TY - CONF A1 - Schepers, Winfried T1 - Die Courant-Friedrichs-Lewy-Bedingung als Genauigkeits- und Stabilitätsbedingung bei FEM-Berechnungen zur Wellenausbreitung N2 - Bei numerischen Berechnungen zur Wellenausbreitung im Zeitbereich mit der FE-Methode wird sehr häufig die Courant-Friedrichs-Lewy-Bedingung als zwingend einzuhaltende Bedingung für das Zeitschrittintegrationsverfahren genannt. Darin wird gefordert, dass eine sich ausbreitende Welle innerhalb eines Zeitschritts nicht mehr als die Distanz zum nächstgelegenen Knotenpunkt zurücklegen dürfe. Dies lässt erwarten, dass es sich um eine physikalisch begründbare Bedingung handelt. Es ist jedoch in der Literatur zu beobachten, dass nicht weiter ausgeführt wird, ob es sich um eine Genauigkeits- oder um eine Stabilitätsbedingung handelt, und ob sie für alle Zeitschrittverfahren einzuhalten ist oder nur für einige spezielle. Auch werden entsprechende Aussagen ohne weiteren Quellennachweis gemacht. Dieser Beitrag erläutert zunächst die Fragestellung, der Courant et al. in der Originalveröffentlichung von 1928 nachgegangen sind, und zeigt auf, welche Bedeutung die von ihnen gefundene Beziehung für die dort untersuchte Fragestellung hat. Anschließend wird der Frage nachgegangen, inwieweit die dort gewonnenen Erkenntnisse auf FEM-Berechnungen übertragen werden können. Die Betrachtung der Stabilitätsbedingungen verschiedener Zeitschrittintegrationsverfahren im Kontext von FEM-Berechnungen in der Strukturdynamik zeigt anschließend, dass es sich bei der CFL-Bedingung nicht um eine physikalisch begründbare Beziehung, sondern um eine rein numerische Bedingung ohne physikalischen Hintergrund handelt. T2 - 19. D-A-CH Tagung Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik CY - Vienna, Germany DA - 18.09.2025 KW - Numerische Methoden KW - Zeitschrittintegration KW - Verkehrserschütterungen PY - 2025 SN - 978-3-200-10710-6 DO - https://doi.org/10.34726/10599 SP - 259 EP - 264 PB - Österreichische Gesellschaft für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik (OGE) CY - Wien AN - OPUS4-64191 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schepers, Winfried T1 - Kritische Betrachtung der Impedanzfunktionen harmonisch angeregter Fundamente N2 - In den aktuellen Entwürfen des Eurocode 8 Teil 5 (FprEN 1998-5:2024) und auch des Euro-codes 7 Teil 3 (E DIN EN 1997-3:2022-10) werden Formeln für die Steifigkeiten eines Hal-braums mit einem darin eingebetteten starren masselosen Rechteckfundament gegenüber einer harmonischen Anregung angegeben. Die Formeln sind im Wesentlichen eine Kombination der Ergebnisse der Veröffentlichungen von Gazetas (1991) und Pais et al. (1988) über Forschungs-arbeiten, die in den 1980er Jahren durchgeführt wurden. Sie basieren auf numerischen Berech-nungen, deren Ergebnisse durch Ausgleichskurven approximiert wurden. Eine genauere Analyse der den Formeln zugrunde liegenden Veröffentlichungen zeigt einige Inkonsistenzen zwischen Eurocodes und den ursprünglichen Veröffentlichungen, deren Ursache nicht ohne weiteres er-kennbar ist. Darüber hinaus werden in den Eurocodes nur frequenzunabhängige Steifigkeiten angegeben. Das führt zu der Frage, wie verlässlich die Formeln sind. An zwei Beispielen wird nachfolgend die Notwendigkeit einer kritischen Verwendung der Impedanzfunktionen gezeigt. T2 - 19. D-A-CH Tagung Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik CY - Vienna, Austria DA - 18.09.2025 KW - Impedanzen KW - Wellenausbreitung KW - Erschütterungen PY - 2025 SN - 978-3-200-10710-6 DO - https://doi.org/10.34726/10599 SP - 245 EP - 246 PB - Österreichische Gesellschaft für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik (OGE) CY - Wien AN - OPUS4-64187 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schepers, Winfried T1 - Kritische Betrachtung der Impedanzfunktionen harmonisch angeregter Fundamente N2 - In den aktuellen Entwürfen des Eurocode 8 Teil 5 (FprEN 1998-5:2024) und auch des Euro-codes 7 Teil 3 (E DIN EN 1997-3:2022-10) werden Formeln für die Steifigkeiten eines Hal-braums mit einem darin eingebetteten starren masselosen Rechteckfundament gegenüber einer harmonischen Anregung angegeben. Die Formeln sind im Wesentlichen eine Kombination der Ergebnisse der Veröffentlichungen von Gazetas (1991) und Pais et al. (1988) über Forschungs-arbeiten, die in den 1980er Jahren durchgeführt wurden. Sie basieren auf numerischen Berech-nungen, deren Ergebnisse durch Ausgleichskurven approximiert wurden. Eine genauere Analyse der den Formeln zugrunde liegenden Veröffentlichungen zeigt einige Inkonsistenzen zwischen Eurocodes und den ursprünglichen Veröffentlichungen, deren Ursache nicht ohne weiteres er-kennbar ist. Darüber hinaus werden in den Eurocodes nur frequenzunabhängige Steifigkeiten angegeben. Das führt zu der Frage, wie verlässlich die Formeln sind. An zwei Beispielen wird nachfolgend die Notwendigkeit einer kritischen Verwendung der Impedanzfunktionen gezeigt. T2 - 19. D-A-CH Tagung Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik CY - Vienna, Germany DA - 18.9.2025 KW - Impedanzen KW - Wellenausbreitung KW - Erschütterungen PY - 2025 AN - OPUS4-64188 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Anwendungsszenarien und Referenzanwendungen sensorbasiertes Monitoring N2 - Präsentiert wird eine Kategorisierung von Anwendungsszenarien für sensorbasiertes Monitoring und die Planung für die Referenzbauwerke mit SHM-Anwendungen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens Aistec Pro werden Anwendungsszenarien für sensorbasiertes Monitoring kategorisiert und in Referenzanwendungen umgesetzt. Der Vortrag gibt einen Überblick über die abgeschlossene Planung. T2 - Jahrestreffen Verbund Aistec-Pro CY - Bonn, Germany DA - 17.09.2025 KW - SHM KW - Monitoring KW - Brückensicherheit KW - Aistec Pro PY - 2025 AN - OPUS4-64124 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Farhat, Abbas A1 - Luu, Li-Hua A1 - Doghmane, Alexis A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Benahmed, Nadia A1 - Wichtmann, Torsten A1 - Philippe, Pierre T1 - Micro and macro mechanical characterization of artificial cemented granular materials N2 - The focus of this study is the experimental characterization of cemented granular materials, with the aim of identifying the microscopic properties of the solid bonds and describing the extension to macroscopic mechanical strength of cemented samples.We chose to use artificially bonded granular materials, made of glass beads connected by solid paraffin bridges. The results of several sets of laboratory tests at different scales are presented and discussed. Micromechanical tests investigate the yield strength of single solid bonds between particles under traction, shearing, bending and torsion loading, as a function of variations in particle size, surface texture and binder content. Macro-scale tensile tests on cemented samples explore then the scale transition, including influence of confining walls through homothetic variations of the sample size. Despite the large statistical dispersion of the results, it was possible to derive and validate experimentally an analytical expression for micro tensile yield force as a function of the binder content, coordination number and grain diameter. In view of the data, an adhesive bond strength at the contact between bead and solid bond is deduced with very good accuracy and it is even reasonable to assume that the other threshold values (shear force, bending and torsion moments) are simply proportional to the tensile yield, thus providing a comprehensive 3D model of cemented bond. However, the considerable dispersion of the data at the sample scale prevents validation of the extended model for macroscopic yield stress. A final discussion examines the various factors that may explain intrinsic variability. By comparison with other more realistic systems studied in the literature in the context of bio-cementation, our artificial material nevertheless appears suitable for representing a cemented granular material. Being easy to implement, it could thus enable the calibration of discrete cohesion models for simulation of practical applications. KW - Cemented granular material KW - Micro-mechanical characterisation KW - Artificial soils KW - Yield tensile stress PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1007/s10035-024-01426-2 SN - 1434-5021 VL - 26 IS - 3 SP - 1 EP - 20 PB - Springer CY - Berlin AN - OPUS4-63507 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kemmler, Samuel A1 - Rettinger, Christoph A1 - Rüde, Ulrich A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Köstler, Harald T1 - Efficiency and scalability of fully-resolved fluid-particle simulations on heterogeneous CPU-GPU architectures N2 - Current supercomputers often have a heterogeneous architecture using both conventional Central Processing Units (CPUs) and Graphics Processing Units (GPUs). At the same time, numerical simulation tasks frequently involve multiphysics scenarios whose components run on different hardware due to multiple reasons, e.g., architectural requirements, pragmatism, etc. This leads naturally to a software design where different simulation modules are mapped to different subsystems of the heterogeneous architecture. We present a detailed performance analysis for such a hybrid four-way coupled simulation of a fully resolved particle-laden flow. The Eulerian representation of the flow utilizes GPUs, while the Lagrangian model for the particles runs on conventional CPUs. Two characteristic model situations involving dense and dilute particle systems are used as benchmark scenarios. First, a roofline model is employed to predict the node level performance and to show that the lattice-Boltzmann-based Eulerian fluid simulation reaches very good performance on a single GPU. Furthermore, the GPU-GPU communication for a large-scale Eulerian flow simulation results in only moderate slowdowns. This is due to the efficiency of the CUDA-aware MPI communication, combined with the use of communication hiding techniques. On 1024 A100 GPUs, an overall parallel efficiency of up to 71% is achieved. While the flow simulation has good performance characteristics, the integration of the stiff Lagrangian particle system requires frequent CPU-CPU communications that can become a bottleneck, especially when simulating the dense particle system. Additionally, special attention is paid to the CPU-GPU communication overhead since this is essential for coupling the particles to the flow simulation. However, thanks to our problem-aware co-partitioning, the CPU-GPU communication overhead is found to be negligible. As a lesson learned from this development, four criteria are postulated that a hybrid implementation must meet for the efficient use of heterogeneous supercomputers. KW - Discrete element method KW - Hybrid implementation KW - High-performance computing KW - Particulate flow KW - Lattice Boltzmann method PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-623958 DO - https://doi.org/10.1177/10943420241313385 SN - 1741-2846 SP - 1 EP - 19 PB - SAGE Publications AN - OPUS4-62395 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zinas, Orestis A1 - Papaioannou, Iason A1 - Schneider, Ronald A1 - Cuéllar, Pablo T1 - Multivariate Gaussian Process Regression for 3D site characterization from CPT and categorical borehole data N2 - Accurate prediction of subsurface stratigraphy and geotechnical properties, along with quantification of associated uncertainties, is essential for improving the design and assessment of geotechnical structures. Several studies have utilized indirect data from Cone Penetration Tests (CPTs) and employed statistical and Machine Learning methods to quantify the geological and geotechnical uncertainty. Incorporating direct borehole data can reduce uncertainties. This study proposes a computationally efficient multivariate Gaussian Process model that utilizes site-specific data and: (i) jointly models multiple categorical (USCS labels) and continuous CPT variables, (ii) learns a non-separable covariance structure leveraging the Linear Model of Coregionalization, and (iii) predicts a USCS based stratigraphy and CPT parameters at any location within the 3D domain. The results demonstrate that integrating geotechnical and geological data into a unified model yields more reliable predictions of subsurface stratification, enabling the parallel interpretation of both USCS classification and CPT profiles. Importantly, the model demonstrates its potential to integrate multiple variables from different sources and data types, contributing to the advancement of methodologies for the joint modeling of geotechnical, geological, and geophysical data. KW - Geotechnical site-characterization KW - Cone Penetration Tests KW - Stratigraphy prediction KW - Multivariate Gaussian process KW - Variational inference KW - Linear Model of Coregionalization PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-629456 DO - https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2025.108052 SN - 1872-6917 VL - 352 SP - 1 EP - 19 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-62945 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herrmann, Ralf A1 - Schneider, Ronald A1 - Simon, Patrick A1 - Hille, Falk A1 - Said, Samir A1 - Baeßler, Matthias ED - Curbach, M. ED - Marx, S. ED - Scheerer, S. ED - Hampel, T. T1 - Structural Health Monitoring der Maintalbrücke Gemünden zur Unterstützung einer prädiktiven Instandhaltung N2 - Nach den bisherigen Regeln werden Bauwerksprüfungen von Brücken in starr definierten Intervallen durchgeführt. Diese starre, periodische, zustandsbasierte Instandhaltungsstrategie soll zukünftig durch eine flexible und prädiktive Instandhaltung ersetzt werden. Hierbei sollen Inspektionen und Instandhaltungsmaßnahmen unterstützt durch autonome Systeme auf der Grundlage von Monitoringdaten geplant und zusätzlich bei unvorhergesehenen Ereignissen ausgelöst werden. Im Rahmen des Verbundforschungsvorhabens AISTEC wird ein Vorgehen für Großbauwerke und kleinere Regelbauwerke zur Umsetzung eines kombinierten globalen, schwingungsbasierten und quasistatischen Monitorings entworfen. An der Maintalbrücke Gemünden – einer semiintegralen Rahmenbrücke aus Spannbeton auf der Schnellfahrstrecke Hannover–Würzburg – wurde als Demonstrator ein Dauermonitoring realisiert. T2 - 11. Symposium Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen (SEUB) CY - Online meeting DA - 08.03.2021 KW - Structural Health Monitoring KW - Umwelteinflüsse KW - Prädiktive Instandhaltung PY - 2021 UR - https://tu-dresden.de/bu/bauingenieurwesen/imb/ressourcen/dateien/veranstaltungen/seub/11-seub-2021/2021_SEUB11_06_Herrmann_et_al.pdf?lang=de VL - 55 SP - 66 EP - 76 PB - Technische Universität Dresden CY - Dresden AN - OPUS4-52810 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Haake, Gerrit T1 - ReNEW - Entscheidungstools für die Nutzungsverlängerung und das Repowering von Windenergieanlagen N2 - Der Vortrag gibt einen Überblick über gängige Nachnutzungskonzepte, die im Rahmen des Forschungsvorhabens ReNEW untersucht werden. Hierzu wir eine probabilistisches Entscheidungsmodell eingeführt. Die Möglichkeiten von Bauwerksertüchtigungen werden erörtert. T2 - RAVE ROWD Workshop 2024 CY - Hannover, Germany DA - 10.12.2024 KW - Windenergieanlagen KW - Bauwerksertüchtigung KW - Offshore-Windparks KW - Repowering PY - 2024 AN - OPUS4-62237 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Eichner, Lukas A1 - Gerards-Wünsche, Paul A1 - Happel, Karina A1 - Weise, Sigurd A1 - Haake, Gerrit A1 - Sieber, Lars A1 - Flederer, Holger A1 - Schneider, Ronald A1 - Herrmann, Ralf A1 - Hille, Falk A1 - Baeßler, Matthias A1 - Huhn, Holger A1 - Küchler, Andreas T1 - Digitales Datenmanagement für die Instandhaltung von Offshore-Windparks T1 - Digital data management for maintenance in offshore wind farms N2 - Im Forschungsprojekt DiMoWind-Inspect wurde untersucht, welche Grundvoraussetzungen geschaffen werden müssen, um digitale Methoden für die Instandhaltung von Offshore-Windenergieanlagen einsetzen zu können. Daten aus allen Lebensphasen der Anlagen werden derzeit nur selten effizient dafür genutzt, um die sinnvollsten Instandhaltungsmaßnahmen am richtigen Ort, zum richtigen Zeitpunkt und mit den geringsten Kosten durchzuführen. Eine im Vorhaben entwickelte einheitliche Strukturierung der bisher häufig unstrukturierten Bau- und Instandhaltungsdaten ermöglicht ihre übergreifende, anwenderspezifische Verfügbarkeit. Hierfür werden Prinzipien des Referenzkennzeichnungssystems RDS-PP adaptiert. Es wird aufgezeigt, wie neben Bauteilen auch zusätzliche Informationen wie Instandhaltungsmaßnahmen oder Mängel strukturiert werden können. Dem Ansatz des Building Information Modeling folgend werden die Bauwerkskomponenten direkt mit den Informationen aus Inspektionen und weiteren Instandhaltungsmaßnahmen verknüpft. So können Informationen aus dem Betrieb über den Zustand der Struktur verarbeitet und für die maßgebenden Berechnungen und Nachweise zur Verfügung gestellt werden. Als Anwendungsfall wird ein zweistufiges Konzept vorgestellt, das zur Bewertung der Ermüdungslebensdauer eines korrosionsgeschädigten Konstruktionsdetails der Gründungsstruktur einer Offshore-Windenergieanlage mit Informationen aus der Instandhaltung eingesetzt wird. N2 - The DiMoWind-Inspect research project explored the essential requirements for implementing digital methods in the maintenance of offshore wind turbines. Currently, data from all stages of the turbines' lifecycles are underutilized, leading to suboptimal maintenance actions being taken in terms of location, timing, and cost. A consistent structuring of previously often unstructured construction and maintenance data developed in the project enables their cross-disciplinary, user-specific availability. To accomplish this, the principles of the Reference Designation System for Power Plants RDS-PP are applied. In this way, additional information, such as maintenance measures or defects, can be structured alongside components. The components of the structures are directly linked with information from inspections and other maintenance activities, following the Building Information Modeling approach. This allows for processing operational information about the condition of the structure and providing it for relevant calculations and assessments. As a use case, a two-stage concept is presented, utilizing maintenance information to assess the fatigue life of a corrosion-damaged structural detail in the support structure of an offshore wind turbine. KW - Building Information Modeling KW - Datenmanagement KW - Instandhaltung KW - Offshore-Windenergie KW - Referenzkennzeichnungssystem PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1002/bate.202400026 VL - 101 IS - 10 SP - 558 EP - 567 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-60765 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Strangfeld, Christoph T1 - Moisture diffusion affected by the Knudsen effect in temporal changing pore networks N2 - Almost all building materials in civil engineering have an open porosity and interact with or are affected by the environmental conditions. Structures might suffer from effects such as moisture adsorption, carbonation, corrosion, penetration of salt ions and chemical substances, etc. In the hygroscopic range, these processes are mostly driven by diffusion. Due to the confinement of small pores ( 1 m), the Knudsen effect reduces the molecular diffusion. This reduction can become more significant in case of temporal changing pore systems because of physisorption of water vapor, carbonation, or chemisorption. In this study, unstabilised earth blocks and earth masonry are investigated. In a first step, the pore size distribution of the blocks is measured and sorption isotherms are recorded in experiments. Besides the ordinary physisorption, the involved clay minerals undergo swelling or shrinking due to chemisorption. The following two effects must be considered: first, the reduction of the available pore space by the adsorbed water layer. For this, the Hillerborg sorption theory is used, which is a combination of the well-known Brunauer-Emmett-Teller sorption theory and the Kelvin equation. This allows the computation of adsorbed water layers even in curved pore geometries. Second, the variation of the initial pore size distribution due to chemisorption needs to be modelled. Based on these two models, the effective diffusion coefficient can be predicted. For validation, arrays of relative humidity sensors were embedded into a free-standing earth masonry wall. This monitoring was carried out over more than a year to have a broad variety of environmental conditions and was located in Berlin, Germany. The prediction of the effective diffusion coefficient can also be transferred to other processes and allows the investigation of materials having temporarily changing pore systems. Examples are the carbonation of cementitious materials, alkali silica reaction, calcium leaching of long-lasting structures, etc. This effect becomes most prominent in the meso-pore range and might alter the effective diffusion coefficient by more than 100 %. T2 - 4th International Congress on Materials & Structural Stability CY - Rabat, Morocco DA - 08.03.2023 KW - Earth masonry KW - Material moisture KW - Molecular diffusion KW - Chemisoprtion KW - Knudsen effect KW - Physisorption PY - 2023 AN - OPUS4-57140 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Vibration-based system identification of a large steel box girder bridge N2 - The Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) collaborates with TNO to develop a software framework for automated calibration of structural models based on monitoring data. The ultimate goal is to include such models in the asset management process of engineering structures. As a basis for developing the framework, a multi-span road bridge consisting of ten simply supported steel box girders was selected as a test case. Our group measured output-only vibration data from one box girder under ambient conditions. From the data, we determined eigenfrequencies and mode shapes. In parallel, we developed a preliminary structural model of the box girder for the purpose of predicting its modal properties. In this contribution, we provide an overview of the measurement campaign, the operational modal analysis, the structural modeling and qualitatively compare the identified with the predicted modes. As an outlook, we discuss the further steps in the calibration process and future applications of the calibrated model. T2 - XII International Conference on Structural Dynamics (EURODYN 2023) CY - Delft, Netherlands DA - 02.07.2023 KW - Bridge KW - Safety KW - Fatigue KW - Modal system identification KW - Model updating PY - 2023 AN - OPUS4-57863 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gerards-Wünsche, Paul A1 - Ratkovac, Mirjana A1 - Schneider, Ronald A1 - Hille, Falk A1 - Baeßler, Matthias T1 - A framework for assessing the reliability of crack luminescence – an automated fatigue crack detection system N2 - The new crack luminescence method offers the possibility of making fatigue surface cracks in metallic materials more visible during inspections through a special coating system. This coating system consists of two layers, whereby the first layer has fluorescent properties and emits visible light as soon as it is irradiated by UV light. The top layer is black and is designed to prevent the fluorescent layer from emitting if no crack develops in the underlying material. The technique proved particularly useful in a wide variety of fatigue tests of steel components under laboratory conditions. Moreover, it has the potential to be used in various industrial applications. To enable industrial deployment and integration into maintenance strategies, a concept study is developed in this contribution, resulting in a qualification framework that can serve as a foundation for determining the reliability of the crack luminescence system in terms of a probability of detection curve. Within this study, factors causing measurement variability and uncertainty are being determined and their influences assessed. Due to the extension of the system by a moving computer vision system for automated crack detection using artificial intelligence, additional long-term effects associated with structural health monitoring systems need to be incorporated into an extended probability of detection study as part of the technical justification. Finally, important aspects and findings related to design of experiments are discussed, and a framework for reliability assessment of a new optical crack monitoring method is presented, emphasizing the influence of various uncertainty parameters, including long-term effects such as system ageing. T2 - SPIE Conference Smart Structures + Nondestructive Evaluation 2023 CY - Long Beach, CA, USA DA - 24.03.2023 KW - Structural Health Monitoring KW - Non-Destructive Evaluation KW - Probability of Detection KW - Reliability KW - Artificial Intelligence KW - Computer Vision KW - Crack Luminescence KW - Wind PY - 2023 SN - 978-1-5106-6086-1 DO - https://doi.org/10.1117/12.2658390 SP - 1 EP - 15 AN - OPUS4-57244 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Balscheit, Hagen A1 - Schepers, Winfried A1 - Victor, Albrecht A1 - Daryaei, Reza A1 - Bianco, Marcelo A1 - Starost, Christina T1 - Close-out Webinar OWA VERBATIM N2 - The risk of pile base buckling is a major reason for high pile wall thicknesses in monopiles. The VERBATIM project - Verification of the buckling detection and behaviour of large monopiles - aimed to investigate buckling phenomena related to both the plastic deformation of the pile tip during installation and the buckling of the embedded pile near the seabed. Numerical models were developed and validated on the basis of extensive tests. This enables a better understanding of the buckling behaviour in order to reduce the wall thickness, which allows cost savings in the amount of steel and the development of safer and optimised structures. The previous design procedures were able to ensure the successful installation of the monopiles. However, as the size of monopiles continues to increase, the development of improved design methods for safe and cost-effective foundations is becoming increasingly important. The presentation provides an overview of the investigations carried out and the results. T2 - Webinar Carbon Trust Offshore Wind Accelerator CY - Online meeting DA - 22.05.2024 KW - Offshore Windenergy Pile Buckling PY - 2024 AN - OPUS4-60348 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eichner, Lukas A1 - Thiele, Marc A1 - Hille, Falk A1 - Baeßler, Matthias T1 - Digitale Modellierungsprozesse in der wiederkehrenden Prüfung von Windenergieanlagen - DiMoWind-Inspect - Abschlusstreffen N2 - Dieses Dokument enthält die Präsentationsfolien des BAM-Teams beim Abschlusstreffen des Forschungsprojekts DiMoWind-Inspect. Es wurden die Arbeitspakete Datenmanagement, Referenzkennzeichnungssystem, Grundlagen der Schadensbewertung, Risikobasierte Inspektions- und Instandhaltungsplanung und Schadensdetektion mittels Risslumineszenz sowie eine abschließende Bewertung des Projekts vorgestellt. T2 - DiMoWind-Inspect - Abschlusstreffen CY - Berlin, Germany DA - 12.09.2024 KW - Building Information Modeling (BIM) KW - Referenzkennzeichnungssystem KW - Risslumineszenz (Riluminati) KW - Risikobasierte Inspektionsplanung (RBI) PY - 2024 AN - OPUS4-61054 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Balscheit, Hagen T1 - Evaluation of pile tip buckling based on large scale tests N2 - Der Vortrag zum zugehörigen Konferenzbeitrag beschreibt eine groß angelegte Feldtestkampagne mit 16 Rammversuchen, um das Risiko des plastischen Versagens der Pfahlspitzen besser zu verstehen Ein numerisches Modell mit transientem Bodenkontakt zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Testergebnissen. Parametervariationen verdeutlichen, wie empfindlich die Pfahlreaktion auf Imperfektionen und Randbedingungen ist. T2 - 5th International Symposium on Frontiers in Offshore Geotechnics (ISFOG) CY - Nantes, France DA - 09.06.2025 KW - Pile Tip Buckling KW - Monopile KW - Offshore Windenergy KW - Driving Refusal KW - Large Scale Test PY - 2025 AN - OPUS4-63391 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Probabilistic approaches to the design and assessment of offshore foundations considering spatially varying site conditions N2 - In this presentation, we discuss the potential of probabilistic approaches to the design and assessment of offshore foundations. The potential is demonstrated in a numerical example considering a laterally loaded monopile. As an outlook, we present a concept for managing the risk associated with installing large monopiles. T2 - 3rd International Conference on Structural Integrity for Offshore Energy Industry (SI 2021) CY - Online meeting DA - 15.11.2021 KW - Offhore KW - Foundations KW - Probabilistic KW - Design KW - Assessment PY - 2021 AN - OPUS4-53748 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Patrick A1 - Schneider, Ronald A1 - Baeßler, Matthias A1 - Morgenthal, Guido T1 - Parallelized adaptive Bayesian updating with structural reliability methods for inference of large engineering models N2 - The reassessment of engineering structures, such as bridges, now increasingly involve the integration of models with realworld data. This integration aims to achieve accurate ‘as-is’ analysis within a digital twin framework. Bayesian model updating combines prior knowledge and data with models to enhance the modelling accuracy while consistently handling uncertainties. When updating large engineering models, numerical methods for Bayesian analysis present significant computational challenges due to the need for a substantial number of likelihood evaluations. The novelty of this contribution is to parallelize adaptive Bayesian Updating with Structural reliability methods combined with subset simulation (aBUS) to improve its computational efficiency. To demonstrate the efficiency and practical applicability of the proposed approach, we present a case study on the Maintalbrücke Gemünden, a large railway bridge. We leverage modal property data to update a linear-elastic dynamic structural model of the bridge. The parallelized aBUS approach significantly reduces computational time, making Bayesian updating of large engineering models feasible within reasonable timeframes. The improved efficiency allows for a wider implementation of Bayesian model updating in structural health monitoring and maintenance decision support systems. KW - Bayesian model updating KW - Bayesian updating with structural reliability methods KW - Structural health monitoring KW - Parallelization KW - Modal analysis KW - Railway bridge PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-633686 DO - https://doi.org/10.1177/13694332251346848 SN - 1369-4332 SN - 2048-4011 SP - 1 EP - 26 PB - Sage AN - OPUS4-63368 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Benseghier, Z. A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Luu, L.-H. A1 - Bonelli, S. A1 - Philippe, P. T1 - A parallel GPU-based computational framework for the micromechanical analysis of geotechnical and erosion problems N2 - This article deals with the relevance and practical feasibility of micromechanical simulations for their application to general geomechanical problems involving fluid-saturated granular assemblies, whether frictional or cohesive. A set of conceptual and numerical tools is here presented, advocating for a parallel computation using graphical processing units (GPUs) to treat large numbers of degrees of freedom with conventional Desktop computers. The fluid phase is here simulated with a particle-resolved approach in the frame of the Lattice Botzmann Method (LBM) while the granular solid phase is modelled as a collection of discrete particles from a Molecular Dynamics DEM perspective. The range of possible material behaviours for the solid granular phase is intended here to cover a broad spectrum from purely frictional to viscous cohesive materials with either brittle or transient debonding features. Specific details of the implementation and some validation cases are put forward. Finally, some exemplary applications in the fields of soil erosion and geotechnical profile installation are provided along with a discussion on the parallel performance of the presented models. The results show that a micromechanical approach can be feasible and useful in practice, providing meaningful insights into complex engineering problems like the erosion kinetics of a soil under an impinging jet or the penetration resistance of a deep foundation in a layered soil profile. KW - Offshore geomechanics KW - Erosion KW - Micromechanical modelling KW - LBM-DEM KW - GPU Parallel computing PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-502309 DO - https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2019.103404 VL - 120 SP - Paper 103404, 1 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50230 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Balscheit, Hagen A1 - Geißler, Peter A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Basedau, Frank A1 - Baeßler, Matthias T1 - Large-scale field tests on plastic pile tip failure upon monopile installation N2 - Large-diameter monopiles are the most common foundation structures for offshore wind turbines. One relevant failure mode during installation is plastic failure of the pile tip which may increase progressively during further driving (pile tip buckling; extrusion buckling). This paper presents the details and results of a large-scale field-test campaign with dynamic pile installation for the validation and calibration of different numerical approaches concerning pile-tip buckling phenomena. The phenomenology of observed pile-tip failures is here described in detail and a first quantitative approach is evaluated based on the field-test data. As the number of new projects continues to grow and the necessity to construct wind farms in challenging terrain increases, such field data-sets will become increasingly relevant. KW - Monopile KW - Offshore Windenergy KW - Pfahlfußbeulen KW - Pile Tip Buckling KW - Reference Tests PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-611651 DO - https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.119322 VL - 313 SP - 1 EP - 14 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-61165 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -