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Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik

Engler-Bunte-Ring 14

76131 Karlsruhe

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Fax: +49 721 608-43274

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Numerik in der Geotechnik

Numerik in der Geotechnik
Typ: Vorlesung (V)
Semester: WS 18/19
Zeit: 17.10.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau


24.10.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

31.10.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

07.11.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

14.11.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

21.11.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

28.11.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

05.12.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

12.12.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

19.12.2018
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

09.01.2019
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

16.01.2019
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

23.01.2019
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

30.01.2019
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau

06.02.2019
09:45 - 11:15 wöchentlich
30.41 Chemie-Hörsaal Nr. 3 (HS3)
30.41 Chemie-Flachbau


Dozent: Dr.-Ing. Andrzej Niemunis
SWS: 2
LVNr.: 6251707
Literaturhinweise

Presss, W., e.a. (1992), Numerical Recipies, Cambridge Univ. Press

Hughes, T.J.R. (2000): The FEM, Linear Static and Dynamic FE Analysis. Dover

Bathe, K.-J. (200): Finite-Elemente-Methoden. Springer

Smith, I.M.; Griffith, D.V. (2004): Programming the Finite Element Method. JWS

Potts, D.M. Zdravkovic, L. (1999): Finite element analysis in geotechnical engineering. Thomas Telford Ltd

Zienkewicz O.C. et.al. (2005): The Finite Element Method, Vol. 1, Wiley

Hartmann, F. (1987): Methode der Randelemente, Springer

Strang, G. (2007): Wissenschaftliches Rechnen, Springer

Lehrinhalt

· zeitabhängige und zeitunabhängige numerische Probleme in der Bodenmechanik

· Finite Differenzen: Implizite/explizite Zeitintegration von gewöhnlichen Differentialgleichungen, num. Stabilität des FD-Schemas

· partielle Differentialgleichungen (Konsolidierung, Wellen): numerische Methoden Stabilität, Fehler

· Finite Elemente: schwache Form, Diskretisierung, Randbedingungen nach Neumann und Dirichlet

· Beispiel-FE-Berechnung für stationäre 2D-Sickerströmung

· FE-Berechnung für statisches Gleichgewicht (2D)

· Locking, reduzierte Integration, statische Kondensation

· schwache Form der Konsolidierungsgleichung und GN-Zeitintegration

· materielle Nichtlinearität

· Return-Mapping- und Gleichgewichtsiteration

· Geometrische Nichtlinearität, Folgelasten, vereinfachte Integrationsschemen

· Einführung in die Randelement-Methode.

Zielgruppe

Studierende der Studiengänge Bauingenieurwesen MSc (insbesondere mit Schwerpunkt V) und Funktionaler und Konstruktiver Ingenieurbau MSc (insbesondere Profil 4)

Ziel

Die Studierenden kennen operative Methoden für die Diskretisierung der typischen Differentialgleichungen und sind in der Lage, Modellierungen geomechanischer Randwertprobleme mit der Methode der Finiten Differenzen und der Finiten Elemente nachzuvollziehen und für Standardprobleme eigenständig zu bearbeiten. Sie können die Fehlermöglichkeiten von numerischen Berechnungen einschätzen, zwischen kommerziellen Codes begründet auswählen, sowie Ergebnisse kritisch prüfen und bewerten.

Numerik in der Geotechnik

Numerik in der Geotechnik

Vertiefungsstudium (Diplomstudiengang)
7. Fachsemester (Wintersemester, bis 2011/12)
Semesterwochenstunden: 1 Vorl., 1 Übg.  
Schwerpunktstudium (Masterstudiengang)
1. oder 2. Fachsemester (Wintersemester, ab 2012/13)
 
Kategorie:   Im Diplomstudiengang Wahlpflichtkurs für die Vertiefungsrichtung V. 
  Im Masterstudiengang bei Wahl des Schwerpunkts 5 "Geotechnisches Ingenieurwesen" Teilkurs des Pflichtmoduls PM4 "Grundlagen numerischer Modellierung". 
Leistungsnachweis:   Im Diplomstudiengang wählbar als Teil einer Ergänzungsfachprüfung gemäß §24 SPO.
  Im Masterstudiengang mündliche Modul-Teilprüfung. 
Dozent(en):   Niemunis
Lehrinhalt:   Zeitabhängige und zeitunabhängige numerische Probleme in der Bodenmechanik.
Finite Differenzen: Implizite/explizite Zeitintegration von gewöhnlichen Differentialgleichungen, Stabilität des FD-Schemas.
Partielle Differentialgleichungen (Konsolidierung, Wellen): numerische Methoden Stabilität, Fehler.
Finite Elemente: Schwache Form, Diskretisierung, Randbedingungen nach Neumann und Dirichlet, Beispiel-FE-Berechnung für stationäre 2D-Sickerströmung, FE-Berechnung für statisches Gleichgewicht (2D), Locking, reduzierte Integration, statische Kondensation, Schwache Form der Konsolidierungsgleichung und GN-Zeitintegration, materielle Nichtlinearität, Return-Mapping- und Gleichgewichtsiteration, Geometrische Nichtlinearität, Folgelasten, vereinfachte Integrationsschemen, Einführung in die Randelement-Methode.