Parallele Finite-Element-Simulation der Bauwerk-Boden-Interaktion mit adaptiven Zeitintegrationsverfahren ; Parallel Finite-Element-Analysis of the Structure-Soil-Interaction with Adaptive Time-Integration Procedures

In der vorliegenden Arbeit werden Methoden zur effizienten und robusten nichtlinearen dynamischen Berechnung von gekoppelten Systemen mit sehr vielen Freiheitsgraden vorgestellt. Die numerische Simulation erfolgt mit einem modifizierten Zeitintegrationsverfahren sowie einer adaptiven Schrittweitensteuerung. Die Algorithmen werden insbesondere für die numerische Behandlung von Interaktionsvorgängen und für die Kontaktsimulation optimiert. Mit Hilfe der Parallelisierung auf Elementebene kann die verwendete semi-analytische Finite-Element-Berechnung beschleunigt werden. Die Leistungsfähigkeit der entwickelten Verfahren wird mit der Simulation von unverankerten, flüssigkeitsgefüllten Behältern unter Erdbebeneinwirkung demonstriert. ; This thesis deals with the derivation of efficient and robust algorithms for the dynamic analysis of coupled structures with a large number of degrees of freedom. The numerical simulations are based on a modified time integration scheme combined with an adaptive time step control. The algorithms are optimized for the numerical treatment of interaction effects and contact simulations. Parallel computing of the semi-analytical Finite Element model accelerates the numerical process. Calculations of unanchored liquid filled storage tanks under earthquake excitation exhibit the efficiency of the derived algorithms.