Videos

3D-Rekonstruktion der Trümmer der Morandi-Brücke

Für eine geplante Revision der frühen Simulationen der Morandi-Brücke, ist dieses 3D-Modell mittels photogrammetrischer Methoden aus dem vorhandenem Bildmaterial entwickelt worden. Dies wird insbesondere zur Validierung der Simulationsergebnisse von Nutzen sein, kann aber auch für sich genommen schon Rückschlüsse auf den Verlauf zulassen.

Es handelt sich genau genommen um mehrere 3D-Rekonstruktionen, aufgenommen zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Aufräumarbeiten, welche zur besseren Veranschaulichung übereinander geblendet werden. Dadurch kann man einen besseren Eindruck der einzelnen Trümmerschichten bekommen, welche sonst nicht direkt ersichtlich ist.

Ein Überlegung ist auch jene, die Trümmerteile in 3D nachzuformen und per Keyframe-Animation an die entsprechenden Originalpositionen an der intakten Brücke zurückzuführen, um so einen besseren Überblick über die tatsächliche Einsturzdynamik, oder mindestens der Bewegungsrichtungen, zu erhalten.

Verbessert werden könnte dieser Ansatz durch den Einsatz einer Kombination von Rigid Body-Simulation und Keyframe-Animation um überdies Kollisionen zu ermöglichen, obwohl die Trümmerteile trotzdem auf ihre vorgegebenen Endpunkte geführt werden. Allerdings könnte sich das in der Praxis als sehr schwierig erweisen und macht daher intensivere Forschung nötig, könnte aber in Zukunft ein interessanter Ansatz für die Rekonstruktion solch katastrophaler Ereignisse sein.

Einsturzsimulation der Morandi-Brücke

Aus aktuellem Anlass habe ich die Morandi-Brücke simuliert, die vor genau zwei Wochen während eines Unwetters einstürzte. Das Modell ist auf Basis von unvollständigen Plänen entwickelt worden, fehlende Informationen wurden daher geschätzt.

Da der genaue Verlauf des Einsturzes noch ungeklärt ist, habe ich fünf unterschiedliche Versagensmöglichkeiten ausprobiert. Die ersten vier sind jeweils der Abriss eines der Tragseile, was die Brücke aus dem Gleichgewicht gebracht haben könnte. Der letzte Test zeigt eine Überlastung der Brücke, wie es z.B. durch sich ansammelndes Regenwasser auf und/oder innerhalb der Brücke hätte auftreten können.

Anhand der Trümmerbilder sind ggf. Rückschlüsse über den tatsächlichen Verlauf möglich.

Satellitenbild zum Vergleich:

Genoa Bridge Satellite Image

Fahrendes und gleichzeitig zerstörbares Auto

Zum ersten Mal habe ich den Bullet Constraints Builder (BCB) nicht zur Simulation von Gebäudeeinstürzen benutzt, sondern um ein Fahrzeug damit zu simulieren. Das Auto basiert auf dem originalem FEM 3D-Modell des Herstellers für LS-DYNA, somit ist eine authentische Grundstruktur zur Simulation gegeben.

Neu beim BCB ist außerdem, dass nun bereits vorhandene Constraints eines Rigs übernommen werden können und dadurch die Konstruktion von mechanisch beweglichen Teilen wie drehbaren Rädern deutlich vereinfacht wird.

Insbesondere beim Arbeiten mit dem Fracture Modifier (FM), der alle Elemente naturgemäß in ein einzelnes, großes Simulationsobjekt zusammenfasst, gehen vorher vorhandene Constraints normalerweise verloren. Der BCB hingegen erkennt diese Abhängigkeiten und kopiert sie zusätzlich mit in das FM-Objekt.

Der Vortrieb des Fahrzeugs erfolgt durch zwei Motor-Constraints, welche auf drehbaren Achsen die Hinterräder antreiben. (Eigentlich hat dieses Auto Vorderradantrieb, aber wir wollen mal nicht so genau sein. ;)) Alles Weitere passiert dann als Resultat der natürlichen physikalischen Gesetze.

Simulation von Mauerwerk – Erste Schritte

Momentan untersuchen wir das Verhalten von Ziegelsteinen und Mörtel genauer, um herauszufinden, wie Mauerwerk mit dem Constraint Solver von Bullet möglichst genau simuliert werden kann. In diesen frühen Tests prüfen wir das Schwingverhalten für bestimmte Anordnungen und Ausrichtungen von schmalen Wandsegmenten. Eine Verformung ist eigentlich nicht erwünscht, sie wird aber durch den Solver induziert und ist nur durch mehr Iterationen in den Griff zu bekommen.

Airbag simulation mit Blender

Vor vielen Jahren schon – als Blender noch in den Kinderschuhen steckte – hatte mich bereits fasziniert, was man mit dem Highend-Physiksimulationsprogramm LS-DYNA alles virtuell nachbilden konnte.

Eines dieser Dinge war, wie sich ein Airbag aufbläst und entfaltet. Allein die Vorstellung, wie man Luft innerhalb einer sich verformenden Geometrie “simulieren” könnte, überstieg meinen damaligen Horizont bei weitem.

Dieser Gedanke kam mir erst kürzlich wieder in den Sinn und ich suchte und fand daraufhin ein Paper über die angewandten Methoden. Jetzt wollte ich es genau wissen!

Beim Lesen wurde mir dann sehr schnell klar, dass man die partikelbasierende Methode in Blender tatsächlich sogar relativ einfach nachbilden kann.

Ich habe also Partikel und Cloth und Force Fields so kombiniert, dass es zu einem vergleichbaren Ergebnissen kam wie bei LS-DYNA und das hat sogar besser funktioniert als erwartet.

Paper: https://goo.gl/22EyDC