Numerische Modellierung von Naturgefahren

Extreme Naturereignisse werden immer häufiger und intensiver, doch viele Schutzkonstruktionen und Konstruktionsstandards basieren nach wie vor auf veralteten Annahmen hinsichtlich des Ausmaßes und der Häufigkeit der Gefahren. Traditionelle Ingenieursmodelle vereinfachen oft physikalische Prozesse und haben Schwierigkeiten, die komplexen Wechselwirkungen zwischen fließendem Material, Gelände und Infrastruktur zu erfassen.

Es besteht ein großer Bedarf an physikalisch genauen, rechnerisch effizienten und prädiktiven Modellen, die eine risikobewusste Planung und Entscheidungsfindung in Echtzeit unterstützen können. Daher besteht die Motivation darin, die Lücke zwischen fortschrittlichen numerischen Methoden und praktischen technischen Anwendungen zu schließen, um zuverlässigere Vorhersagen über Naturgefahren und deren Auswirkungen auf die Gesellschaft zu ermöglichen.

Letztendlich trägt diese Forschung zu einer sichereren Infrastruktur und verbesserten Strategien zur Gefahrenminderung in einem sich wandelnden Klima bei.

• Numerische Simulation von Naturgefahren
  • Überschwemmungen, Murgänge, Erdrutsche, Lawinen und Steinschläge
  • Mehrphasenströmung und Modellierung granularer Materialien
• Material Point Method (MPM)
  • Randbedingungen in MPM (Reibung, Aufprall, Materialeinlass/-auslass)
  • Modellierung großer Verformungen und Stöße
  • Konstitutive Modellierung
• Gekoppelte multiphysikalische Simulationen
  • Fluid-Struktur-, Boden-Struktur- und Fluid-Boden-Interaktion
  • Sedimenttransport und Modellierung von Murgängen
  • Wechselwirkungen von granularen Strömungen mit Schutzbauwerken (z. B. Netze, Dämme, Barrieren)
  • Kopplung MPM-Shallow Water