CoreFlows/examples/Python/DiffusionEquation/DiffusionEquation_2DSpherical.py

   1 #!/usr/bin/env python3
   2 # -*-coding:utf-8 -*
   3
   4 import sys
   5 import solverlab
   6
   7 #===============================================================================================================================
   8 # Name        : Finite Elements simulation of the 2D heat equation -\triangle T = f with Neumann boundary condition
   9 # Author      : Michaël Ndjinga
  10 # Copyright   : CEA Saclay 2021
  11 # Description : Test solving the diffusion of the temperature T in a solid (default is Uranium).
  12 #                       \rho cp dT/dt-\lambda\Delta T=\Phi(T) + \lambda_{sf} (T_{fluid}-T)
  13 #                       Heat capacity cp, density \rho, and conductivity \lambda MUST be defined
  14 #                       The solid may be extra refrigerated by a fluid with transfer coefficient \lambda_{sf} (functions setFluidTemperature and setHeatTransfertCoeff)
  15 #                       The solid may receive some extra heat power \Phi due to nuclear fissions (function setHeatSource)
  16 #================================================================================================================================
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  19 def DiffusionEquation_2DSpherical(FECalculation):
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  21     # Prepare for the mesh
  22         inputfile="../resources/BoxWithMeshWithTriangularCells";
  23         fieldName="Temperature";
  24         spaceDim=2
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  26     # Mandatory physical values
  27         cp_ur=300# heat capacity
  28         rho_ur=10000# density
  29         lambda_ur=5# conductivity
  30
  31         myProblem = solverlab.DiffusionEquation(spaceDim,FECalculation,rho_ur,cp_ur,lambda_ur);
  32
  33     #Optional physical values
  34         fluidTemp=573.;#fluid mean temperature
  35         heatTransfertCoeff=1000.;#fluid/solid exchange coefficient
  36         phi=1e5;#heat power ddensity
  37         myProblem.setFluidTemperature(fluidTemp);
  38         myProblem.setHeatTransfertCoeff(heatTransfertCoeff);
  39         myProblem.setHeatSource(phi);
  40
  41     #Initial field load
  42         time_iteration=0
  43         print("Loading unstructured mesh and initial data" )
  44         if( FECalculation):
  45                 myProblem.setInitialField(inputfile,fieldName,time_iteration, solverlab.NODES)
  46         else:
  47                 myProblem.setInitialField(inputfile,fieldName,time_iteration, solverlab.CELLS)
  48
  49     # the boundary conditions :
  50         if( FECalculation):
  51                 boundaryNodeGroupNames=myProblem.getMesh().getNameOfNodeGroups()
  52                 print(len(boundaryNodeGroupNames), " Boundary Node Group detected : ", boundaryNodeGroupNames)
  53         else:
  54                 boundaryFaceGroupNames=myProblem.getMesh().getNameOfFaceGroups()
  55                 print(len(boundaryFaceGroupNames), " Boundary Face Group detected : ", boundaryFaceGroupNames)
  56
  57         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("GAUCHE");
  58         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("DROITE");
  59         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("HAUT");
  60         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("BAS");
  61
  62     # set the numerical method
  63         myProblem.setTimeScheme( solverlab.Explicit);
  64         myProblem.setLinearSolver(solverlab.GMRES,solverlab.ILU,True);
  65
  66     # name of result file
  67         if( FECalculation):
  68                 fileName = "2DSpherical_FE";
  69         else:
  70                 fileName = "2DSpherical_FV";
  71
  72     # computation parameters
  73         MaxNbOfTimeStep = 3 ;
  74         freqSave = 1;
  75         cfl = 0.95;
  76         maxTime = 100000000;
  77         precision = 1e-6;
  78
  79         myProblem.setCFL(cfl);
  80         myProblem.setPrecision(precision);
  81         myProblem.setMaxNbOfTimeStep(MaxNbOfTimeStep);
  82         myProblem.setTimeMax(maxTime);
  83         myProblem.setFreqSave(freqSave);
  84         myProblem.setFileName(fileName);
  85
  86     # evolution
  87         myProblem.initialize();
  88         print("Running python "+ fileName );
  89
  90         ok = myProblem.run();
  91         if (ok):
  92                 print( "Simulation python " + fileName + " is successful !" );
  93                 pass
  94         else:
  95                 print( "Simulation python " + fileName + "  failed ! " );
  96                 pass
  97
  98         print( "------------ End of calculation !!! -----------" );
  99
 100         myProblem.terminate();
 101         return ok
 102
 103 if __name__ == """__main__""":
 104     if len(sys.argv) >1 :
 105         FECalculation = bool(int(sys.argv[1]))
 106         DiffusionEquation_2DSpherical(FECalculation)
 107     else :
 108         raise ValueError("DiffusionEquation_2DSpherical : missing one argument")