In dieser Arbeit stellen wir – Patrick Staubach (BUW) und Jan Machacek – einen Ansatz vor, der die Stabilität der impliziten Zeitintegration mit der Effizienz expliziter Verfahren in einem einzigen Finite-Elemente-Modell kombiniert.

Das Ergebnis ist ein gemischtes implizit–explizites (IMEX) Schema, das komplexe Probleme der Bodendynamik, insbesondere solche mit signifikanten Steifigkeitsunterschieden, effizient löst. Durch die Anwendung von Gebietszerlegung in Kombination mit einer Mortar-Kontakt-Diskretisierung können verschiedene Teile des Berechnungsgebiets entweder implizit oder explizit behandelt werden. Diese Zerlegung ist in der nachfolgenden Abbildung schematisch dargestellt:

Das IMEX-Schema verbessert die Recheneffizienz, indem es für steifere Teile des Systems (z.B. einen Pfahl) größere Zeitschritte ermöglicht, während die Genauigkeit in den weniger steifen Bereichen (Boden) erhalten bleibt. Dies führt zu einer verkürzten Rechenzeit, insbesondere in Fällen, in denen rein explizite Verfahren wesentlich kleinere Zeitschritte erfordern würden, um stabil zu bleiben.

Den vollständigen Artikel finden Sie hier.