Entwicklung einer dynamischen Partikel Finite Elemente Methode (PFEM) für geotechnische Anwendungen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Jan Machacek; Professor Dr.-Ing. Ralf Müller
• Fachliche Zuordnung: Mechanik ; Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517723402

Die „Particle Finite Element Method“ (PFEM) erlaubt die Behandlung komplexer Topologieänderungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung komplizierter nichtlinearer Stoffmodelle. 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.Internationale Expertise auf dem Gebiet des PFEM wird über die Kooperation mit dem „Mercator-Fellow“ Prof. Juan Manuel Rodríguez Prieto (Universidad EAFIT, Kolumbien) eingebunden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen