Discontinuum rocking of rigid masonry macro-blocks using physics engines: analytical, numerical and experimental benchmarking
Notice bibliographique
Résumé
Rigid block rocking, significant across disciplines from structural to mechanical engineering, remains challenging to predict accurately using continuum-based numerical solutions. Traditional discontinuum simulation methods, although widely employed for modelling particle separation, re-contact, and collision with multiple contact points, often involve prohibitive computational cost. Analytical solutions, while computationally simpler, are limited primarily to straightforward planar cases with regular geometries. Physics engines - simulation platforms initially developed for digital animations and videogames - present an underexplored yet promising alternative for rigorously modelling multi-body rocking mechanics. These engines utilize discontinuum analysis principles comparable to established discrete models like the Distinct Element Method (DEM), but differ notably in contact detection and modelling strategies, typically providing faster, albeit less precise, predictions. This paper explores and enhances the capabilities of two physics engines - Bullet (integrated within Blender) and Vortex (within Vortex Studio) - to numerically simulate free and forced rocking of isolated and stacked rigid blocks, particularly from an earthquake engineering perspective. Rocking during seismic events frequently impacts blocky structural systems, such as unreinforced masonry (URM), posing assessment challenges for complex constructions. Initially, calibrated Bullet and Vortex simulations are compared with results from Housner’s analytical equations for free rocking blocks with various aspect ratios. Subsequently, forced rocking responses to sine-pulse and sinusoidal base motions are examined, employing analytical solutions and referencing experimental and DEM-derived data across different frequencies and acceleration amplitudes. Lastly, the study replicates the rocking response of stacked blocks observed in shake-table tests using DEM, Bullet, and Vortex. Comparative analysis demonstrates that calibrated Bullet and Vortex models yield satisfactory accuracy while significantly reducing computational demands compared to conventional DEM approaches. Consequently, physics engines emerge as viable, efficient alternatives for simulating rocking mechanics, relevant both within structural engineering and beyond.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».