Ayrık Elemanlar Yöntemi Hesaplama Süresini Azaltma Teknikleri: Granüler Zeminlerde Penetrasyon Modellemesi


Creative Commons License

Gezgin A. T., Soltanbeıgı B., Çinicioğlu Ö.

Zemin Mekaniği Ve Geoteknik Mühendisliği 18. Ulusal Kongresi, Kayseri, Türkiye, 29 - 30 Eylül 2022, ss.347-359

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Kayseri
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.347-359
  • Bursa Uludağ Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Ayrık elemanlar yöntemi (DEM) ile zeminler, doğaları gereği sahip oldukları tanecikli yapıda modellenmektedir. Böylece geoteknik problemler tanecik boyutunda incelenebilmektedir. Bununla birlikte, DEM yüksek analiz süresi gibi büyük bir dezavantaja da sahiptir. Oldukça fazla sayıda taneciğin modellenmesi ve belirli bir süre boyunca etkileşimlerinin gözlemlenmesi, korkutucu boyutta hesaplama zamanı gerektirebilir. Bu hesaplama sürelerinin sonuçlara etki etmeden azaltılması amacıyla bu çalışmada granüler zemine penetrasyon problemi üç farklı teknik kullanılarak modellenmiş ve bu tekniklerin geçerlilikleri irdelenmiştir. Bu kapsamda, ilk olarak kullanılacak model parametreleri, literatürde yer alan deneysel bir çalışmanın sonuçları kullanılarak belirlenmiştir. Ardından, önerilen süre azaltma tekniklerinin geçerliliğini değerlendirmek için, bu teknikler kullanılarak bir dizi model hazırlanmıştır. Hazırlanan modellerin her birinin sonuçları, herhangi bir optimizasyon tekniği olmadan hazırlanmış benzer bir modele ait sonuçla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmalar sonucunda önerilen üç yöntemin de hesaplama süresinin azaltılması amacıyla kullanılabileceği anlaşılmıştır. 

Discrete element method (DEM) allows modelling soils by preserving their granular nature. This way it becomes possible to investigate geotechnical problems at particle scale. However, DEM suffers from high computational demand. Modeling great number of particles and observing their interactions over a period of time requires a dauntingly significant amount of computational time. In order to reduce calculation times without affecting results, this study attempts to investigate the feasibility of three different techniques. This is done by considering the problem of penetration into granular media and modelling it by employing  these optimization techniques. Accordingly, firstly, suitable model parameters for a validated DEM model were determined using the experimental results of a study in literature. Following, a series of models were prepared using the proposed techniques to evaluate their validity. The results of each of the prepared models were compared with the result of a similar model prepared without any optimization technique. As a result of the comparisons, it has been seen that all three proposed methods can be used for the purpose of reducing the calculation time.