Projektbezeichnung
|
Entwicklung einer dynamischen Partikel Finite Elemente Methode (PFEM) für geotechnische Anwendungen |
|---|---|
| Akronym | PFEM |
| Projektpartner |
|
| Laufzeit |
03.05.2023 bis: 03.05.2026 |
| Fördergeber | DFG (Project 517723402) |
|
Forschungsfeld |
E+E (E+E > Energy + Environment, I+I > Information + Intelligence M+M > Matter + Materials) |
| Projektinhalt |
Die Simulation von Installationsprozessen, Hangrutschungen oder Bodenverbesserungsmaßnahmen stellt nach wie vor eine große Herausforderung für die angewandten numerischen Methoden dar. Insbesondere lassen sich die dabei auftretenden komplexen Deformationszustände im Zusammenhang mit großen topologischen Änderungen bisher nicht zufriedenstellend numerisch abbilden. Die „Particle Finite Element Method“ (PFEM) ermöglicht die Behandlung solcher komplexen Topologieänderungen unter gleichzeitiger Berücksichtigung komplizierter nichtlinearer Stoffmodelle. Sie kombiniert die etablierte Finite-Elemente-Methode (FEM) mit einer kontinuierlichen Neuvernetzung und minimiert so übermäßige Netzverzerrungen. Die PFEM soll im Rahmen dieses Projektes zur Behandlung dynamischer Probleme, wie sie in der Geotechnik auftreten, weiterentwickelt werden. Dies erfordert insbesondere die Berücksichtigung von Trägheitstermen und Wellenausbreitungsphänomen in Fluid gesättigten Medien. Für die Topologieentwicklung wird die sog. α-shape Methode verwendet. Hierfür wird ein bodenmechanisch motivierter Ansatz zur Bestimmung des Parameters α entwickelt. Die Modellierung und Entwicklung von Algorithmen soll in einer interdisziplinären Zusammenarbeit aus Geotechnik und Mechanik erfolgen. Die entwickelten Verfahren werden anhand von Benchmark-Problemen und Anwendungen aus der Geotechnik getestet und validiert. Hierzu dienen auch der Vergleiche mit experimentellen Daten. |
