Ziel

Im Rahmen des Graduiertenkollegs "Seehäfen für Containerschiffe zukünftiger Generationen" wird ein auf netzfreien Methoden basierendes Modell zur Berechung von dynamischer Boden-Bauwerk-Interaktion entwickelt. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Ermittlung des Einflusses unsicherer Modellparameter.

Ausgangssituation

Das dynamische Verhalten von Hafenbauwerken und deren Interaktion mit dem Boden spielt im Zuge der steigenden mechanischen Belastungen durch immer größer werdende Containerschiffe eine zunehmende Rolle. So kommt es zum Beispiel bei Anlegemanövern oder bei Rammvorgängen im Herstellungsprozess zu Erschütterungen im Untergrund, die sich auf angrenzende Bauwerke und Hafenanlagen übertragen. Eine numerische Simulation dieser Vorgänge vereinfacht die Entwicklung, den Bau sowie den Betrieb von Hafenanlagen erheblich. Die Vorhersage von Boden-Struktur-Wechselwirkungseffekten erfordert ein zuverlässiges und stabiles Simulationsverfahren. Die rapide Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Gitterfreien Methoden zusammen mit der Zunahme verfügbarer Rechenleistung verspricht die Restriktionen gitterbasierter Verfahren, wie der Finite-Elemente-Methode, umgehen zu können.

Vorgehensweise

Im Rahmen des Projektes Gitterfreie Methoden zur Berechnung des dynamischen Verhaltens von Hafenbauwerken im Graduiertenkolleg Seehäfen für Containerschiffe zukünftiger Generationen werden verschiedene Ansätze Gitterfreier Methoden zur Simulation der Boden-Struktur-Interaktion im Hafenbau implementiert und bezüglich Effizienz und Genauigkeit verglichen. Mit dem entwickelten Rechenmodell sollen verschiedene Belastungssituationen im Hafenbau simuliert werden.

Ausblick

Ziel des Projektes ist es, ein zuverlässiges und effizientes Rechenmodell zu entwickeln, welches das dynamische Verhalten von Hafenbauwerken vorhersagt. Das Modell soll große Deformationen und mehrphasige Materialien, wie den wassergesättigten Hafenboden, abbilden können, ohne an aufwendige Vernetzungsalgorithmen gebunden zu sein.