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High Performance Computational Methods for the Boltzmann Equation

Projektbeschreibung

Effiziente Ansätze zur Simulation 3D-verdünnter Strömungen

Die Boltzmann-Gleichung ist für die mathematische Modellierung kleiner und großer physikalischer Systeme, vom Elektronentransport bis zur galaktischen Dynamik entscheidend. Mit ihr können zudem Phänomene in verdünnten Gasen vorhergesagt werden, die für viele aktuelle High-Tech-Anwendungen wie Mikroelektronik und Höhenflüge von Bedeutung sind. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt HYPERBOLE wird sich mit dem Bedarf an effizienteren numerischen Methoden zur Lösung der Boltzmann-Gleichung befassen. Um die Simulationseffizienz verdünnter 3D-Strömungen zu verbessern, werden die Forschenden die Kronecker-Struktur und die strukturellen Eigenschaften der Gleichung nutzen. Die neu entwickelten Verfahren werden erstmals in ein Hochleistungsrechensystem integriert und in einer industriellen Photolithographie-Anwendung eingesetzt.

Ziel

The Boltzmann equation is highly important in mathematical modeling of physical systems large and small, from galactic dynamics to electron transport. Its range of applicability exceeds that of well-known continuum models, such as the Navier-Stokes-Fourier equations. In particular, the Boltzmann equation can accurately predict rarefied gas phenomena, which occur in a wide variety of high-tech 21st century applications, such as microelectronics, plasma physics, and high altitude flight. While numerical methods for continuum models are well established, numerical methods that accurately and efficiently solve the Boltzmann equation are undeveloped. The main objective of this research proposal is to enable three-dimensional numerical simulation of rarefied flows by developing accurate and efficient numerical solution procedures for ``the method of moments'' to numerically solve the Boltzmann equation. The approach described herein is innovative and original as it is the first to exploit Kronecker structure and structural properties of the Boltzmann equation to improve efficiency. The developed techniques will be consolidated into a high performance computing framework and applied, for the first time, to an industrial photolithography application. The proposed research involves a private-public partnership between domain experts in ``the method of moments'' at the Technical University of Eindhoven (TU/e) and experts in ``photolithography'' at ASML. If awarded, this proposal will allow me to lay the groundwork necessary to achieve a paradigm-shift in numerical simulation of rarefied gas flows. It could emanate into a successful line of research for the coming decade, with academic as well as commercial interests aligned with my career goals. I am highly motivated and uniquely positioned to carry out this research due to my specialistic expertise in efficient solution methodologies and my interdisciplinary training in mathematics, computational science and engineering.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 203 464,32
Adresse
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Niederlande

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Region
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

Keine Daten

Partner (1)

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