Authors: Laurent Monasse and Adela Puscas

Introduction

3d elastic solid simulation code (Mka3d) The numerical method uses a Discrete Element method.

Description of the project

To use the code, execute the following commands:

cmake .
make: compilation
./main: execution

A public repository for the code is on github.

Ce que vous devez remplir pour lancer une simulation:

parametres.hpp: définir les paramètres du problème;
parametres.cpp: définir l'état initial du fluide: densité, pression, vitesse;
création du fichier "maillage.dat" définissant le maillage pour le solide.

Création du fichier "maillage.dat":

Première ligne le mot clé "POINTS" et le nombre de sommets du solide.
Lignes suivantes : l'ensemble des coordonnées de sommets. Chaque sommet sur une ligne.
Le mot clé "SOLIDE" et le nombre de particules solides du système .
Les caractéristiques de chaque particule:
- le mot clé "PARTICULE" suivi du nombre de faces et la condition sur le mouvement de la particule: 0 ou 1. Si 0, la particule peut bouger librement si 1, la particule est fixée à sa position initiale.
- le mot clé "POSITION" et les coordonnées du centre de la particule.
- le mot clé "VITESSE" et les composantes de la vitesse initiale de la particule.
- le mot clé "VITROT" et les composantes de la vitesse de rotation initiale de la particule.
Description géométrique de chacune des particules face par face:
- nombre de sommets de la face, les numéros de sommets (dans le même ordre que dans le listing des coordonnées de sommets) décrivant la face et un dernier nombre, part, indiquent le numéro de la particule (dans le même ordre que dans le listing de particules) éventuellement présente de l'autre côté de la face. Si aucune particule n'est présente de l'autre côté de la face (donc si la particule est en contact avec le fluide), on a part =-1.
  
  Remarks
  L'ordre de ces sommets donne l'orientation de la normale sortante à la particule, les sommets sont numérotés de 0 à nombre de sommets-1 et les particules sont numérotés de 0 à nombre de particules-1 comme dans un tableau C++.
  
  Exemple:
```
        POINTS 8 \n
        0.4 0.4 0.4 \n
        0.9 0.4 0.4 \n
        0.9 0.6 0.4 \n
        0.4 0.6 0.4 \n
        0.4 0.4 0.6 \n
        0.9 0.4 0.6 \n
        0.9 0.6 0.6 \n
        0.4 0.6 0.6 \n

        SOLIDE 1 \n

        PARTICULE 6 0 \n
        POSITION  1 1 1 \n
        VITESSE 1. 0. 0.\n
        VITROT 0. 0. 0.\n
        4 0 3 2 1 -1 \n
        4 7 4 5 6 -1 \n
        4 0 4 7 3 -1 \n
        4 1 2 6 5 -1 \n
        4 4 0 1 5 -1 \n
        4 3 7 6 2 -1 \n
```
Les résultats sont écrits dans le dossier resultats. Certains fichiers sont remplis à chaque pas de temps : les fichiers energie.dat, solide_center.dat et temps_reprise.dat donnent respectivement l'évolution de l'énergie, la position du centre du solide au cours du temps et le temps de la simulation. Les fichiers fluide*.vtk et solide*.vtk sont écrits un nombre limité de fois au cours du calcul; fluide*.vtk et solide*.vtk donnent l'état du fluide et la position du solide, peuvent être lus avec Paraview. Le fichier temps.dat est écrit à la fin de la simulation donnent le temps de calcul (temps machine) des differents sous-procédures du code.
Il est possible d'effectuer une reprise sur un calcul interrompu à partir des sorties fluide*.vtk et solide*.vtk: il suffit de changer le flag de reprise bool rep=false en bool rep=true dans le fichier parametres.h et d'indiquer à partir de quel point de reprise on souhaite reprendre à l'aide de la variable int numrep. Par exemple, pour reprendre avec fluide1.vtk et solide1.vtk (c'est-a-dire à partir de la première sortie), on utilisera int numrep=1.

Remarks
Les procédures concernant le fluide se trouvent dans les fichiers fluide.hpp et fluide.cpp. Celles concernant le solide dans solide.hpp et solide.cpp. Les procédures réalisant le couplage sont regroupées dans les fichiers couplage.cpp, intersections.hpp et intersections.cpp. Les fichiers parametres.hpp et parametres.cpp sont dédies aux définitions des paramétrés du problème (paramétrés physique, liés aux maillages fluide et solide, au couplage, etc.). La résolution du problème est réalisée dans le fichier principal main.cpp.