Coupling distinct-element-methods and finite-element-methods to model geodynamic processes on a crustal scale

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Für die numerische Simulation geodynamischer Prozesse im Krustenmaßstab werden im allgemeinen Modellierungsansätze auf Basis der Finite Elemente Methode (FEM) verwandt. Während sich die duktile Deformation damit gut beschreiben läßt, erlaubt der kontinuumsmechanische Ansatz keine befriedigende Modellung der Spröddeformation an diskreten Bruchflächen. In diesem Bereich hat ein anderes numerisches Verfahren, die Distinkte Elemente Methode (DEM), seine Stärke. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes sollen die Vorteile beider Techniken in einem dynamischen Modell gekoppelt werden. Ziel ist eine verbesserte numerische Simulation geodynamischer Prozesse im Krustenmaßstab, insbesondere eine realitätsnähere Modellierung der oberflächennahen, an Störungen gebundenen Deformation. Nach allgemeinen Parameterstudien soll das gekoppelte DEM-FEM-Modell zur numerischen Simulation der Entwicklung einer Kontinent-Kontinent-Kollisisonszone und eines Riftbeckens sowie der Exhumierung eines metamorphen Kernkomplexes angewandt werden. Von besonderem Interesse sind dabei die Lokalisierung von Spannungen und die Bruchbildung in der Oberkruste, die Partionierung der Deformation zwischen spröden und duktilen Krustenbereichen sowie die Perturbation des Spannungsfeldes im Umfeld von Störungen.