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* fichier : equ_chaleur3D_VFconv.dgibi ************************************************************************ ************************************************************************ ************************************************************************ * NOM : equ_chaleur3D_VFconv.dgibi * ___ * * DESCRIPTION : Solution stationnaire de l'équation de la chaleur (3D) * ___________ * * GEOMETRIE : Un cube de côté 1 maillé avec 'VOLU'. * * EQUATIONS : * ---------- * * EQUATIONS : * ---------- * * - Equations : * * div K GRAD T - UT = 0 * * | * avec K = |x+1 z y| * |z y+1 x| * |y x z+1| * * * avec U = |1 + x + y + z| * |1 + x + y + z| * |1 + x + y + z| * * - Conditions aux limites : * * conditions de Dirichlet, conditions de flux, * conditions mixtes calculées à partir de la * restriction de la solution exacte sur le bord * exacte * * - Solution exacte : * * T(x,y)= e(x+y+z) * * * * * DISCRETISATION : une méthode de Volume Finis d'ordre 2 en espace. * * * * Le maillage est construit avec l'opérateur VOLU. * * Opérateurs utilisés : PENT (option VF implicite) * LAPN (option VF implicite) * * * RESOLUTION : - Solveur BiCGStab * __________ - Préconditionneur ILU(0) * * * TESTS EFFECTUES : Vérification de l'ordre 2 en espace de la méthode * _______________ (utilisation d'une norme pseudo-L2) et de la * précision absolue sur le maillage le plus fin. * * * * * * LANGAGE : GIBIANE-CASTEM 2000 * AUTEUR : Christophe Le Potier (CEA/DEN/DM2S/SFME/LSET) * mél : clepotier@cea.fr ************************************************************************ * VERSION : v1, 23/01/2010, version initiale * HISTORIQUE : ************************************************************************ * Prière de PRENDRE LE TEMPS de compléter les commentaires * en cas de modification de ce sous-programme afin de faciliter * la maintenance ! ************************************************************************ interact= FAUX ; complet = FAUX ; graph = FAUX ; * 'OPTION' 'ISOV' 'SULI' ; 'OPTION' 'ECHO' 1 ; nbisov = 15 ; 'SI' ('NON' interact) ; 'OPTION' 'TRAC' 'PSC' ; * 'OPTION' 'ISOV' 'LIGNE' ; 'FINSI' ; ******************************************************************* ** Erreur Linfini entre deux Champoints. * ******************************************************************* DEBPROC CALCERR vitp1*'CHPOINT' vit*'CHPOINT' ; AUX = (vitp1 - vit) ; FINPROC err ; * * ******************************************************************* ** Erreur Pseudo L2 entre deux Champoints. * ******************************************************************* DEBPROC CALCERR2 vitp1*'CHPOINT' vit*'CHPOINT' ; err = 0.D0 ; erl = 0.D0; suppv = 'EXTRAIRE' er2 'MAIL' ; 'REPETER' numcomp nbcomp ; lacomp = 'EXTRAIRE' compv &numcomp ; 'REPETER' numpo nptd ; err = err '+' ('EXTRAIRE' er2 lacomp lepoi) ; erl = erl '+' ('EXTRAIRE' er3 lacomp lepoi) ; 'FIN' numpo ; 'FIN' numcomp ; err = err '/' erl ; err = err ** 0.5D0 ; FINPROC err ; * ******************************************************************* * Procédure paramétrée (raffinement) * renvoyant l'erreur en norme L2 sur la température. * On calcule une solution exacte de l'équation de Laplace * (équation de la chaleur) ; * *nraff=1 ; 'DEBPROC' CALCUL nraff*'ENTIER' ; * * titre global pour les dessins * titglob = 'CHAINE' ' ; nraff=' nraff ; * * * Géométrie * pA = 0. 0. 0. ; pB = 1.0 0. 0. ; pC = 1.0 1.0 0. ; pD = 0. 1.0 0. ; pE = 0. 0. 1. ; pF = 1. 0. 1. ; pG = 1. 1. 1. ; pH = 0. 1. 1. ; * * Paramètres de la discrétisation de base * 'SI' complet ; nAB = 6 ; nBC = 6 ; nCD = 6 ; nDA = 6 ; nH = 6 ; 'SINON' ; nAB = 2 '*' (nraff '+' 1) ; nBC = 2 '*' (nraff '+' 1) ; nCD = 2 '*' (nraff '+' 1) ; nDA = 2 '*' (nraff '+' 1) ; nH = 2 '*' (nraff '+' 1) ; 'FINSI' ; * ******************************************************************* * Géométrie discrétisée ******************************************************************* * 'OPTION' 'ELEM' 'TRI3' ; bas = 'DROIT' nAB pA pB ; droite = 'DROIT' nBC pB pC ; haut = 'DROIT' nCD pC pD ; gauche = 'DROIT' nDA pD pA ; spourt = bas 'ET' droite 'ET' haut 'ET' gauche ; sbas = 'SURFACE' spourt 'PLAN' ; ss = (f1 'ET' f2 'ET' f3) ; 'OPTION' 'ELEM' 'TET4' ; mt = 'VOLUME' ss ; pourtour = 'ENVELOPPE' mt ; * * Eventuellement, on trace le résultat * * list mt; 'SI' graph ; 'TRACER' mt 'NOEUD' 'TITRE' titgeo ; 'FINSI' ; ******************************************************************* * * Modèle * ******************************************************************* MDNS = 'NAVIER_STOKES' ; * list ('DOMA' $mt 'FACEP') ; *cmt = 'DOMA' $mt 'ENVELOPP' ; cmt = pourtour; * DEFINITION DES DIFFERENTS BORD DE LA FRONTIERE 'SI' graph ; trac bas1 'TITRE' 'bas1'; trac gau1 'TITRE' 'gau1'; 'FINSI' ; basgau = ( bas1 'ET' gau1); 'SI' graph ; trac basgau 'TITRE' 'basgau'; 'FINSI' ; 'SI' graph ; trac cvn 'TITRE' 'cvn'; 'FINSI' ; basgau = ( bas1 'ET' gau1); basgau = ( bas1 'ET' cvn); * 'SI' graph ; mai = (cvnma 'COULEUR' 'VERT') et (pdir1ma 'COULEUR' ROUGE) et (pdir2ma 'COULEUR' BLEU); 'TRACER' (mai) 'TITRE' 'CONDITIONS AUX LIMITES' ; 'FINSI' ; ******************************************************************* * Solution exacte aux centres ******************************************************************* solexc = (exp ((+1.D0)*(xxc + yyc + zzc))) ; ******************************************************************* * terme source ******************************************************************* ******************************************************************* * calcul de la convection ******************************************************************* ux = (1.D0 + xxg + yyg + zzg); uy = (1.D0 + xxg + yyg + zzg) ; uz = (1.D0 + xxg + yyg + zzg) ; qchal = (ux + uy + uz); ******************************************************************* * CONDITIONS DE NEUMANN ******************************************************************* gradtx = (+1.D0)*(1.D0 + (xxf + yyf + zzf)) * (exp ((+1.D0)*(xxf + yyf + zzf))) ; gradty = (+1.D0)*(1.D0 + (xxf+ yyf + zzf )) * (exp ((+1.D0)*(xxf + yyf + zzf))) ; gradtz = (+1.D0)*(1.D0 + (xxf+ yyf + zzf )) * (exp ((+1.D0)*(xxf + yyf + zzf))) ; qchal = -1.D0 * (gradtx + gradty + gradtz) ; qlim2 = qchal; ******************************************************************* * CONDITION DE DIRICHLET ******************************************************************* solim = (exp ((+1.D0)*(xxlim + yylim + zzlim))) ; ******************************************************************* * CONDITIONS MIXTES ******************************************************************* * DEFINITION DES PARAMETRES POUR LES CONDITIONS MIXTES gradmx = (+1.D0)*(1.D0 + (xxm + yym + zzm)) * (exp ((+1.D0)*(xxm + yym + zzm))) ; gradmy = (+1.D0)*(1.D0 + (xxm + yym + zzm)) * (exp ((+1.D0)*(xxm + yym + zzm))) ; gradmz = (+1.D0)*(1.D0 + (xxm + yym + zzm)) * (exp ((+1.D0)*(xxm + yym + zzm))) ; AUX = 1.D0 + (0.0D0*xxm); qchal = (-1.0) * (gradmx + gradmy + gradmz) ; qlim = (1.D0)* (qaux); XPAR2= (0.0D0*XPAR2); * ON SIMULE UNE CONDITON DE NEUMANN VIA UNE CONDITION MIXTE *XPAR2 doit ETRE POSITIF VAL = XPAR1 + XPAR2 + QLIM; ******************************************************************* * * Calcul du tenseur * ******************************************************************* K21 = zzc ; K31 = (yyc) ; K32 = (xxc) ; * Mise en place du calcul numérique * * équation de Laplace * * * on utilise une méthode de Newton pour résoudre : * - \Delta T = 0 (\Delta opérateur laplacien) * - avec T_{\partial \Omega} donné (CL de Dirichlet) * T_0 : estimation initiale de la solution * On a T_1 = T_0 - {\Delta'}^{-1} (\Delta T_0) * * L'opérateur 'LAPN' 'VF' nous donne la matrice \Delta' et le * résidu \Delta T_0. * On n'inverse bien évidemment pas \Delta' mais on résoud le système: * \Delta' IncT = \Delta T_0 * => IncT = {\Delta'}^{-1} (\Delta T_0) * * La méthode de Newton doit converger en un pas (on vérifie que le * résidu (\Delta T_1) est nul après le premier pas. * * t0 = solexc; menage; gradt0 mchamt = 'PENT' $mt 'FACE' 'MPFA' t0 'DISPDIF' PERM 'TIMP' solim 'QIMP' qlim2 'MIXT' val 'CENTERED' FLUC; *list qaux; $mt t0 gradt0 mchamt 'QIMP' qlim2 'MIXT' val 'TIMP' solim ; matot = mamat ; rv . 'METHINV' . 'TYPINV' = 3 ; rv . 'METHINV' . 'PRECOND' = 3 ; rv . 'METHINV' . 'MATASS' = matot ; rv . 'METHINV' . 'MAPREC' = matot ; 'SMBR' AUX 'IMPR' 0 ; ******************************************************************* * Verification de la convergence ******************************************************************* 'DISPDIF' PERM 'TIMP' solim 'QIMP' qlim2 'MIXT' val 'CENTERED' FLUC ; jacbid chpres1 dt = 'LAPN' 'VF' 'CLAUDEISl' 'IMPL' $mt t0 gradt1 mchamt 'QIMP' qlim2 'MIXT' val 'TIMP' solim ; 'SMBR'AUX 'IMPR' 0 ; mres1 = 'MAXIMUM' res 'ABS' ; 'SI' ('>' mres1 1.e-5) ; 'MESSAGE' 'La méthode de Newton na pas converge en un pas.' 'ERREUR' 5 ; 'FINSI' ; * * Résultats * 'SI' graph ; * * solutions exactes * tn = solexc ; 'TRACER' chm_tn $mt 'TITRE' titt ; * * graphe de convergence de la méthode itérative * conver = (rv . 'METHINV' . 'CONVINV') ; 'SI' ('>' dimcon 1) ; lord = ('LOG' conver) '/' ('LOG' 10.D0) ; titev = 'CHAINE' 'Historique de convergence' titglob ; 'DESSIN' evtot 'TITR' titev 'LEGE' ; 'FINSI' ; * * solutions calculées * tn = t1 ; 'TRACER' chm_tn $mt 'TITRE' titt ; * * Calcul des erreurs par rapport à la solution analytique * * erreur * titt = 'CHAINE' 'erreur relative' ; 'TRACER' (erlcham) $mt 'TITRE' titt ; 'FINSI' ; tn = t1 ; errlit = CALCERR tn solexc ; errl2t = CALCERR2 tn solexc ; 'MESSAGE' '-------------------------------------------------' ; 'MESSAGE' ('CHAINE' 'Erreur en norme LINF : ' errlit) ; 'MESSAGE' ('CHAINE' 'Erreur en norme L2 : ' errl2t) ; 'MESSAGE' '-------------------------------------------------' ; *'OPTION' 'DONN' 5 ; 'FINPROC' echloc errl2t ; * Fin de la procédure de calcul * *___________________________________________________________* *----------------------------------------------------------- *----------------------------------------------------------- * Paramètres du calcul * * * lraff : nb raffinement du maillage (à chaque fois, on découpe * les éléments en quatre). 'SI' complet ; 'SINON' ; 'FINSI' ; * *-----------------------------------------------------------* * Boucles sur les différents paramètres du calcul * ordok = VRAI ; precok = VRAI ; * ordre théorique en espace de la méthode ordtth = 2 ; * erreur L2 max pour la solution (raffinement 1, complet=FAUX) errtmax = 1.D-2 ; * * Boucle sur les raffinements * 'FIN' iraff ; lh = ('LOG' lh) '/' ('LOG' 10.D0) ; lerl2t = ('LOG' lerl2t) '/' ('LOG' 10.D0) ; 'Err. tempér.' lerl2t ; * * Recherche des ordres de convergence * ordt = cpt . 1 ; * * Tracés graphiques * 'SI' graph ; tableg = 'TABLE' ; tableg . 'TITRE' = 'TABLE' ; tableg . 1 = 'MARQ CROI NOLI' ; tableg . 'TITRE' . 1 = 'Erreur L2 calculée' ; tableg . 2 = 'TIRR' ; tableg . 'TITRE' . 2 = 'Erreur L2 interpolée' ; 'DESSIN' (tl2 'ET' tlipol) 'TITRE' titdest tableg ; 'FINSI' ; * * Tests des ordres de convergence * Tests des erreurs L2 sur le maillage le plus fin dans le * cas complet=faux * ordok = 'ET' ordok ('EGA' ('ENTIER' ('+' ordt 0.5)) ordtth) ; 'SI' ('EGA' complet FAUX) ; precok = 'ET' precok ('<' errt errtmax) ; 'FINSI' ; 'SI' ('NON' ordok) ; 'MESSAGE' 'On n_obtient pas un ordre de convergence correct' ; 'ERREUR' 5 ; 'FINSI' ; 'SI' ('NON' precok) ; 'MESSAGE' 'On n_obtient pas une précision correcte' ; 'ERREUR' 5 ; 'FINSI' ; 'SI' interact ; 'OPTION' 'ECHO' 1 ; 'OPTION' 'DONN' 5 ; 'FINSI' ; 'MESSAGE' 'Tout s_est bien passé' ; 'FIN' ;
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