Lattice-Boltzmann-Methoden für nichtlineare Festkörpermechanik

In unserer neuesten Veröffentlichung präsentiert Henning Müller eine Lattice-Boltzmann-Methode (LBM) für nichtlineare Festkörpermechanik, basierend auf der Vorarbeit von Erik Faust von der RPTU Kaiserslautern-Landau.

Die Arbeit stellt einer einfache Erweiterung des bisherigen Ansatzes dar, bei dem eine Momentenkette mit konstitutivem Kraftterm aufgestellt wird. Die Auswertung geschieht in der Referenzkonfiguration und die Wechselwirkungskraft ist durch typische Spannungs-Dehnungs-Relationen gegeben. Die Methode ist validiert durch Benchmarks und Simulationen von Wellenausbreitung.

Die Veröffentlichung zeigt zum ersten Mal die Anwendung der LBM für Festkörper mit nichtlinearen Materialgesetzen und bezeugt das Potenzial, dynamische Systeme mit großen Deformationen mit der LBM lösen zu können.

Der Artikel ist als Open Access in Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering verfügbar:

Müller, H., Faust, E., Schlüter, A., Müller, R. Extending the Lattice Boltzmann Method to non-linear elastodynamics, Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 438, 118076 (2025). DOI: 10.1016/j.cma.2025.118076