Gesamtsystem-Optimierung durch simultane Subsystem-Optimierung anhand des Beispiels Körperschallminimierung von Oberbau und Tunnelkonstruktion in Schienenverkehrstunneln

• Applicant: Wolf-Jürgen Gerasch
• Subject Area: Mechanics
• Term: from 1994 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5288188

Durch eine Optimierung des Gesamtsystems von der Emissionsquelle (Kontakt Rad/Schiene) bis zum Immissionsort (Erdboden/Nachbarschaftsbebauung) soll eine Körperschallminimierung in der Tunnelnachbarschaft erreicht werden. Im ersten Bearbeitungszeitraum des Vorhabens (l. bis 3. Jahr) wurden die einzelnen Subsysteme (Erregung, Oberbau, Tunnel, Erdboden, Nachbarschaftsgebäude) hinsichtlich einer modellmäßigen Erfassung untersucht und insbesondere die körperschallverringernde Wirkung unterschiedlicher 0berbauausführungen analysiert. Zur Optimierung von Submodellen wurden grundlegende Überlegungen angestellt. Im laufenden 4. Antragsjahr wurde der Schwerpunkt auf die Erarbeitung praktikabler Modellierungs- und Lösungsstrategien mit Hinblick auf das Forschungsziel Körperschallminimierung gelegt. Es wurde ein Modell für das Gesamtsystem vorgeschlagen und eine Lösungsstrategie erarbeitet. Ausgehend vom Gesamtsystem wurden einfachere Untermodelle abgeleitet, um einerseits die Optimierungsrechnung an diesen überschaubaren Teilsystemen zu erproben und andererseits erste Erkenntnisse über Einflüsse der einzelnen Parameter auf die Lösung zu gewinnen. Es erfolgte eine umfassende Einarbeitung in das Gebiet der mathematischen Tragwerksoptimierung, was erforderlich ist, um das Werkzeug Optimierungsprogramm bei komplexeren Systemen mit allen zur Verfügung stehenden Möglichkeiten (speziell bei der Diskussion der Ergebnisse) nutzen zu können. Im beantragten dritten Bearbeitungszeitraum soll das Gesamtsystem Tunnel im Boden mit Hilfe eines am Institut zur Verfügung stehenden OptimierungsprogrammSystems (NASTRAN) und in Kombination mit einem analytischen Verfahren optimiert werden. Erkenntnisse aus den Analysen der Teilsysteme sollen in das Modell des Gesamtsystems einfließen. Abschließend soll eine Verifizierung der Ergebnisse anhand von Messungen erfolgen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr.-Ing. Norbert Cottin