Expand Structural Analyses
for Geotechnical Applications with the Geomechanics Module


Simulation Software for Modeling Nonlinear Mechanical Behavior in Soil, Concrete, and Rock

터널, 굴착, 사면 안정성 및 지지구조물의 분석은 지반관련 맞춤형 비선형 재질 모델의 설정이 필요합니다. Structural Mechanics Module 에 추가하여 사용 가능한 Geomechanics Module은 토질, 콘크리트 및 암석과 관련한 변형, 소성, 크리프 및 파손 모델에 대해 내장되어 있는 재질 모델을 제공됩니다. 또한, von Mises 및 Tresca 응력 한계를 통해 소성을 구현하는 표준 비선형 재질 모델을 포함하고 있습니다.

내장 재질 모델에 더하여, 방정식 기반 모델을 통해 변수, 응력 및 변형률 불변량과 같은 수학적인 표현을 통해 사용자가 직접 정의하는 항복 함수로 입력할 수 있습니다. 또한, 온도장 혹은 정수압과 같은 다른 종속 변수를 포함하는 재질 물성을 정의할 수 있습니다.

실제 물리현상에 부합하는 보다 정확한 분석을 위해, Geomechanics Module에 COMSOL®에 있는 다른 제품군의 기능을 조합하는 연성 효과를 포함할 수 있습니다. 예를 들어, Subsurface Flow Module에 있는 다공성 매질 내의 유동, 다공탄성, 용질이송 및 열전달을 포함한 모델링이 가능합니다.


Material Models Available in the Geomechanics Module

Soil Plasticity

  • Mohr–Coulomb
  • Elliptic cap
  • Tension cutoff
  • Dilation angle
  • Drucker–Prager
  • Elliptic cap
  • Tension cutoff
  • Matsuoka–Nakai
  • Lade–Duncan

Elastoplastic Soil

  • Modified Cam–Clay
  • Modified structured Cam–Clay
  • Extended Barcelona basic
  • Hardening soil

Concrete

  • Ottosen
  • Bresler–Pister
  • William–Warnke
  • Tension cutoff

Rock

  • Original Hoek–Brown
  • Generalized Hoek–Brown
  • Tension cutoff

Plasticity

  • Von Mises
  • Tresca

Creep

  • Volumetric
  • Deviatoric
  • Potential
  • User defined

Damage

  • Equivalent strain criterion
  • Rankine
  • Smooth Rankine
  • Norm of elastic strain tensor
  • User defined
  • Regularization
  • Crack band
  • Implicit gradient

Nonlinear Elasticity

  • Ramberg–Osgood
  • Hyperbolic Law
  • Hardin–Drnevich
  • Duncan–Chang
  • Duncan–Selig
  • User defined


사면 안정성 평가 해석은 Mohr–Coulomb 모델에서 묘사 가능한 토질의 소성 및 Darcy's law에 의해 묘사 가능한 다공성 토양을 통해 유체 흐름을 갖는 제방 댐 모델에서 구동합니다. 도출 결과는 제방(사면)의 변위 및 압력 수두(유선)를 나타냅니다.

사면 안정성 평가 해석은 Mohr–Coulomb 모델에서 묘사 가능한 토질의 소성 및 Darcy’s law에 의해 묘사 가능한 다공성 토양을 통해 유체 흐름을 갖는 제방 댐 모델에서 구동합니다. 도출 결과는 제방(사면)의 변위 및 압력 수두(유선)를 나타냅니다.


Drucker–Prager 항복 조건을 이용한 터널 굴착 모델은 토질 내에 작용하는 응력(표면 출력) 및 유효 소성 변형률(등고선 출력)을 나타냅니다.

Drucker–Prager 항복 조건을 이용한 터널 굴착 모델은 토질 내에 작용하는 응력(표면 출력) 및 유효 소성 변형률(등고선 출력)을 나타냅니다.


옹벽을 포함한 토양 굴착 결과를 나타내는 COMSOL Multiphysics® 인터페이스. 벽면은 최종상태에서 소성영역을 포함한 상이한 굴착 깊이에 따른 변형을 나타냅니다.

옹벽을 포함한 토양 굴착 결과를 나타내는 COMSOL Multiphysics® 인터페이스. 벽면은 최종상태에서 소성영역을 포함한 상이한 굴착 깊이에 따른 변형을 나타냅니다.


형상, 재질 및 외력/구속 조건을 매개변수화 한 해석 예제는 다양한 결과와 상이한 보강 콘크리트 빔 설계들을 비교하기 위한 해석 결과들을 저장할 수 있는 기능을 포함하고 있습니다.

형상, 재질 및 외력/구속 조건을 매개변수화 한 해석 예제는 다양한 결과와 상이한 보강 콘크리트 빔 설계들을 비교하기 위한 해석 결과들을 저장할 수 있는 기능을 포함하고 있습니다.





Simulation Applications: Customize Inputs and Outputs for Streamlined Design

COMSOL Multiphysics®에 있는 Application Builder를 이용하여, 입력값 및 결과값을 조절해서 시뮬레이션 작업 과정을 단순화시켜 동료들이 해석할 수 있도록 어플리케이션을 만들 수 있습니다. 특정 토양, 암석 및 콘크리트 모델 작업 시, 이러한 기능성은 상이한 재질이 해석에 어떤 영향을 미치는지에 대한 테스트를 수행하는데 특히 유용합니다.

특정 예제를 통해, 형상 치수나 재질 물성, 경계 하중과 같은 설계 매개변수들을 손쉽게 변경할 수 있으며, 내부 소프트웨어 작업에 대한 지식이 없어도 수없이 많은 테스트를 할 수 있습니다. 또한, 보다 신속하게 고유 모델에 대해 테스트를 하거나 다른 프로젝트에 투입할 시간과 리소스를 확보할 수 있도록 팀 동료들이 각자 테스트를 하도록 배포할 수 있습니다.

프로세스는 간단합니다:

1. 여러분의 지반해석 모델을 특정 사용자 인터페이스(simulation application)로 번경합니다.
2. 어플리케이션 사용자들을 위해 입력 및 출력값의 설정으로 어플리케이션을 여러분의 요구에 맞춰 작성합니다.
3. 다른 팀 동료들이 접근 가능한 어플리케이션 제작을 위해 COMSOL Server™ 혹은 COMSOL Compiler™을 사용합니다.
4. 팀 동료들이 더 이상의 도움 없이 독자 해석이 가능하도록 합니다.

여러분은 시뮬레이션 어플리케이션 구축 및 사용을 통해 팀 동료, 조직, 학교 혹은 고객들이 이용할 수 있도록 해석능력을 확장할 수 있습니다.