Effiziente Kontakt Algorithmen für die `Particle Finite Element Method` (PFEM)

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Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von effizienten und robusten Methoden zur numerischen Simulation von dreidimensionalen, reibungsbehafteten Kontaktproblemen mit großen Verformungen unter der Verwendung der ´Particle Finite Element Method´ (PFEM). An der Universitat Politècnica de Catalunya wurde die PFEM von den Forschungsgruppen der Professoren Oñate, Idelsohn und Oliver entwickelt und stellt mittlerweile eine äußerst vielversprechende Diskretisierungsstrategie für Probleme der Fluid- als auch der Festkörpermechanik dar. Während der gegenwärtigen Forschungsarbeit des Antragstellers in Barcelona wird eine zweidimensionale Kontaktformulierung mit Berücksichtigung von Reibungseffekten entwickelt. Diese basiert auf einer Lagrange-Multiplikator-Methode und zeichnet sich dadurch aus, dass die notwendigen Kontaktbedingungen auf einem sogenannten ´Kontaktbereich´ (contact domain) definiert werden. Da die ersten Ergebnisse mit dieser neuartigen Formulierung äußerst vielversprechend sind, soll in der Fortsetzung dieses Forschungsvorhabens die Erweiterung auf den dreidimensionalen Fall erfolgen.