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):
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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         """
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  23     # Prepare for the mesh and initial data
  24         inputfile="../resources/BoxWithMeshWithTriangularCells";
  25         fieldName="Temperature";
  26         spaceDim=2
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  28     # Mandatory physical values
  29         cp_ur=300# heat capacity
  30         rho_ur=10000# density
  31         lambda_ur=5# conductivity
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  33         myProblem = solverlab.DiffusionEquation(spaceDim,FECalculation,rho_ur,cp_ur,lambda_ur);
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  35     #Optional physical values
  36         fluidTemp=573.;#fluid mean temperature
  37         heatTransfertCoeff=1000.;#fluid/solid exchange coefficient
  38         phi=1e5;#heat power ddensity
  39         myProblem.setFluidTemperature(fluidTemp);
  40         myProblem.setHeatTransfertCoeff(heatTransfertCoeff);
  41         myProblem.setHeatSource(phi);
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  43     #Initial field load
  44         time_iteration=0
  45         print("Loading unstructured mesh and initial data" )
  46         if( FECalculation):
  47                 myProblem.setInitialField(inputfile,fieldName,time_iteration, solverlab.NODES)
  48         else:
  49                 myProblem.setInitialField(inputfile,fieldName,time_iteration, solverlab.CELLS)
  50
  51     # the boundary conditions :
  52         if( FECalculation):
  53                 boundaryNodeGroupNames=myProblem.getMesh().getNameOfNodeGroups()
  54                 print(len(boundaryNodeGroupNames), " Boundary Node Group detected : ", boundaryNodeGroupNames)
  55         else:
  56                 boundaryFaceGroupNames=myProblem.getMesh().getNameOfFaceGroups()
  57                 print(len(boundaryFaceGroupNames), " Boundary Face Group detected : ", boundaryFaceGroupNames)
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  59         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("GAUCHE");
  60         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("DROITE");
  61         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("HAUT");
  62         myProblem.setNeumannBoundaryCondition("BAS");
  63
  64     # set the numerical method
  65         myProblem.setTimeScheme( solverlab.Explicit);
  66         myProblem.setLinearSolver(solverlab.GMRES,solverlab.ILU);
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  68     # name of result file
  69         if( FECalculation):
  70                 fileName = "2DSpherical_FE";
  71         else:
  72                 fileName = "2DSpherical_FV";
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  74     # computation parameters
  75         MaxNbOfTimeStep = 3 ;
  76         freqSave = 1;
  77         cfl = 0.95;
  78         maxTime = 100000000;
  79         precision = 1e-6;
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  81         myProblem.setCFL(cfl);
  82         myProblem.setPrecision(precision);
  83         myProblem.setMaxNbOfTimeStep(MaxNbOfTimeStep);
  84         myProblem.setTimeMax(maxTime);
  85         myProblem.setFreqSave(freqSave);
  86         myProblem.setFileName(fileName);
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  88     # evolution
  89         myProblem.initialize();
  90         print("Running python "+ fileName );
  91
  92         ok = myProblem.run();
  93         if (ok):
  94                 print( "Simulation python " + fileName + " is successful !" );
  95                 pass
  96         else:
  97                 print( "Simulation python " + fileName + "  failed ! " );
  98                 pass
  99
 100         print( "------------ End of calculation !!! -----------" );
 101
 102         myProblem.terminate();
 103         return ok
 104
 105 if __name__ == """__main__""":
 106     if len(sys.argv) >1 :
 107         FECalculation = bool(int(sys.argv[1]))
 108         DiffusionEquation_2DSpherical(FECalculation)
 109     else :
 110         raise ValueError("DiffusionEquation_2DSpherical : missing one argument")