Le troisième exemple de cette formation permet le développement d'un module hydrodynamique lagrangienne très simplifié :

le seul type de maille supporté est l'hexaèdre,
pas de pseudo viscosité supportée,
le seul type de calcul de longueur caractéristique supporté est celui utilisant les médianes,
le seul type de condition aux limites supporté est d'imposer une composante de la vitesse sur une surface,
la masse nodale est supposée constante et n'est pas recalculée à chaque itération,
aucun test de cohérence des valeurs (pression positive, volume positif, ...) n'est effectué.

La liste des opérations effectuées par le module est la suivante :

calcul des forces de pression,
calcul de l'impulsion,
prise en compte des conditions aux limites,
déplacement des noeuds,
calcul des nouvelles valeurs géométriques : volume des mailles, longueur caractéristique des mailles, resultantes aux sommets de chaque maille,
calcul de la densité,
calcul de la pression et de l'énergie par l'équation d'état. Ce calcul est effectué par un service ARCANE. Deux implémentations sont disponibles pour le service : gaz parfait, et "stiffened" gaz.
calcul du nouveau pas de temps.

La liste des valeurs manipulées par le module est la suivante :

Nom	Elément	Type	Description
Density	Maille	Réel	Densité par maille
Pressure	Maille	Réel	Pression par maille
CellMass	Maille	Réel	Masse par maille
InternalEnergy	Maille	Réel	Energie interne par maille
CellVolume	Maille	Réel	Volume de la maille
OldCellVolume	Maille	Réel	Volume de la maille à l'itération précédente
Force	Noeud	Coordonnée	Force aux noeuds
Velocity	Noeud	Coordonnée	Vitesse aux noeuds
NodeMass	Noeud	Réel	Masse nodale
AdiabaticCst	Maille	Réel	Constante adiabatique par maille
CaracteristicLength	Maille	Réel	Longueur caractéristique par maille
SoundSpeed	Maille	Réel	Vitesse du son dans la maille
NodeCoord	Noeud	Coordonnée	Coordonnées des noeuds
CellCQs	Maille	Tableau de coordonnées	Résultante aux sommets

Conception de l'application

Prérequis

Avoir fait les deux premiers exemples de ce didacticiel : L'application "Hello World !" et L'application "Poisson".

Actions à réaliser

A partir de l'énoncé de l'exercice et de la documentation des méthodes de la classe MicroHydroModule :

Ecrire le descripteur du module :
- Fournir la liste des points d'entrée. Chaque opération citée précédemment devient un point d'entrée et un point d'entrée d'initialisation est ajouté,
- Fournir la liste des variables,
- Compléter les options de configuration pour les conditions aux limites conformément au jeu de données MicroHydro.arc
Décrire ensuite l'enchainement des points d'entrée dans le fichier de configuration de l'application MicroHydro.config.

Service d'équation d'état

Prérequis

Actions à réaliser

Faire un service capable de calculer l'équation d'état pour un groupe de mailles donné :

Regarder l'interface du service dans le fichier IEquationOfState et les implémentations perfect gas et stiffened gas,
Enregistrer les 2 implémentations dans ARCANE à l'aide à la macro,
Dans le descripteur du module (MicroHydro.axl), saisir les options de configuration pour le service d'équation d'état conformément au jeu de données MicroHydro.arc,
Ecrire le code pour le service d'équation d'état du gaz parfait dans le fichier PerfectGasEOSService.cc. Les formules sont :
\[P = (\gamma - 1) \rho e\]

\[s = \sqrt{\gamma P / \rho} \]
avec \(P\) = pression, \(e\) = énergie interne, \(s\) = vitesse du son, \(\gamma\) = constante adiabatique, et \(\rho\) = densité
Ecrire le code pour le service d'équation d'état "stiffened gas" dans le fichier StiffenedGasEOSService.cc. Les formules sont :
\[P = ((\gamma - 1) \rho e) - (\gamma P_0)\]

\[s = \sqrt{(\gamma / \rho)(P+P_0)} \]
avec \(P\) = pression, \(P_0\) = tension limite, \(e\) = énergie interne, \(s\) = vitesse du son, \(\gamma\) = constante adiabatique, et \(\rho\) = densité
Compléter les appels au service d'équation d'état dans le fichier MicroHydroModule.cc
Compiler
Choisir le service d'équation d'état voulu dans le jeu de données MicroHydro.arc. Ne pas oublier de préciser la tension limite dans le cas du service "stiffened gas".
Exécuter en séquentiel et en parallèle et regarder les résultats.

Prérequis: Ce module n'utilisant pas de structure de données interne autre que les variables, il n'a rien à faire pour prendre en compte les protections reprises.

Actions à réaliser

Editer le fichier MicroHydro.config et ajouter le module ArcaneCheckpoint permettant d'écrire des protections.
Exécuter le code pendant 100 itérations : option -arcane_opt max_iteration 100.
Reprendre l'exécution : option -arcane_opt continue.
Ne plus sauvegarder le volume des mailles et ajouter un nouveau point d'entrée d'initialisation de reprise permettant de calculer le volume des mailles à partir de la position des noeuds.