2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16643Das 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 (Prof. Grabe) 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 mit einer anschließenden Validierung. In einer möglichen zweiten Projektphase sollen weitere umfangreiche Validierungen stattfinden sowie ein Fokus auf die Effizienzsteigerung der Implementierung gelegt werden.The aim of the research project is the development of a numerical method for the simulation of large deformations in geotechnical boundary value problems for the plane and rotationally symmetric deformation state. For this purpose the Material Point Method (MPM) is to be further developed and adapted as a method. The Institute of Geotechnical Engineering and Construction (Prof. Grabe) is a member of the Anura3D MPM Research Community and has been jointly developing the MPM code Anura3D for dynamically coupled boundary value problems in geotechnical engineering since 2014. The further development of the MPM for coupled problems, such as the simulation of saturated soil, is necessary to minimize the numerical errors of the method and thus increase the reliability of the simulation results. Numerous modifications of the MPM have already been developed and investigated in mechanics, which can be generalized to coupled problems. The implementation of these developed numerical methods is to be implemented in the program MATLAB and checked for correctness by means of analytical solutions and available measurement data. The development and implementation of the modified MPM will be the focus of the first project phase with a subsequent validation. In a possible second project phase, further extensive validations should take place and a focus should be placed on increasing the efficiency of the implementation.