer Ergebnisdatenbank unter dem Titel exciting@web. Zusätzlich beleuchten wir die notwendige Änderungen des Entwicklungsprozesses um die wissenschaftliche Zusammenarbeit am exciting Programmpaket zu ermöglichen.

Details

Titel in ÜbersetzungOptimierung und Parallelisierung von Complexer DFT Software.
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2012