Kopplung von Finiten Elementen und Randelementen zur Loesung ausgedehnter dynamischer Boden-Bauwerk-Interaktionsprobleme im Frequenzbereich

Ein gaengiges Verfahren zur Beruecksichtigung der Boden-Bauwerk-Interaktion bei dynamischen Fragestellungen ist die Kopplung der Finite-Elemente-Methode (FEM) zur Modellierung des Bauwerks mit Randelementen (BEM) zur Modellierung des Bodens. Mit zunehmender Anzahl der Freiheitsgrade an der Kontaktflaeche zwischen Bauwerk und Boden besteht der zeitlich groesste numerische Aufwand in der Ermittlung der Bodensteifigkeitsmatrix, durch Invertierung, waehrend die Loesung des linearen Gleichungssystems aus der FEM mehr und mehr in den Hintergrund geraet. Durch eine iterative Kopplung von FEM und BEM laesst sich die Invertierung vermeiden, aber das FEM-Gleichungssystem muss dafuer mehrfach geloest werden. Unter welchen Umstaenden der Einsatz der iterativen Kopplung sinnvoll erscheint wird untersucht. Am Beispiel eines aufgeschuetteten Erddammes als Minderungsmassnahme bei der Ausbreitung von Erschuetterungen werden FEM und BEM gekoppelt eingesetzt, und als Ergebnis einer Parameterstudie werden ein Damm und offene und gefuellte Schlitze verglichen. (A) Beitrag zum Themenbereich Numerische Verfahren der 3. VDI-Tagung Baudynamik in Kassel, 14. und 15. Mai 2009. Siehe auch Gesamtaufnahme der Tagung, ITRD-Nummer D365051.