Lösung geotechnischer Randwertprobleme mit Wasser-Boden-Interaktion mittels der Double-Point-Material-Point Method (2P-MPM)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Grabe
• Fachliche Zuordnung: Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461479769

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer numerischen Methode zur Simulation großer Verformungen bei geotechnischen Randwertproblemen für den ebenen und rotationssymmetrischen Verformungszustand. Hierzu soll die Material Point Method (MPM) als Methode weiterentwickelt und angepasst werden. Das Institut für Geotechnik und Baubetrieb ist Mitglied der Anura3D MPM Research Community und entwickelt gemeinsam seit 2014 den MPM-Code Anura3D für dynamische, gekoppelte Randwertprobleme in der Geotechnik. Die Weiterentwicklung der MPM für gekoppelte Probleme, wie z. B. die Simulation von gesättigtem Boden, ist notwendig, um die numerischen Fehler der Methode zu minimieren und damit die Zuverlässigkeit der Simulationsergebnisse zu steigern. Dabei wurden in der Mechanik bereits zahlreiche Modifikationen der MPM entwickelt und untersucht, die auf gekoppelte Probleme verallgemeinert werden können. Die Umsetzung dieser entwickelten numerischen Methoden soll im Programm MATLAB implementiert und anhand von analytischen Lösungen sowie vorliegenden Messdaten auf ihre Korrektheit überprüft werden. Die Entwicklung und Umsetzung der modifizierten MPM soll der Schwerpunkt der ersten Projektphase sein. Dazu gehört auch eine anschließende Validierung. In der zweiten Projektphase sollen weitere umfangreiche Validierungen stattfinden sowie ein Fokus auf die Effizienzsteigerung der Implementierung gelegt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen