Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
A multiscale model of terrain dynamics for real-time earthmoving simulation
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik. Algoryx Simulation AB, Umeå, Sweden. (Digital Physics)ORCID-id: 0000-0002-0787-4988
Algoryx Simulation AB, Umeå, Sweden.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik. Algoryx Simulation AB, Umeå, Sweden.
2021 (Engelska)Ingår i: Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences, E-ISSN 2213-7467, Vol. 8, nr 1, artikel-id 11Artikel i tidskrift (Övrigt vetenskapligt) Published
Abstract [en]

A multiscale model for real-time simulation of terrain dynamics is explored. To represent the dynamics on different scales the model combines the description of soil as a continuous solid, as distinct particles and as rigid multibodies. The models are dynamically coupled to each other and to the earthmoving equipment. Agitated soil is represented by a hybrid of contacting particles and continuum solid, with the moving equipment and resting soil as geometric boundaries. Each zone of active soil is aggregated into distinct bodies, with the proper mass, momentum and frictional-cohesive properties, which constrain the equipment’s multibody dynamics. The particle model parameters are pre-calibrated to the bulk mechanical parameters for a wide range of different soils. The result is a computationally efficient model for earthmoving operations that resolve the motion of the soil, using a fast iterative solver, and provide realistic forces and dynamic for the equipment, using a direct solver for high numerical precision. Numerical simulations of excavation and bulldozing operations are performed to test the model and measure the computational performance. Reference data is produced using coupled discrete element and multibody dynamics simulations at relatively high resolution. The digging resistance and soil displacements with the real-time multiscale model agree with the reference model up to 10–25%, and run more than three orders of magnitude faster.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Springer, 2021. Vol. 8, nr 1, artikel-id 11
Nyckelord [en]
Deformable terrain, Discrete element method, Multibody dynamics, Multiscale, Real-time simulation, Soil mechanics
Nationell ämneskategori
Teknisk mekanik Beräkningsmatematik Annan fysik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-176350DOI: 10.1186/s40323-021-00196-3ISI: 001043770900001Scopus ID: 2-s2.0-85105991856OAI: oai:DiVA.org:umu-176350DiVA, id: diva2:1485087
Forskningsfinansiär
eSSENCE - An eScience CollaborationTillgänglig från: 2020-11-01 Skapad: 2020-11-01 Senast uppdaterad: 2025-08-28Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(10735 kB)1010 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT02.pdfFilstorlek 10735 kBChecksumma SHA-512
737e5ec1deb68b5238ff35a0e65b2afb0bf94593347978c54be028fb60bc624d2107651675e38c85ed169e0f1ab651f8b24f123f8818383aa0e784d7f92cfe89
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Servin, Martin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Servin, Martin
Av organisationen
Institutionen för fysik
I samma tidskrift
Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences
Teknisk mekanikBeräkningsmatematikAnnan fysik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 1014 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 1232 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf