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 #================================================================================================================================
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  14 def DiffusionEquation_2DSpherical(FECalculation, fileName):
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  16         """ Description : Test solving the diffusion of the temperature T in a solid (default is Uranium).
  17                 Equation : Thermal diffusion equation  \rho cp dT/dt-\lambda\Delta T=\Phi + \lambda_{sf} (T_{fluid}-T)
  18                         Heat capacity, density, and conductivity of the solid MUST be defined
  19                         The solid may be extra refrigerated by a fluid with transfer coefficient using functions setFluidTemperature and setHeatTransfertCoeff
  20                         The solid may receive some extra heat power due to nuclear fissions using function setHeatSource
  21         """
  22         #Space dimension of the problem
  23         spaceDim=2
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  25     # Mandatory physical values
  26         solid_specific_heat=300# specific heat capacity, default value 300
  27         solid_density=10000# density, default value 10000
  28         solid_conductivity=5# conductivity, default value 5
  29
  30         myProblem = solverlab.DiffusionEquation(spaceDim,FECalculation,solid_density,solid_specific_heat,solid_conductivity);
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  32         # Definition of field support parameter
  33         if( FECalculation):
  34                 supportOfField=solverlab.NODES
  35         else:
  36                 supportOfField=solverlab.CELLS
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  38     # Set the mesh and initial data
  39         initial_data_inputfile="../resources/BoxWithMeshWithTriangularCells";
  40         initial_data_fieldName="Temperature";
  41         print("Loading unstructured mesh and initial data", " in file ", initial_data_inputfile )
  42         initial_data_time_iteration=0# default value is 0
  43         initial_data_time_sub_iteration=0# default value is 0
  44         initial_data_time_meshLevel=0# default value is 0
  45         myProblem.setInitialField(initial_data_inputfile, initial_data_fieldName, initial_data_time_iteration, initial_data_time_sub_iteration, initial_data_time_meshLevel, supportOfField)
  46
  47     #### Optional physical values (default value is zero) : fluid temperature field, heat transfert coefficient, heat power field
  48         # Loading and setting fluid temperature field
  49         fluid_temperature_inputfile="../resources/BoxWithMeshWithTriangularCells";
  50         fluid_temperature_fieldName="Fluid temperature field";
  51         fluid_temperature_time_iteration=0# default value is 0
  52         fluid_temperature_time_sub_iteration=0# default value is 0
  53         fluid_temperature_meshLevel=0# default value is 0
  54         print("Loading field :", fluid_temperature_fieldName, " in file ", fluid_temperature_inputfile)
  55         fluidTemperatureField=solverlab.Field(fluid_temperature_inputfile, supportOfField, fluid_temperature_fieldName, fluid_temperature_time_iteration, fluid_temperature_time_sub_iteration, fluid_temperature_meshLevel)
  56         myProblem.setFluidTemperatureField(fluidTemperatureField)
  57         # Setting heat transfert coefficient
  58         heatTransfertCoeff=1000.;#fluid/solid exchange coefficient, default value is 0
  59         myProblem.setHeatTransfertCoeff(heatTransfertCoeff);
  60         # Loading heat power field
  61         heat_power_inputfile="../resources/BoxWithMeshWithTriangularCells";
  62         heat_power_fieldName="Heat power field";
  63         heat_power_time_iteration=0# default value is 0
  64         heat_power_time_sub_iteration=0# default value is 0
  65         heat_power_meshLevel=0# default value is 0
  66         print("Loading field :", heat_power_fieldName, " in file ", heat_power_inputfile)
  67         heatPowerField=solverlab.Field(heat_power_inputfile, supportOfField, heat_power_fieldName, heat_power_time_iteration, heat_power_time_sub_iteration, heat_power_meshLevel)
  68         myProblem.setHeatPowerField(heatPowerField)
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  70     # the boundary conditions :
  71         if( FECalculation):
  72                 boundaryNodeGroupNames=myProblem.getMesh().getNameOfNodeGroups()
  73                 print(len(boundaryNodeGroupNames), " Boundary Node Group detected : ", boundaryNodeGroupNames)
  74         else:
  75                 boundaryFaceGroupNames=myProblem.getMesh().getNameOfFaceGroups()
  76                 print(len(boundaryFaceGroupNames), " Boundary Face Group detected : ", boundaryFaceGroupNames)
  77
  78         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("GAUCHE");
  79         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("DROITE");
  80         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("HAUT");
  81         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("BAS");
  82
  83     # set the numerical method
  84         myProblem.setTimeScheme( solverlab.Explicit);
  85         max_nb_its_lin_solver = 50
  86         myProblem.setLinearSolver(solverlab.GMRES, solverlab.ILU, max_nb_its_lin_solver );
  87
  88     # computation parameters
  89         MaxNbOfTimeStep = 3 ;# default value is 10
  90         freqSave = 1;# default value is 1
  91         cfl = 0.95;# default value is 1
  92         maxTime = 100000000;# default value is 10
  93         precision = 1e-6;# default value is 1e-6
  94         result_directory="."# default value = current directory
  95
  96         myProblem.setCFL(cfl);
  97         myProblem.setPrecision(precision);
  98         myProblem.setMaxNbOfTimeStep(MaxNbOfTimeStep);
  99         myProblem.setTimeMax(maxTime);
 100         myProblem.setFreqSave(freqSave);
 101         myProblem.setFileName(fileName);
 102         myProblem.setResultDirectory(result_directory)
 103         myProblem.setSaveFileFormat(solverlab.MED)#default value is solverlab.VTK
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 105     # evolution
 106         myProblem.initialize();
 107         print("Running python test "+ fileName );
 108
 109         ok = myProblem.run();
 110         if (ok):
 111                 print( "Python simulation " + fileName + " is successful !" );
 112                 pass
 113         else:
 114                 print( "Python simulation " + fileName + "  failed ! " );
 115                 pass
 116
 117         print( "------------ End of simulation !!! -----------" );
 118
 119         myProblem.terminate();
 120         return ok
 121
 122 if __name__ == """__main__""":
 123     if len(sys.argv) >1 :
 124         FECalculation = bool(int(sys.argv[1]))
 125         # name of result file
 126         if( FECalculation):
 127                 fileName = "2DSpherical_FE";# default value is ""
 128         else:
 129                 fileName = "2DSpherical_FV";# default value is ""
 130         DiffusionEquation_2DSpherical(FECalculation, fileName)
 131     else :
 132         raise ValueError("DiffusionEquation_2DSpherical : missing one argument")