VTI National Transport Research Database

DIGIRAIL - Högprestandaberäkning av konstruktion, drift och underhåll av järnvägsinfrastruktur (DIGIRAIL - HPC for design, operation and maintenance of railway assets)

  • Quist, Johannes
  • Stiftelsen Fraunhofer - Chalmers centrum för industrimatematik, Universitet eller högskola, 857209-5951
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2024-05-01 -- 2026-08-31 Registration number:
  • Trafikverket 2024/65940
Notes: Tidigare diarienummer 2023/105170Abstract: Behovet av beräkningsmetoder för prediktering av järnvägsinfrastrukturens tillstånd och prestanda har utvecklats stadigt, och med fokus på numeriska metoder de senaste åren. Genom ökad prediktiv förmåga kan nya projekt implementeras snabbare med lägre risk, och befintliga kritiska positioner kan analyseras effektivt. De senaste årens utveckling av partikelbaserade simuleringsmetoder vid Fraunhofer-Chalmers Centre (FCC) har lett till en helt ny nivå av beräkningsprestanda.Denna ansökan är formulerad som ett delprojekt till DigiRail, men riktar sig även till de prioriterade forskningsområden som beskrivs i ”BIG inriktningsdokument - Prioriterade forskningsinsatser 2024”. Specifikt: [PF: D,G #1 - Bärighetspåverkan pga ökad hastighet och ökad tyngd på befintlig järnväg], [PF: E,G #3 - Spårstyvhet/Ev2 och koppling till geotekniska förhållanden]. Även målområdet ” Övergång från en kravställning med beskrivande tekniska krav till funktionella krav på byggnadsverk, byggdelar och material.”. Forskningsfrågeställningar som berör järnvägsinfrastruktur kräver ett systemtänk och modellering på systemnivå. I projektet DigiRail expanderas beräkningskapaciteten och multi-fysik nivån till att inkludera både en större systemskala och ökad detaljnivå. Pågående projekt vid KTH (”DEM modellering av bergbankar - Etapp 2” samt ”DEM-simulering av övergångszoner - etapp 2”) arbetar parallellt med frågeställningen, dock inte med fokus på utveckling av den numeriska metoden, algoritmer och mjukvara som sådan. Därför finns stora möjligheter till vidare samordning och utnyttjande av gemensamma resultat. Under den första fasen av DigiRail har den nya DEM-FEM metoden nått state-of-the-art och verifierats numeriskt samt validerats mot data från litteraturen. I kommande fas kommer två valideringskampanjer genomföras; Den första i samarbete med LTU (G. Sas) och deras fullskaliga rigg för test av ballast-bro interaktion. Det andra är planerat som instrumentering för utvald övergångszon i Göteborgsområdet tillsammans med NCC och Ramböll.Abstract: The need for computational methods for predicting the condition and performance of railway infrastructure has steadily evolved, with a focus on numerical methods in recent years. Through increased predictive ability, new projects can be implemented more quickly with lower risk, and existing critical positions can be analyzed efficiently. Recent years' development of particle-based simulation methods at the Fraunhofer-Chalmers Centre (FCC) has led to a completely new level of computational performance. This application is formulated as a sub-project to DigiRail, but also addresses the priority research areas described in the "BIG orientation document - Priority research efforts 2024". Specifically: [PF: D,G #1 - Impact on bearing capacity due to increased speed and weight on existing railways], [PF: E,G #3 - Track stiffness/Ev2 and its connection to geotechnical conditions]. Also, the goal area "Transition from a requirement setting with descriptive technical requirements to functional requirements on structures, building components, and materials." Research questions related to railway infrastructure require systemic thinking and system-level modeling. In the DigiRail project, the computational capacity and the level of multi-physics are expanded to include both a larger system scale and increased level of detail. Ongoing projects at KTH are working in parallel with the question, but not with a focus on developing the numerical method, algorithms, and software as such. Therefore, there are great opportunities for further coordination and utilization of common results. During the first phase of DigiRail, the new DEM-FEM method has reached the state-of-the-art and been numerically verified as well as validated against data from the literature. In the coming phase, two validation campaigns will be conducted; The first in cooperation with LTU (G. Sas) and their full-scale rig for testing ballast-bridge interaction. The second is planned as instrumentation for a selected transition zone in the Gothenburg area together with NCC and Ramböll.
Item type:

Powered by Koha