ITASCA Software hat Version 9.6 veröffentlicht, die bedeutende Fortschritte in der Modellierung großer Verformungen durch vollautomatisches Remeshing in FLAC2D bietet. Diese neue Funktion löst eine kritische Herausforderung in der geotechnischen Analyse, indem sie das Berechnungsgitter automatisch neu aufbaut, wenn die Verformung benutzerdefinierte Schwellenwerte überschreitet. Dadurch wird die Stabilität und Genauigkeit der Simulation gewährleistet, während die Komplexität für Ingenieure reduziert wird, die an Projekten mit großen, fortschreitenden Verformungen arbeiten.
Die automatische Remeshing-Funktion arbeitet durch die Rekonstruktion des Gitters in Bereichen, die während Simulationen großer Verschiebungen, Aushubarbeiten oder Einsturzszenarien übermäßige Dehnung erfahren. Daten wie Spannungen und Verschiebungen werden nahtlos vom alten auf das neue Gitter übertragen, wodurch die Kontinuität während des gesamten Simulationsprozesses erhalten bleibt. Laut Jim Hazzard, ITASCA Software Manager, löst dieser Fortschritt das langjährige Problem traditioneller fester Gitter, die bei extremer Verformung verzerrt werden und oft zu Simulationsfehlern oder beeinträchtigter Genauigkeit führen. Die neue Remeshing-Logik ermöglicht eine zuverlässige Modellierung komplexer Phänomene mit massiver Dehnung und bietet Ingenieuren verlässlichere Werkzeuge zur Bewertung des Strukturverhaltens unter extremen Bedingungen.
Für Bergbauanwendungen erweist sich die Remeshing-Fähigkeit als besonders wertvoll bei der Modellierung von Bodensenkungen, fortschreitendem Versagen von Tagebauen, der Stabilität von Verfüllungen oder Einsturzszenarien mit Tunneln, Strossen oder Kavernen. Durch die Beibehaltung der Gitterqualität und die Anpassung an sich entwickelnde Geometrien verbessert die Technologie die Lösungsgenauigkeit bei der Analyse großer Verformungen, einschließlich der Auswirkungen des Porendrucks im Boden. Diese Verbesserung unterstützt robustere Risikobewertungen und Langzeitleistungsbewertungen in komplexen geomechanischen Umgebungen, was potenziell zu sichereren Bergbaubetrieben und effizienterer Ressourcengewinnung führt.
Im Bauingenieurwesen hilft automatisches Remeshing Ingenieuren, zwischen Analysen des Grenzzustands der Tragfähigkeit und des Grenzzustands der Gebrauchstauglichkeit zu unterscheiden, indem es ein vollständiges Bild übermäßiger Verformungen und ihrer Auswirkungen auf Konstruktion, Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit liefert. Anwendungen umfassen die Analyse aktiver Hangrutschungen und der Instabilität von Tunnelvortrieben, wobei die Technologie die Modellierungseffizienz erhöht. Ingenieure können mehr über diese Funktionen erfahren, indem sie itascasoftware.com besuchen oder eine technische Demonstration anfordern.
Neben der automatischen Remeshing-Funktion umfasst Version 9.6 mehrere weitere bedeutende Verbesserungen. Das Strukturbeton-Stoffmodell ermöglicht es Ingenieuren, betonspezifisches Verhalten direkt Strukturelementen wie Pfählen, Trägern und Auskleidungen zuzuweisen, wodurch realistische Boden-Struktur-Interaktionen ohne hochdichte Zonengitter möglich sind. Das Munson-Dawson-Kriechmodell, das als Goldstandard für Salzgesteinsmechanik gilt, sagt nun primäre und sekundäre Kriechstadien genau voraus, die für die Bewertung der Langzeitstabilität in Evaporitbergwerken, Energiespeicherkavernen und Atommülllagern wesentlich sind.
Das Update führt auch Hybridlöser und Lösungen für große Verformungen ein, einschließlich MPoint-Kopplung, die es FLAC3D und FLAC2D ermöglicht, mit ITASCAs neuem Material-Point-Method-Löser für extreme Verformungssimulationen zusammenzuarbeiten. Dieser hybride Ansatz optimiert die Erzeugung von Materialpunkten und überwindet die Grenzen konventioneller Modellierung großer Verformungen bei gleichzeitiger Ausgewogenheit der Simulationsleistung. Zusätzlich ermöglicht die aktualisierte Sicherheitsfaktor-Analyselogik Benutzern, die Scherfestigkeitsreduktion auf bestimmte Bereiche zu beschränken, wodurch Ingenieure sich auf kritische, großskalige Versagensmechanismen konzentrieren können, während lokale Stabilitätsprobleme ignoriert werden.
Automatisierte Workflow-Verbesserungen umfassen die automatische Domänengenerierung, die die Modellaufbauzeit von Stunden auf Minuten reduziert, indem automatisch Fernfeldzonen um bestehende Geometrien erstellt werden. Das verbesserte Sketch-Tool unterstützt nun harte Knoten, die sicherstellen, dass Gitterknoten an exakten Koordinaten mit spezifizierten Zonengrößen erzeugt werden, während der Joint-set-Wizard 3D-Fallrichtungs-/Einfallswinkel-Eingaben akzeptiert und sie automatisch in den korrekten scheinbaren Einfallswinkel für die Sketch-Ebene umwandelt. Darüber hinaus unterstützt 3DEC nun Fluidströmungsanalysen durch verformbare Gitter, die aus Griddle importiert wurden, wodurch hochauflösende, unstrukturierte Gitter robuste Strömungslogik für Sicker- und Porendruckanalysen nutzen können.
Diese Fortschritte stellen gemeinsam einen bedeutenden Schritt nach vorn in der geotechnischen Modellierungssoftware dar und bieten Ingenieuren leistungsfähigere Werkzeuge, um komplexe reale Szenarien mit größerer Genauigkeit und Effizienz zu simulieren. Die automatische Remeshing-Fähigkeit adressiert insbesondere eine grundlegende Herausforderung in der numerischen Modellierung großer Verformungen und könnte zu verbesserten Sicherheitsbewertungen, effizienteren Designprozessen und besser informierten Ingenieurentscheidungen in Bergbau- und Bauinfrastrukturprojekten weltweit führen.
