Itasca Newsletter - Februar 2004


     In eigener Sache

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     Kalender 2004

  • 29.09. - 01.10. - 1st International UDEC / 3DEC - Symposium
    Bochum, Germany
    Numerical Modeling of Discrete Materials in Geotechnical Engineering, Civil Engineering and Earth Sciences.
    Für die im Herbst 2004 stattfindende Konferenz unter dem Titel 'Numerical Modeling of Discrete Materials in Geotechnical Engineering, Civil Engineering and Earth Sciences' sind mehr als 60 Abstracts von Autoren aus 19 Ländern eingegangen, so dass wir auf eine hochinteressante Veranstaltung hoffen dürfen.
    Im übrigen: Neben Entwicklungen und Anwendungen rund um UDEC/3DEC werden auch alternative Techniken der Diskreten Elemente vorgestellt
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  • 28. - 29.10.2004 - 2nd International PFC - Symposium
    Kyoto, Japan
    Numerical Modeling in Micromechanics via Particle Methods
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     UDM - Homepage

Seit Ende 2003 können unter www.itasca-udm.com zusätzliche Materialgesetze für Fels, Boden und Kluftstrukturen kostenfrei heruntergeladen werden. Voraussetzung für die Nutzung ist der Erwerb einer UDM-Option.


     Software

  • Neuentwicklung: HM-Kopplung für PFC
    ITASCA hat eine hydro-mechanische Kopplung für PFC entwickelt, die sich gegenwärtig in der Testphase befindet und voraussichtlich noch 2004 kommerziell verfügbar wird. Dabei handelt es sich um die sogenannte 'coarse grid method', bei der ein rechteckiges und starres Netz über das Kugelensemble gespannt wird. Die Zellengröße des Netzes sollte so gewählt werden, dass im Mittel jeweils einige Partikel pro Zelle existieren. In diesem kartesischen System werden die Kontinuitätsgleichung und die Navier-Stokes-Gleichungen numerisch gelöst, wobei in jeder Zelle hydraulischer Druck und die Fluidgeschwindigkeitsvektoren als jeweils für die Zelle und den Zeitschritt konstante Werte berechnet werden. Jede Zelle besitzt eine Porosität, die gemäß der Kozeny-Carman-Beziehung einer bestimmten Permeabilität entspricht.
    Die hydro-mechanische Kopplung ist vollständig, d.h. sie wirkt in beide Richtungen: hydraulisches Druckgefälle bewirkt Fluidfluss und erzeugt damit Strömungskräfte auf die Partikel, die sich bewegen (mechanische Veränderung). Diese Partikelbewegungen bewirken neue Porositäten, Permeabilitäten und hydraulische Drücke in den Zellen (hydraulische Wirkung). In einem expliziten, d.h. in kleinen Zeitschritten ablaufenden, Berechnungsmodus wird so eine wechselseitige hydro-mechanische Kopplung realisiert.
    Innerhalb von ITASCA werden demnächst weiterführende Arbeiten zur hydro-mechanischen Kopplung aufgenommen. Diese werden als 'fine grid method' bezeichnet und besitzen eine höhere Auflösung, da das hydraulische Netz direkt an die Partikel geheftet wird. Während bei der 'coarse grid method' das Verhältnis von Partikelanzahl zu Zellenanzahl sinnvollerweise bei etwa 1: 10 bis 1:20 liegt, beträgt es bei der 'fine grid method' etwa 1:1, zudem passt sich das Zellennetz ständig den Partikelkoordinaten an (dynamische Zellenanpassung).
  • Neuentwicklung: Benutzerdefinierte Kluftstoffgesetze für UDEC / 3DEC (UDMJ)
    Analog zu den UDM's (User Defined Models) für Matrixmaterial (siehe unsere UDM-Homepage: http://www.itasca-udm.com/) wird es demnächst auch möglich sein, eigene Kluftstoffgesetze in UDEC und 3DEC zu verwenden. Diese Kluftstoffgesetze werden mit dem Micosoft-Visual-C++-Compilers als DLL erstellt und können bei Bedarf zugeladen werden. Nach dem erfolgreichen Abschluss der derzeit stattfindenden Testphase wird diese Option auch kommerziell verfügbar werden.
  • Neuentwicklung: Iv (Itasca Viewer)
    Noch in diesem Jahr wird die Softwarepalette durch einen ITASCA-viewer (Iv) erweitert. Es ist geplant, Iv im ersten Halbjahr als Pre-Release für PFC3D v3.1 zum Download anzubieten.
    Die implementierte OpenGL-Engine ermöglicht es, komplexe Geometrien, wie z.B. Zylinder, Schnecken, Clumps, mit einer hohen Qualität darzustellen. Außerdem werden die Grafikfähigkeiten von PFC3D um einige Optionen (z.B. transparente Objekte) erweitert.
    Iv stellt eine beliebige Anzahl an Terminals zur Verfügung, über die mehrere PFC-Instanzen auf gewohnte Weise kontrolliert werden können. Für die Zukunft ist geplant, auch FLAC3D für das Zusammenspiel mit Iv zu erweitern.
    Für weitere Auskünfte senden Sie bitte eine Email an tgroeger@itasca.de

     

     Aktuelle Projekte


  1. Ende 2003 wurden die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes 'Entwicklung einer Methodik zur Überwachung und Prognose der Standsicherheit von Talsperrenhängen', an denen ITASCA maßgeblich beteiligt war, erfolgreich abgeschlossen. Kern des Projektes war die Entwicklung einer Methodik zur Erstellung und Kalibrierung eines numerischen Simulationstools, dass sowohl die beobachteten Massenbewegungen physikalisch erklärt als auch zuverlässige Prognosen erlaubt. Das numerische Simulationstool auf Basis von FLAC3D berücksichtigt Niederschläge, Kriechen und plastisches Versagen sowie variable Stauspiegelhöhen in vollständiger hydro-mechanischer Kopplung, Echtzeitbetrachtung und Abbildung des komplexen inhomogenen Untergrundaufbaus auf Basis eines geophysikalisch-geologischen Strukturmodells.

    Das Projekt zeichnet sich durch eine einzigartige interdisziplinäre Zusammenarbeit aus, die Geologen, Geodäten, Geophysiker, Meteorologen und Geotechniker zusammengeführt hat. Unser Dank gilt allen Beteiligten, insbesondere den Kollegen der Thüringer Fernwasserversorgung.

  2. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut UMSICHT in Oberhausen wird ITASCA im Rahmen des Zukunftswettbewerbes Ruhrgebiet in einem auf 2 Jahre angelegten Forschungsprojekt Untersuchungen zum Transport und der Klassierung von Schüttgütern durchführen.

    Während ITASCA numerische Simulationstools auf Basis von PFC entwickelt, führt UMSICHT umfangreiche Laboruntersuchungen und Tests auf Pilotanlagen zur Kalibrierung und Validierung der Simulationstools durch. Ziel der Arbeiten sind innovative Lösungen für den Transport und die Klassierung granularer Materialien (Schüttgüter, Pulver), die in konkreten Designvorschlägen für optimierte Bauteil- und Maschinenkonstruktionen sowie Parametersätze für verbesserte Prozeßführung münden.

     Itasca Intern

Dr. David Potyondy (Itasca Consulting Group, Minneapolis) wird demnächst einem Ruf an die Universität Toronto folgen und dort als Associate Professor arbeiten.



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