Numerische Simulation von Sprengvorgängen unter Berücksichtigung von Daten- und Modellunschärfe

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Graf
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470077

Die realistische und zuverlässige numerische Simulation von Sprengvorgängen erfordert adäquate Berechnungsmodelle und die Berücksichtigung von Daten- und Modellunschärfe. Der Sprengvorgang führt zu Steifigkeitsreduktion und Bindungszerstörung. Physikalische Parameter, die diese Folgen einer Sprengung beschreiben, sind i.d.R. nichtdeterministisch, also unscharf Ebenso sind Einwirkungen auf das Tragwerk als Folge der Sprengung unscharf. Zur formalen Beschreibung dieser Datenunschärfe werden neue mathematische Modelle eingeführt. Das Unschärfemodell Fuzzy-Randomness erlaubt eine verallgemeinerte Unschärfemodellierung, die Randomness und Fuzziness als Sonderfälle enthält. Das Problem ist zusätzlich durch Modellunschärfe charakterisiert. Als Modell wird ein Mehrkörpersystem mit unscharfen Material-, Geometrie- und Einwirkungsparametern gewählt. Das zeitversetzte Aufheben von Bindungsrestriktionen führt zu Einsturzmechanismen mit kaskadenförmig ablaufenden Stoß-, Kontakt-, Verformungs- und Bruchvorgängen. Wegen der Daten- und Modellunschärfe sind für die Auswertung der fuzzifizierten Bewegungsgleichungen bzw. der fuzzy-probabilistischen Bewegungsgleichungen des Mehrkörpersystems neue numerische Lösungsverfahren zu entwickeln. Bei Spezifizierung der Unschärfe als Fuzziness wird im Zeitbereich die Fuzzy-Tragwerksanalyse verwendet, bei Spezifizierung der Unschärfe als Fuzzy-Randomness wird im Zeitbereich die fuzzy-probabilistische Tragwerksanalyse genutzt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 500: Computergestützte Destruktion komplexer Tragwerke durch Sprengung
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Bernd Möller