Das MCL ist bereits seit 15 Jahren in der atomistischen Modellierung von Legierungseigenschaften aktiv. Einen besonderen Schwerpunkt bilden dabei sogenannte Ab-initio-Methoden: Diese Methoden beruhen allein auf grundlegenden physikalischen Gleichungen und ermöglichen die Vorhersage von Materialeigenschaften ohne Verwendung experimenteller Parameter. Eine besondere Variante der Ab-initio-Methoden basiert auf einer Implementierung der sogenannnten Green’s-Funktions-basierten Dichtefunktionaltheorie und hat besondere Stärken, wenn es darum geht, Legierungen mit vielen verschiedenen Komponenten oder komplexen magnetischen Eigenschaften zu berechnen. Diese besondere Methode wird auch im GreenALM-Code verwendet, der seit 2017 am MCL von einem Entwicklerteam rund um Dr. Oleg Peil entwickelt wird. GreenALM steht für „Green’s function based Alloy Modeling“ und ist in der Lage, auch die Eigenschaften komplexer Materialien wie Stähle oder Hochentropielegierungen effizient vorherzusagen, bei denen konventionelle Ab-initio-Programme oft an ihre Grenzen stoßen.
Nach einer Entwicklungszeit von zweieinhalb Jahren fand 2019 ein erster MCL-interner Workshop statt. Nach weiteren Verbesserungen von GreenALM wurde im Oktober 2021 in Zusammenarbeit mit dem Psi-k Netzwerk und dem Team vom Vienna Scientific Cluster ein internationales virtuelles Hands-on Tutorial durchgeführt. Bei diesem Tutorial stellten einerseits international führende Forscherinnen und Forscher Grundlagen und moderne Anwendungen des atomistischen Modellierens von Legierungs-eigenschaften vor. Dabei erhielten die Teilnehmenden eine Einführung in den GreenALM Code und konnten anhand von einer Reihe von vorbereiteten Beispielen selbst Berechnungen mit dem Code erlernen und durchführen. Zu diesem Zweck erhielten die Teilnehmenden Zugriff zum Hochleistungsrechner VSC-4 in Wien und wurden in Kleingruppen von 4-7 Personen von MCL Tutoren persönlich betreut. Die Beispiele selbst wurden mithilfe sogenannter Jupyter-Notebooks durch-geführt, bei denen GreenALM-Berechnungen interaktiv in komplexere Berechnungsabläufe ein-gebettet und grafisch ausgewertet werden konnten.
Insgesamt registrieren sich 80 Personen aus 18 Ländern und allen Kontinenten für das GreenALM Tutorial, wobei die Teilnehmerzahl für den praktischen Teil auf 40 Personen begrenzt war. Das Feedback der Teilnehmenden war äußerst positiv, mit einer durchschnittlichen Bewertung von 8.76 von 10 Punkten (93% Rücklaufquote).
Nähere Informationen finden sich auch unter https://psi-k.net/report-on-the-virtual-psi-k-greenalm-hands-on-tutorial-2021/
Im Zusammenhang mit dem Tutorial wurde auch die GreenALM-Webseite des MCL fertiggestellt (siehe https://www.mcl.at/software/greenalm/), die nähere Informationen darüber enthält, wie GreenALM funktioniert, was man damit tun kann und wie man eine Lizenz erwerben kann.
Projektkoordination (Story)
Dr. Jürgen Spitaler
Key Scientist Computational Materials Design
Materials Center Leoben Forschung GmbH
T +43 (0) 3842 45922-70
juergen.spitaler(at)mcl.at
Projektpartner (Auszug)
• KTH Royal Institute of Technology, Schweden
• The University of British Columbia, Kanada
• Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Deutschland
• Academy of Sciences of the Czech Republic, Tschechien
• Montanuniversität Leoben, Österreich
• Österreichische Akademie der Wissenschaften, Österreich