/// <summary>
/// 境界上の節点番号の取得(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="world">ワールド座標系</param>
/// <param name="fieldValId">フィールド値ID</param>
/// <param name="eaId">要素アレイID</param>
/// <param name="to_no_boundary">全体節点番号→境界上節点番号マップ</param>
/// <returns></returns>
private static bool getBoundaryNodeList_EachElementAry(CFieldWorld world, uint fieldValId, uint eaId, Dictionary <uint, uint> to_no_boundary)
{
// 要素アレイを取得する
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.LINE);
if (ea.ElemType() != ELEM_TYPE.LINE)
{
return(false);
}
// フィールドを取得
CField valField = world.GetField(fieldValId);
// 座標セグメントを取得
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
//境界節点番号→全体節点番号変換テーブル(no_c_all)作成
// 全体節点番号→境界節点番号変換テーブル(to_no_boundary)作成
uint node_cnt = ea.Size() + 1; // 全節点数
// 線要素の節点数
uint nno = 2;
uint[] no_c = new uint[nno]; // 要素節点の全体節点番号
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
if (!to_no_boundary.ContainsKey(no_c[ino]))
{
uint ino_boundary_tmp = (uint)to_no_boundary.Count;
to_no_boundary[no_c[ino]] = ino_boundary_tmp;
}
}
}
return(true);
}
/// <summary>
/// PML媒質内の要素の残差ベクトルを加算する(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="timeIndex"></param>
/// <param name="world"></param>
/// <param name="fieldValId"></param>
/// <param name="pmlStPosX"></param>
/// <param name="pmlLength"></param>
/// <param name="dt"></param>
/// <param name="newmarkBeta"></param>
/// <param name="media"></param>
/// <param name="eaId"></param>
/// <param name="node_cnt"></param>
/// <param name="free_node_cnt"></param>
/// <param name="toSorted"></param>
/// <param name="Ez_Prev"></param>
/// <param name="Ez_Prev2"></param>
/// <param name="w2_F_e_EA"></param>
/// <param name="w2_G_e_EA"></param>
/// <param name="resVec"></param>
/// <returns></returns>
private static bool addPmlResVec_EachElementAry(
int timeIndex,
CFieldWorld world,
uint fieldValId,
bool isPmlYDirection,
double pmlStPosX,
double pmlLength,
double dt,
double newmarkBeta,
MediaInfo media,
uint eaId,
uint node_cnt,
uint free_node_cnt,
Dictionary<uint, uint> toSorted,
double[] Ez_Prev,
double[] Ez_Prev2,
ref double[][] w2_F_e_EA,
ref double[][] w2_G_e_EA,
ref double[] resVec)
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(free_node_cnt == resVec.Length);
System.Diagnostics.Debug.Assert(world.IsIdEA(eaId));
// 要素アレイを取得
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.TRI);
if (!world.IsIdField(fieldValId))
{
return false;
}
// 値のフィールドを取得
CField valField = world.GetField(fieldValId);
// 値の要素セグメント（コーナー)を取得
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
// 座標の要素セグメント(コーナー)を取得
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
uint nno = 3;
uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 要素節点の座標
double[,] coord_c = new double[nno, ndim];
// 要素行列
double[,] eMMat = new double[nno, nno];
double[,] eKXMat = new double[nno, nno];
double[,] eKYMat = new double[nno, nno];
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
// 初回ステップ
if (timeIndex == 0)
{
w2_F_e_EA = new double[ea.Size()][];
w2_G_e_EA = new double[ea.Size()][];
for (int ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
w2_F_e_EA[ielem] = new double[nno];
w2_G_e_EA[ielem] = new double[nno];
}
}
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 座標を取得
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] tmpval = null;
ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
{
coord_c[inoes, i] = tmpval[i];
}
}
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
}
// 節点座標
double[] p1 = new double[ndim];
double[] p2 = new double[ndim];
double[] p3 = new double[ndim];
for (int i = 0; i < ndim; i++)
{
p1[i] = coord_c[0, i];
p2[i] = coord_c[1, i];
p3[i] = coord_c[2, i];
}
// 面積を求める
double area = CKerEMatTri.TriArea(p1, p2, p3);
// 形状関数の微分を求める
double[,] dldx = null;
double[] const_term = null;
CKerEMatTri.TriDlDx(out dldx, out const_term, p1, p2, p3);
// ∫(dLi/dx)(dLj/dx) dxdy
double[,] integralDLDX = new double[3, 3];
// ∫(dLi/dy)(dLj/dy) dxdy
double[,] integralDLDY = new double[3, 3];
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
integralDLDX[ino, jno] = area * dldx[ino, 0] * dldx[jno, 0];
}
}
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
integralDLDY[ino, jno] = area * dldx[ino, 1] * dldx[jno, 1];
}
}
/*
// ∫(dLi/dx)Lj dxdy
double[,] integralDLDXL = new double[3, 3];
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
integralDLDXL[ino, jno] = area * dldx[ino, 0] / 3.0;
}
}
// ∫(dLi/dy)Lj dxdy
double[,] integralDLDYL = new double[3, 3];
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
integralDLDYL[ino, jno] = area * dldx[ino, 1] / 3.0;
}
}
*/
// ∫LiLj dxdy
double[,] integralL = new double[3, 3]
{
{ area / 6.0 , area / 12.0, area / 12.0 },
{ area / 12.0, area / 6.0, area / 12.0 },
{ area / 12.0, area / 12.0, area / 6.0 },
};
// 要素剛性行列、要素質量行列を作る
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
// 要素剛性行列
eKXMat[ino, jno] = media.P[1, 1] * integralDLDX[ino, jno];
eKYMat[ino, jno] = media.P[0, 0] * integralDLDY[ino, jno];
// 要素質量行列
eMMat[ino, jno] = eps0 * myu0 * media.Q[2, 2] * integralL[ino, jno];
}
}
// PML媒質パラメータ
double posXG = (p1[0] + p2[0] + p3[0]) / 3.0;
if (isPmlYDirection)
{
posXG = (p1[1] + p2[1] + p3[1]) / 3.0;
}
double sigmaX_e = 0.0;
double c1_F_e = 0.0;
double c1_G_e = 0.0;
double c3_G_e = 0.0;
GetPmlParameter(
posXG,
pmlStPosX,
pmlLength,
dt,
out sigmaX_e,
out c1_F_e,
out c1_G_e,
out c3_G_e);
// w2_F, w2_Gの更新
double[] w2_F_e = w2_F_e_EA[(int)ielem];
double[] w2_G_e = w2_G_e_EA[(int)ielem];
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
uint iNodeNumber = no_c[ino];
if (!toSorted.ContainsKey(iNodeNumber)) continue;
int inoGlobal = (int)toSorted[iNodeNumber];
w2_F_e[ino] = c1_F_e * Ez_Prev2[inoGlobal] + w2_F_e[ino];
w2_G_e[ino] = c1_G_e * Ez_Prev2[inoGlobal] + c3_G_e * w2_G_e[ino];
}
// 残差ベクトルにマージする
double[,] work_eKXMat = eKXMat;
double[,] work_eKYMat = eKYMat;
if (isPmlYDirection)
{
work_eKXMat = eKYMat;
work_eKYMat = eKXMat;
}
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
uint iNodeNumber = no_c[ino];
if (!toSorted.ContainsKey(iNodeNumber)) continue;
int inoGlobal = (int)toSorted[iNodeNumber];
double resVec_inoGlobal = 0.0;
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
uint jNodeNumber = no_c[jno];
if (!toSorted.ContainsKey(jNodeNumber)) continue;
int jnoGlobal = (int)toSorted[jNodeNumber];
resVec_inoGlobal +=
(sigmaX_e / eps0) * (1.0 / (2.0 * dt)) * eMMat[ino, jno] * Ez_Prev2[jnoGlobal]
- 1.0 * work_eKYMat[ino, jno] * (
(1.0 - newmarkBeta) * c1_F_e * Ez_Prev[jnoGlobal]
+ w2_F_e[jno]
)
- 1.0 * work_eKXMat[ino, jno] * (
(newmarkBeta * c3_G_e * c1_G_e + (1.0 - 2.0 * newmarkBeta) * c1_G_e) * Ez_Prev[jnoGlobal]
+ (newmarkBeta * c3_G_e * c3_G_e + (1.0 - 2.0 * newmarkBeta) * c3_G_e + newmarkBeta) * w2_G_e[jno]
);
}
resVec[inoGlobal] += resVec_inoGlobal;
}
}
return true;
}
/// <summary>
/// ループ内の節点番号と座標の取得(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="world">ワールド座標系</param>
/// <param name="fieldValId">フィールド値ID</param>
/// <param name="eaId">要素アレイID</param>
/// <param name="to_no_boundary">全体節点番号→境界上節点番号マップ</param>
/// <returns></returns>
private static bool getLoopCoordList_EachElementAry(
CFieldWorld world, uint fieldValId, uint eaId,
double rotAngle, double[] rotOrigin,
ref Dictionary<uint, uint> to_no_loop, ref IList<double[]> coord_c_list, ref IList<uint[]> elem_no_c_list, ref IList<uint> elem_loopId_list)
{
// 要素アレイを取得する
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.TRI);
if (ea.ElemType() != ELEM_TYPE.TRI)
{
return false;
}
// フィールドを取得
CField valField = world.GetField(fieldValId);
// 座標セグメントを取得
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
// 座標のノードセグメントを取得
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
uint node_cnt = ea.Size() + 1; // 全節点数
// 三角形要素の節点数
uint nno = 3;
// 座標の次元
uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の座標
double[][] coord_c = new double[nno][];
for (int inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
coord_c[inoes] = new double[ndim];
}
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// ループID
elem_loopId_list.Add(eaId);
// 要素内節点番号
{
uint[] work_no_c = new uint[nno];
no_c.CopyTo(work_no_c, 0);
elem_no_c_list.Add(work_no_c);
}
// 座標を取得
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] tmpval = null;
ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
{
coord_c[inoes][i] = tmpval[i];
}
}
if (Math.Abs(rotAngle) >= Constants.PrecisionLowerLimit)
{
// 座標を回転移動する
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] srcPt = coord_c[inoes];
double[] destPt = GetRotCoord(srcPt, rotAngle, rotOrigin);
for (int i = 0; i < ndim; i++)
{
coord_c[inoes][i] = destPt[i];
}
}
}
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
if (!to_no_loop.ContainsKey(no_c[ino]))
{
uint ino_loop_tmp = (uint)to_no_loop.Count;
to_no_loop[no_c[ino]] = ino_loop_tmp;
coord_c_list.Add(new double[] { coord_c[ino][0], coord_c[ino][1] });
System.Diagnostics.Debug.Assert(coord_c_list.Count == (ino_loop_tmp + 1));
}
}
}
return true;
}
/// <summary>
/// 境界上の節点番号の取得(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="world">ワールド座標系</param>
/// <param name="fieldValId">フィールド値ID</param>
/// <param name="eaId">要素アレイID</param>
/// <param name="to_no_boundary">全体節点番号→境界上節点番号マップ</param>
/// <returns></returns>
private static bool getBoundaryNodeList_EachElementAry(CFieldWorld world, uint fieldValId, uint eaId, Dictionary<uint, uint> to_no_boundary)
{
// 要素アレイを取得する
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.LINE);
if (ea.ElemType() != ELEM_TYPE.LINE)
{
return false;
}
// フィールドを取得
CField valField = world.GetField(fieldValId);
// 座標セグメントを取得
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
//境界節点番号→全体節点番号変換テーブル(no_c_all)作成
// 全体節点番号→境界節点番号変換テーブル(to_no_boundary)作成
uint node_cnt = ea.Size() + 1; // 全節点数
// 線要素の節点数
uint nno = 2;
uint[] no_c = new uint[nno]; // 要素節点の全体節点番号
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
if (!to_no_boundary.ContainsKey(no_c[ino]))
{
uint ino_boundary_tmp = (uint)to_no_boundary.Count;
to_no_boundary[no_c[ino]] = ino_boundary_tmp;
}
}
}
return true;
}
/// <summary>
/// 非０パターンを作成する(要素アレイ単位）
/// </summary>
/// <param name="world"></param>
/// <param name="fieldValId"></param>
/// <param name="media"></param>
/// <param name="eaId"></param>
/// <param name="node_cnt"></param>
/// <param name="free_node_cnt"></param>
/// <param name="toSorted"></param>
/// <param name="matPattern"></param>
/// <returns></returns>
private static bool MkMatPattern_EachElementAry(
CFieldWorld world,
uint fieldValId,
MediaInfo media,
uint eaId,
uint node_cnt,
uint free_node_cnt,
Dictionary<uint, uint> toSorted,
ref bool[,] matPattern)
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(free_node_cnt * free_node_cnt == matPattern.Length);
System.Diagnostics.Debug.Assert(world.IsIdEA(eaId));
// 要素アレイを取得
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.TRI);
if (!world.IsIdField(fieldValId))
{
return false;
}
// 値のフィールドを取得
CField valField = world.GetField(fieldValId);
// 値の要素セグメント（コーナー)を取得
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
// 座標の要素セグメント(コーナー)を取得
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
uint nno = 3;
//uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 非０要素を設定する
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
uint iNodeNumber = no_c[ino];
if (!toSorted.ContainsKey(iNodeNumber)) continue;
int inoGlobal = (int)toSorted[iNodeNumber];
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
uint jNodeNumber = no_c[jno];
if (!toSorted.ContainsKey(jNodeNumber)) continue;
int jnoGlobal = (int)toSorted[jNodeNumber];
// clapack形式の行列格納方法で格納
matPattern[inoGlobal, jnoGlobal] = true;
}
}
}
return true;
}
/// <summary>
/// ヘルムホルツの方程式 剛性行列 残差ベクトルの追加(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="world">ワールド座標系</param>
/// <param name="fieldValId">値のフィールドID</param>
/// <param name="media">媒質</param>
/// <param name="eaId">要素アレイID</param>
/// <param name="node_cnt">解析領域全体の節点数</param>
/// <param name="free_node_cnt">解析領域全体の自由節点数（強制境界を除いた節点数)</param>
/// <param name="toSorted">節点番号→ソート済み（強制境界を除いた)節点リストのインデックスマップ</param>
/// <param name="KMat">剛性行列</param>
/// <param name="MMat">質量行列</param>
/// <returns></returns>
private static bool MkHelmholtzMat_EachElementAry(
CFieldWorld world,
uint fieldValId,
MediaInfo media,
uint eaId,
uint node_cnt,
uint free_node_cnt,
Dictionary<uint, uint> toSorted,
ref MyDoubleBandMatrix KMat,
ref MyDoubleBandMatrix MMat)
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(free_node_cnt == KMat.RowSize && free_node_cnt == KMat.ColumnSize);
System.Diagnostics.Debug.Assert(free_node_cnt == MMat.RowSize && free_node_cnt == MMat.ColumnSize);
System.Diagnostics.Debug.Assert(world.IsIdEA(eaId));
// 要素アレイを取得
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.TRI);
if (!world.IsIdField(fieldValId))
{
return false;
}
// 値のフィールドを取得
CField valField = world.GetField(fieldValId);
// 値の要素セグメント（コーナー)を取得
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
// 座標の要素セグメント(コーナー)を取得
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
uint nno = 3;
uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 要素節点の座標
double[,] coord_c = new double[nno, ndim];
// 要素剛性行列
double[,] eKMat = new double[nno, nno];
// 要素結合行列
double[,] eCMat = new double[nno, nno];
// 要素質量行列
double[,] eMMat = new double[nno, nno];
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 座標を取得
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] tmpval = null;
ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
{
coord_c[inoes, i] = tmpval[i];
}
}
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
}
// 節点座標
double[] p1 = new double[ndim];
double[] p2 = new double[ndim];
double[] p3 = new double[ndim];
for (int i = 0; i < ndim; i++)
{
p1[i] = coord_c[0, i];
p2[i] = coord_c[1, i];
p3[i] = coord_c[2, i];
}
// 面積を求める
double area = CKerEMatTri.TriArea(p1, p2, p3);
// 形状関数の微分を求める
double[,] dldx = null;
double[] const_term = null;
CKerEMatTri.TriDlDx(out dldx, out const_term, p1, p2, p3);
// ∫(dLi/dx)(dLj/dx) dxdy
double[,] integralDLDX = new double[3, 3];
// ∫(dLi/dy)(dLj/dy) dxdy
double[,] integralDLDY = new double[3, 3];
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
integralDLDX[ino, jno] = area * dldx[ino, 0] * dldx[jno, 0];
}
}
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
integralDLDY[ino, jno] = area * dldx[ino, 1] * dldx[jno, 1];
}
}
/*
// ∫(dLi/dx)Lj dxdy
double[,] integralDLDXL = new double[3, 3];
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
integralDLDXL[ino, jno] = area * dldx[ino, 0] / 3.0;
}
}
// ∫(dLi/dy)Lj dxdy
double[,] integralDLDYL = new double[3, 3];
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
integralDLDYL[ino, jno] = area * dldx[ino, 1] / 3.0;
}
}
*/
// ∫LiLj dxdy
double[,] integralL = new double[3, 3]
{
{ area / 6.0 , area / 12.0, area / 12.0 },
{ area / 12.0, area / 6.0, area / 12.0 },
{ area / 12.0, area / 12.0, area / 6.0 },
};
// 要素剛性行列、要素質量行列を作る
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
// 要素剛性行列
eKMat[ino, jno] = media.P[0, 0] * integralDLDY[ino, jno] + media.P[1, 1] * integralDLDX[ino, jno];
// 要素質量行列
eMMat[ino, jno] = eps0 * myu0 * media.Q[2, 2] * integralL[ino, jno];
}
}
// 要素剛性行列にマージする
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
uint iNodeNumber = no_c[ino];
if (!toSorted.ContainsKey(iNodeNumber)) continue;
int inoGlobal = (int)toSorted[iNodeNumber];
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
uint jNodeNumber = no_c[jno];
if (!toSorted.ContainsKey(jNodeNumber)) continue;
int jnoGlobal = (int)toSorted[jNodeNumber];
// clapack形式の行列格納方法で格納(バンド行列)
KMat._body[KMat.GetBufferIndex(inoGlobal,jnoGlobal)] += eKMat[ino, jno];
MMat._body[KMat.GetBufferIndex(inoGlobal, jnoGlobal)] += eMMat[ino, jno];
}
}
}
return true;
}
/// <summary>
/// 領域の界の値を取得する(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="world">ワールド座標系</param>
/// <param name="fieldValId">フィールド値ID</param>
/// <param name="no_c_area">節点番号配列</param>
/// <param name="to_no_area">節点番号→境界上節点番号マップ</param>
/// <param name="eaId">要素アレイID</param>
/// <param name="value_c_all">フィールド値配列</param>
/// <returns></returns>
private static bool getAreaFieldValueList_EachElementAry(CFieldWorld world, uint fieldValId, uint[] no_c_area, Dictionary<uint, uint> to_no_area, uint eaId, Complex[] value_c_all)
{
uint node_cnt = (uint)no_c_area.Length;
System.Diagnostics.Debug.Assert(world.IsIdEA(eaId));
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.TRI);
CField valField = world.GetField(fieldValId);
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
// 三角形要素の節点数
uint nno = 3;
// 座標の次元
//uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 要素節点の座標
//double[][] coord_c = new double[nno][];
//for (uint inoes = 0; inoes < ndim; inoes++)
//{
// coord_c[inoes] = new double[ndim];
//}
// 節点の値の節点セグメント
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
// 節点座標の節点セグメント
//CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 座標を取得
//for(uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
//{
// double[] tmpval = null;
// ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
// System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
// for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
// {
// coord_c[inoes][i] = tmpval[i];
// }
//}
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
//System.Diagnostics.Debug.Write( "(" + value_c[inoes].Real + "," + value_c[inoes].Imag + ")" );
}
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(to_no_area.ContainsKey(no_c[ino]));
uint ino_boundary = to_no_area[no_c[ino]];
System.Diagnostics.Debug.Assert(ino_boundary < node_cnt);
value_c_all[ino_boundary] = value_c[ino];
//System.Diagnostics.Debug.WriteLine("value_c_all [ " + ino_boundary + " ] = " + "(" + value_c_all[ino_boundary].Real + ", " + value_c_all[ino_boundary].Imag + ") " + Complex.Norm(value_c_all[ino_boundary]));
}
}
return true;
}
/// <summary>
/// 節点リストを取得する
/// </summary>
/// <param name="world"></param>
/// <param name="fieldValId"></param>
public static void GetNodeList(CFieldWorld world, uint fieldValId, out uint[] node_c_all)
{
node_c_all = null;
//IList<uint> nodeList = new List<uint>();
Dictionary<uint, bool> nodeNoH = new Dictionary<uint, bool>();
CField valField = world.GetField(fieldValId);
uint nno = 3;
//uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素アレイのリストを取得する
IList<uint> aIdEA = valField.GetAryIdEA();
foreach (uint eaId in aIdEA)
{
// 要素アレイを取得
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
// 座標の要素セグメント(コーナー)を取得
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
uint inoGlobal = no_c[ino];
if (!nodeNoH.ContainsKey(inoGlobal))
{
//nodeList.Add(inoGlobal);
nodeNoH.Add(inoGlobal, true);
}
}
}
}
//node_c_all = nodeList.ToArray();
node_c_all = nodeNoH.Keys.ToArray();
}
/// <summary>
///
/// </summary>
/// <param name="World"></param>
/// <param name="FieldValId"></param>
/// <param name="Ls"></param>
/// <param name="Prec"></param>
/// <param name="tmpBuffer"></param>
/// <param name="resVec"></param>
/// <param name="value_c_all"></param>
/// <param name="isConverged"></param>
/// <returns></returns>
public static bool SolvePCOCG(
ref CFieldWorld World, ref uint FieldValId,
ref CZLinearSystem Ls, ref CZPreconditioner_ILU Prec, ref int[] tmpBuffer,
ref KrdLab.clapack.Complex[] resVec, out KrdLab.clapack.Complex[] value_c_all, out bool isConverged)
{
bool success = false;
//------------------------------------------------------------------
// マージの終了
//------------------------------------------------------------------
double res = Ls.FinalizeMarge();
tmpBuffer = null;
// マトリクスサイズの取得
// 要素剛性行列(コーナ-コーナー)
CZMatDia_BlkCrs_Ptr mat_cc = Ls.GetMatrixPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
// マトリクスのサイズ
int matLen = (int)mat_cc.NBlkMatCol();
//------------------------------------------------------------------
// リニアシステムを解く
//------------------------------------------------------------------
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG : CZSolverLsIter.Solve_PCOCG");
// プリコンディショナに値を設定してILU分解を行う
Prec.SetValue(Ls);
//double tol = 1.0e-1;
//double tol = 1.0e-2;
//double tol = 0.5e-3;
//double tol = 1.0e-4;
double tol = 1.0e-6;
//uint maxIter = 500;
//uint maxIter = 1000;
//uint maxIter = 2000;
//uint maxIter = 5000;
//uint maxIter = 10000;
uint maxIter = 20000;
//uint maxIter = uint.MaxValue;
uint iter = maxIter;
bool ret = CZSolverLsIter.Solve_PCOCG(ref tol, ref iter, Ls, Prec);
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("iter : " + iter + " Res : " + tol + " ret : " + ret);
if (iter == maxIter)
{
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Not converged");
isConverged = false;
}
else
{
isConverged = true;
}
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG solved");
//------------------------------------------------------------------
// 計算結果の後処理
//------------------------------------------------------------------
// 計算結果をワールド座標系に反映する
Ls.UpdateValueOfField(FieldValId, World, FIELD_DERIVATION_TYPE.VALUE);
{
uint node_cnt = (uint)matLen;
//value_c_all = new System.Numerics.Complex[node_cnt]; // コーナーの値
value_c_all = new KrdLab.clapack.Complex[node_cnt]; // コーナーの値
CField valField = World.GetField(FieldValId);
// 要素アレイIDのリストを取得
IList <uint> aIdEA = valField.GetAryIdEA();
// 要素アレイを走査
foreach (uint eaId in aIdEA)
{
CElemAry ea = World.GetEA(eaId);
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, World);
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, World);
// 要素の節点数
uint nno = 1; //点
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 節点の値の節点セグメント
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, World);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
//System.Diagnostics.Debug.Write( "(" + value_c[inoes].Real + "," + value_c[inoes].Imag + ")" );
}
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
//DelFEMの節点番号は０開始
//uint ino_global = no_c[ino] - 1;
uint ino_global = no_c[ino];
Complex cvalue = value_c[ino];
//value_c_all[ino_global] = new KrdLab.clapack.Complex(cvalue.Real, cvalue.Imag);
value_c_all[ino_global].Real = cvalue.Real;
value_c_all[ino_global].Imaginary = cvalue.Imag;
}
}
}
}
Ls.Clear();
Ls.Dispose();
Ls = null;
Prec.Clear();
Prec.Dispose();
Prec = null;
World.Clear();
World.Dispose();
World = null;
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG End");
return(success);
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// DekFEMの処理を隠ぺいした簡易版
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// <summary>
/// PCOCGで線形方程式を解く
/// </summary>
/// <param name="mat"></param>
/// <param name="resVec"></param>
/// <param name="value_c_all"></param>
/// <param name="isConverged"></param>
/// <returns></returns>
//public static bool SolvePCOCG(ref MyUtilLib.Matrix.MyComplexMatrix mat, ref System.Numerics.Complex[] resVec, out System.Numerics.Complex[] value_c_all, out bool isConverged)
public static bool SolvePCOCG(ref MyUtilLib.Matrix.MyComplexMatrix mat, ref KrdLab.clapack.Complex[] resVec, out KrdLab.clapack.Complex[] value_c_all, out bool isConverged)
{
bool success = false;
int matLen = mat.RowSize;
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("SolvePCOCG 1");
//------------------------------------------------------------------
// ワールド座標系を生成
//------------------------------------------------------------------
uint baseId = 0;
CFieldWorld World = new CFieldWorld();
setupWorld((uint)matLen, ref World, out baseId);
// 界の値を扱うバッファ？を生成する。
// フィールド値IDが返却される。
// 要素の次元: 2次元-->ポイントにしたので0次元？ 界: 複素数スカラー 微分タイプ: 値 要素セグメント: 角節点
uint FieldValId = World.MakeField_FieldElemDim(baseId, 0,
FIELD_TYPE.ZSCALAR, FIELD_DERIVATION_TYPE.VALUE, ELSEG_TYPE.CORNER);
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("SolvePCOCG 2");
//------------------------------------------------------------------
// リニアシステム
//------------------------------------------------------------------
CZLinearSystem Ls = new CZLinearSystem();
CZPreconditioner_ILU Prec = new CZPreconditioner_ILU();
//------------------------------------------------------------------
// 界パターン追加
//------------------------------------------------------------------
Ls.AddPattern_Field(FieldValId, World);
// POINTのフィールドなので対角要素のパターンのみ追加される。非対角要素のパターンは追加されない
// 非対角要素のパターンの追加
{
uint node_cnt = (uint)matLen;
// 要素剛性行列(コーナ-コーナー)
CZMatDia_BlkCrs_Ptr mat_cc = Ls.GetMatrixPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
// 要素残差ベクトル(コーナー)
CZVector_Blk_Ptr res_c = Ls.GetResidualPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
// パターンを追加
using (CIndexedArray crs = new CIndexedArray())
{
crs.InitializeSize(mat_cc.NBlkMatCol());
//crs.Fill(mat_cc.NBlkMatCol(), mat_cc.NBlkMatRow());
using (UIntVectorIndexer index = crs.index)
using (UIntVectorIndexer ary = crs.array)
{
for (int iblk = 0; iblk < (int)crs.Size(); iblk++)
{
index[iblk] = 0;
}
for (int iblk = 0; iblk < mat_cc.NBlkMatCol(); iblk++)
{
// 現在のマトリクスのインデックス設定をコピーする
uint npsup = 0;
ConstUIntArrayIndexer cur_rows = mat_cc.GetPtrIndPSuP((uint)iblk, out npsup);
foreach (uint row_index in cur_rows)
{
ary.Add(row_index);
}
index[iblk + 1] = (uint)ary.Count;
//System.Diagnostics.Debug.WriteLine("chk:{0} {1}", iblk, npsup);
// Note: インデックス設定はされていないので常にnpsup == 0 (cur_rows.Count == 0)
// すべての節点に関して列を追加
int ino_global = iblk;
int col = iblk;
if (col != -1 && ino_global != -1)
{
// 関連付けられていない節点をその行の列データの最後に追加
int last_index = (int)index[col + 1] - 1;
int add_cnt = 0;
for (int jno_global = 0; jno_global < node_cnt; jno_global++)
{
// 行列の０要素を除く
//if (System.Numerics.Complex.Abs(mat[(int)ino_global, (int)jno_global]) < Constants.PrecisionLowerLimit)
//if (System.Numerics.Complex.Abs(mat[(int)ino_global, (int)jno_global]) < 1.0e-15)
//if (mat._body[ino_global + jno_global * mat.RowSize].Magnitude < Constants.PrecisionLowerLimit)
KrdLab.clapack.Complex cvalue = mat._body[ino_global + jno_global * mat.RowSize];
if (cvalue.Real == 0 && cvalue.Imaginary == 0)
{
continue;
}
uint row = (uint)jno_global;
if (ino_global != jno_global) // 対角要素は除く
{
if (!cur_rows.Contains(row))
{
ary.Insert(last_index + 1 + add_cnt, row);
add_cnt++;
//System.Diagnostics.Debug.WriteLine("added:" + col + " " + row);
}
}
}
if (add_cnt > 0)
{
index[col + 1] = (uint)ary.Count;
}
}
}
}
crs.Sort();
System.Diagnostics.Debug.Assert(crs.CheckValid());
// パターンを削除する
mat_cc.DeletePattern();
// パターンを追加する
mat_cc.AddPattern(crs);
}
}
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("SolvePCOCG 3");
//------------------------------------------------------------------
// プリコンディショナ―
//------------------------------------------------------------------
// set Preconditioner
//Prec.SetFillInLevel(1);
// フィルインなしで不完全LU分解した方が収束が早く、また解もそれなりの結果だったので０に設定した
//Prec.SetFillInLevel(0);
// フィルインなしでは、収束しない場合がある。フィルインレベルを最大にする
//Prec.SetFillInLevel((uint)mat.RowSize);
// 完全LU分解（だと思われる) Prec.SetLinearSystemの処理が遅い
//Prec.SetFillInLevel(3);
// 誘電体スラブ導波路だと最低このレベル。これでも収束しない場合がある
//以上から
//メインの導波管の計算時間を短くしたいのでフィルインなしにする
//Prec.SetFillInLevel(0);
// 導波管だとこれで十分
// フィルインレベルの設定(既定値)
Prec.SetFillInLevel(DefFillInLevel);
// ILU(0)のパターン初期化
Prec.SetLinearSystem(Ls);
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("SolvePCOCG 4");
//------------------------------------------------------------------
// 剛性行列、残差ベクトルのマージ
//------------------------------------------------------------------
Ls.InitializeMarge();
{
uint ntmp = Ls.GetTmpBufferSize();
int[] tmpBuffer = new int[ntmp];
for (int i = 0; i < ntmp; i++)
{
tmpBuffer[i] = -1;
}
uint node_cnt = (uint)matLen;
// 要素剛性行列(コーナ-コーナー)
CZMatDia_BlkCrs_Ptr mat_cc = Ls.GetMatrixPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
// 要素残差ベクトル(コーナー)
CZVector_Blk_Ptr res_c = Ls.GetResidualPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
bool[,] add_flg = new bool[node_cnt, node_cnt];
for (int i = 0; i < node_cnt; i++)
{
for (int j = 0; j < node_cnt; j++)
{
add_flg[i, j] = false;
// ０要素はマージ対象でないので最初から除外する
//if (System.Numerics.Complex.Abs(mat[i, j]) < Constants.PrecisionLowerLimit)
//if (mat._body[i + j * mat.RowSize].Magnitude < Constants.PrecisionLowerLimit)
KrdLab.clapack.Complex cvalue = mat._body[i + j * mat.RowSize];
if (cvalue.Real == 0 && cvalue.Imaginary == 0)
{
add_flg[i, j] = true;
}
}
}
for (int iblk = 0; iblk < mat_cc.NBlkMatCol(); iblk++)
{
// 自分及び自分自身と関連のある"row"の要素をマージする( 1 x rowcntのベクトル : 行列の横ベクトルに対応)
uint npsup = 0;
ConstUIntArrayIndexer cur_rows = mat_cc.GetPtrIndPSuP((uint)iblk, out npsup);
uint colcnt = 1;
uint rowcnt = (uint)cur_rows.Count + 1; // cur_rowsには自分自身は含まれないので+1する
Complex[] emattmp = new Complex[colcnt * rowcnt];
uint[] no_c_tmp_col = new uint[colcnt];
uint[] no_c_tmp_row = new uint[rowcnt];
no_c_tmp_col[0] = (uint)iblk;
no_c_tmp_row[0] = (uint)iblk;
for (int irow = 0; irow < cur_rows.Count; irow++)
{
no_c_tmp_row[irow + 1] = cur_rows[irow];
}
{
uint ino = 0;
uint ino_global = no_c_tmp_col[ino];
for (int jno = 0; jno < rowcnt; jno++)
{
uint jno_global = no_c_tmp_row[jno];
//emat[ino, jno]
if (!add_flg[ino_global, jno_global])
{
//System.Numerics.Complex cvalue = (System.Numerics.Complex)mat[ino_global, jno_global];
//System.Numerics.Complex cvalue = (System.Numerics.Complex)mat._body[ino_global + jno_global * mat.RowSize];
KrdLab.clapack.Complex cvalue = mat._body[ino_global + jno_global * mat.RowSize];
emattmp[ino * rowcnt + jno] = new Complex(cvalue.Real, cvalue.Imaginary);
add_flg[ino_global, jno_global] = true;
}
else
{
// ここにはこない
System.Diagnostics.Debug.Assert(false);
emattmp[ino * rowcnt + jno] = new Complex(0, 0);
}
}
}
// マージ!
mat_cc.Mearge(1, no_c_tmp_col, rowcnt, no_c_tmp_row, 1, emattmp, ref tmpBuffer);
}
for (int i = 0; i < node_cnt; i++)
{
for (int j = 0; j < node_cnt; j++)
{
//System.Diagnostics.Debug.WriteLine( i + " " + j + " " + add_flg[i, j] );
System.Diagnostics.Debug.Assert(add_flg[i, j]);
}
}
// 残差ベクトルにマージ
for (uint ino_global = 0; ino_global < node_cnt; ino_global++)
{
// 残差ベクトルにマージする
uint no_tmp = ino_global;
//System.Numerics.Complex cvalue = resVec[ino_global];
KrdLab.clapack.Complex cvalue = resVec[ino_global];
Complex val = new Complex(cvalue.Real, cvalue.Imaginary);
res_c.AddValue(no_tmp, 0, val);
}
}
double res = Ls.FinalizeMarge();
//------------------------------------------------------------------
// リニアシステムを解く
//------------------------------------------------------------------
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG 5: CZSolverLsIter.Solve_PCOCG");
// プリコンディショナに値を設定してILU分解を行う
Prec.SetValue(Ls);
//double tol = 1.0e-1;
//double tol = 1.0e-2;
//double tol = 0.5e-3;
//double tol = 1.0e-4;
double tol = 1.0e-6;
//uint maxIter = 500;
//uint maxIter = 1000;
//uint maxIter = 2000;
//uint maxIter = 5000;
//uint maxIter = 10000;
uint maxIter = 20000;
//uint maxIter = uint.MaxValue;
uint iter = maxIter;
bool ret = CZSolverLsIter.Solve_PCOCG(ref tol, ref iter, Ls, Prec);
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("iter : " + iter + " Res : " + tol + " ret : " + ret);
if (iter == maxIter)
{
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Not converged");
isConverged = false;
}
else
{
isConverged = true;
}
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG 6");
//------------------------------------------------------------------
// 計算結果の後処理
//------------------------------------------------------------------
// 計算結果をワールド座標系に反映する
Ls.UpdateValueOfField(FieldValId, World, FIELD_DERIVATION_TYPE.VALUE);
{
uint node_cnt = (uint)matLen;
//value_c_all = new System.Numerics.Complex[node_cnt]; // コーナーの値
value_c_all = new KrdLab.clapack.Complex[node_cnt]; // コーナーの値
CField valField = World.GetField(FieldValId);
// 要素アレイIDのリストを取得
IList <uint> aIdEA = valField.GetAryIdEA();
// 要素アレイを走査
foreach (uint eaId in aIdEA)
{
CElemAry ea = World.GetEA(eaId);
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, World);
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, World);
// 要素の節点数
uint nno = 1; //点
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 節点の値の節点セグメント
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, World);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
//System.Diagnostics.Debug.Write( "(" + value_c[inoes].Real + "," + value_c[inoes].Imag + ")" );
}
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
//DelFEMの節点番号は０開始
//uint ino_global = no_c[ino] - 1;
uint ino_global = no_c[ino];
Complex cvalue = value_c[ino];
//value_c_all[ino_global] = new KrdLab.clapack.Complex(cvalue.Real, cvalue.Imag);
value_c_all[ino_global].Real = cvalue.Real;
value_c_all[ino_global].Imaginary = cvalue.Imag;
}
}
}
}
Ls.Clear();
Ls.Dispose();
Prec.Clear();
Prec.Dispose();
World.Clear();
World.Dispose();
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG End");
return(success);
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// DekFEMの処理を隠ぺいした簡易版
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// <summary>
/// PCOCGで線形方程式を解く
/// </summary>
/// <param name="mat"></param>
/// <param name="resVec"></param>
/// <param name="value_c_all"></param>
/// <param name="isConverged"></param>
/// <returns></returns>
//public static bool SolvePCOCG(ref MyUtilLib.Matrix.MyComplexMatrix mat, ref System.Numerics.Complex[] resVec, out System.Numerics.Complex[] value_c_all, out bool isConverged)
public static bool SolvePCOCG(ref MyUtilLib.Matrix.MyComplexMatrix mat, ref KrdLab.clapack.Complex[] resVec, out KrdLab.clapack.Complex[] value_c_all, out bool isConverged)
{
bool success = false;
int matLen = mat.RowSize;
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("SolvePCOCG 1");
//------------------------------------------------------------------
// ワールド座標系を生成
//------------------------------------------------------------------
uint baseId = 0;
CFieldWorld World = new CFieldWorld();
setupWorld((uint)matLen, ref World, out baseId);
// 界の値を扱うバッファ？を生成する。
// フィールド値IDが返却される。
// 要素の次元: 2次元-->ポイントにしたので0次元？ 界: 複素数スカラー 微分タイプ: 値 要素セグメント: 角節点
uint FieldValId = World.MakeField_FieldElemDim(baseId, 0,
FIELD_TYPE.ZSCALAR, FIELD_DERIVATION_TYPE.VALUE, ELSEG_TYPE.CORNER);
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("SolvePCOCG 2");
//------------------------------------------------------------------
// リニアシステム
//------------------------------------------------------------------
CZLinearSystem Ls = new CZLinearSystem();
CZPreconditioner_ILU Prec = new CZPreconditioner_ILU();
//------------------------------------------------------------------
// 界パターン追加
//------------------------------------------------------------------
Ls.AddPattern_Field(FieldValId, World);
// POINTのフィールドなので対角要素のパターンのみ追加される。非対角要素のパターンは追加されない
// 非対角要素のパターンの追加
{
uint node_cnt = (uint)matLen;
// 要素剛性行列(コーナ-コーナー)
CZMatDia_BlkCrs_Ptr mat_cc = Ls.GetMatrixPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
// 要素残差ベクトル(コーナー)
CZVector_Blk_Ptr res_c = Ls.GetResidualPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
// パターンを追加
using (CIndexedArray crs = new CIndexedArray())
{
crs.InitializeSize(mat_cc.NBlkMatCol());
//crs.Fill(mat_cc.NBlkMatCol(), mat_cc.NBlkMatRow());
using (UIntVectorIndexer index = crs.index)
using (UIntVectorIndexer ary = crs.array)
{
for (int iblk = 0; iblk < (int)crs.Size(); iblk++)
{
index[iblk] = 0;
}
for (int iblk = 0; iblk < mat_cc.NBlkMatCol(); iblk++)
{
// 現在のマトリクスのインデックス設定をコピーする
uint npsup = 0;
ConstUIntArrayIndexer cur_rows = mat_cc.GetPtrIndPSuP((uint)iblk, out npsup);
foreach (uint row_index in cur_rows)
{
ary.Add(row_index);
}
index[iblk + 1] = (uint)ary.Count;
//System.Diagnostics.Debug.WriteLine("chk:{0} {1}", iblk, npsup);
// Note: インデックス設定はされていないので常にnpsup == 0 (cur_rows.Count == 0)
// すべての節点に関して列を追加
int ino_global = iblk;
int col = iblk;
if (col != -1 && ino_global != -1)
{
// 関連付けられていない節点をその行の列データの最後に追加
int last_index = (int)index[col + 1] - 1;
int add_cnt = 0;
for (int jno_global = 0; jno_global < node_cnt; jno_global++)
{
// 行列の０要素を除く
//if (System.Numerics.Complex.Abs(mat[(int)ino_global, (int)jno_global]) < Constants.PrecisionLowerLimit)
//if (System.Numerics.Complex.Abs(mat[(int)ino_global, (int)jno_global]) < 1.0e-15)
//if (mat._body[ino_global + jno_global * mat.RowSize].Magnitude < Constants.PrecisionLowerLimit)
KrdLab.clapack.Complex cvalue = mat._body[ino_global + jno_global * mat.RowSize];
if (cvalue.Real == 0 && cvalue.Imaginary == 0)
{
continue;
}
uint row = (uint)jno_global;
if (ino_global != jno_global) // 対角要素は除く
{
if (!cur_rows.Contains(row))
{
ary.Insert(last_index + 1 + add_cnt, row);
add_cnt++;
//System.Diagnostics.Debug.WriteLine("added:" + col + " " + row);
}
}
}
if (add_cnt > 0)
{
index[col + 1] = (uint)ary.Count;
}
}
}
}
crs.Sort();
System.Diagnostics.Debug.Assert(crs.CheckValid());
// パターンを削除する
mat_cc.DeletePattern();
// パターンを追加する
mat_cc.AddPattern(crs);
}
}
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("SolvePCOCG 3");
//------------------------------------------------------------------
// プリコンディショナ―
//------------------------------------------------------------------
// set Preconditioner
//Prec.SetFillInLevel(1);
// フィルインなしで不完全LU分解した方が収束が早く、また解もそれなりの結果だったので０に設定した
//Prec.SetFillInLevel(0);
// フィルインなしでは、収束しない場合がある。フィルインレベルを最大にする
//Prec.SetFillInLevel((uint)mat.RowSize);
// 完全LU分解（だと思われる) Prec.SetLinearSystemの処理が遅い
//Prec.SetFillInLevel(3);
// 誘電体スラブ導波路だと最低このレベル。これでも収束しない場合がある
//以上から
//メインの導波管の計算時間を短くしたいのでフィルインなしにする
//Prec.SetFillInLevel(0);
// 導波管だとこれで十分
// フィルインレベルの設定(既定値)
Prec.SetFillInLevel(DefFillInLevel);
// ILU(0)のパターン初期化
Prec.SetLinearSystem(Ls);
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("SolvePCOCG 4");
//------------------------------------------------------------------
// 剛性行列、残差ベクトルのマージ
//------------------------------------------------------------------
Ls.InitializeMarge();
{
uint ntmp = Ls.GetTmpBufferSize();
int[] tmpBuffer = new int[ntmp];
for (int i = 0; i < ntmp; i++)
{
tmpBuffer[i] = -1;
}
uint node_cnt = (uint)matLen;
// 要素剛性行列(コーナ-コーナー)
CZMatDia_BlkCrs_Ptr mat_cc = Ls.GetMatrixPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
// 要素残差ベクトル(コーナー)
CZVector_Blk_Ptr res_c = Ls.GetResidualPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
bool[,] add_flg = new bool[node_cnt, node_cnt];
for (int i = 0; i < node_cnt; i++)
{
for (int j = 0; j < node_cnt; j++)
{
add_flg[i, j] = false;
// ０要素はマージ対象でないので最初から除外する
//if (System.Numerics.Complex.Abs(mat[i, j]) < Constants.PrecisionLowerLimit)
//if (mat._body[i + j * mat.RowSize].Magnitude < Constants.PrecisionLowerLimit)
KrdLab.clapack.Complex cvalue = mat._body[i + j * mat.RowSize];
if (cvalue.Real == 0 && cvalue.Imaginary == 0)
{
add_flg[i, j] = true;
}
}
}
for (int iblk = 0; iblk < mat_cc.NBlkMatCol(); iblk++)
{
// 自分及び自分自身と関連のある"row"の要素をマージする( 1 x rowcntのベクトル : 行列の横ベクトルに対応)
uint npsup = 0;
ConstUIntArrayIndexer cur_rows = mat_cc.GetPtrIndPSuP((uint)iblk, out npsup);
uint colcnt = 1;
uint rowcnt = (uint)cur_rows.Count + 1; // cur_rowsには自分自身は含まれないので+1する
Complex[] emattmp = new Complex[colcnt * rowcnt];
uint[] no_c_tmp_col = new uint[colcnt];
uint[] no_c_tmp_row = new uint[rowcnt];
no_c_tmp_col[0] = (uint)iblk;
no_c_tmp_row[0] = (uint)iblk;
for (int irow = 0; irow < cur_rows.Count; irow++)
{
no_c_tmp_row[irow + 1] = cur_rows[irow];
}
{
uint ino = 0;
uint ino_global = no_c_tmp_col[ino];
for (int jno = 0; jno < rowcnt; jno++)
{
uint jno_global = no_c_tmp_row[jno];
//emat[ino, jno]
if (!add_flg[ino_global, jno_global])
{
//System.Numerics.Complex cvalue = (System.Numerics.Complex)mat[ino_global, jno_global];
//System.Numerics.Complex cvalue = (System.Numerics.Complex)mat._body[ino_global + jno_global * mat.RowSize];
KrdLab.clapack.Complex cvalue = mat._body[ino_global + jno_global * mat.RowSize];
emattmp[ino * rowcnt + jno] = new Complex(cvalue.Real, cvalue.Imaginary);
add_flg[ino_global, jno_global] = true;
}
else
{
// ここにはこない
System.Diagnostics.Debug.Assert(false);
emattmp[ino * rowcnt + jno] = new Complex(0, 0);
}
}
}
// マージ!
mat_cc.Mearge(1, no_c_tmp_col, rowcnt, no_c_tmp_row, 1, emattmp, ref tmpBuffer);
}
for (int i = 0; i < node_cnt; i++)
{
for (int j = 0; j < node_cnt; j++)
{
//System.Diagnostics.Debug.WriteLine( i + " " + j + " " + add_flg[i, j] );
System.Diagnostics.Debug.Assert(add_flg[i, j]);
}
}
// 残差ベクトルにマージ
for (uint ino_global = 0; ino_global < node_cnt; ino_global++)
{
// 残差ベクトルにマージする
uint no_tmp = ino_global;
//System.Numerics.Complex cvalue = resVec[ino_global];
KrdLab.clapack.Complex cvalue = resVec[ino_global];
Complex val = new Complex(cvalue.Real, cvalue.Imaginary);
res_c.AddValue(no_tmp, 0, val);
}
}
double res = Ls.FinalizeMarge();
//------------------------------------------------------------------
// リニアシステムを解く
//------------------------------------------------------------------
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG 5: CZSolverLsIter.Solve_PCOCG");
// プリコンディショナに値を設定してILU分解を行う
Prec.SetValue(Ls);
//double tol = 1.0e-1;
//double tol = 1.0e-2;
//double tol = 0.5e-3;
//double tol = 1.0e-4;
double tol = 1.0e-6;
//uint maxIter = 500;
//uint maxIter = 1000;
//uint maxIter = 2000;
//uint maxIter = 5000;
//uint maxIter = 10000;
uint maxIter = 20000;
//uint maxIter = uint.MaxValue;
uint iter = maxIter;
bool ret = CZSolverLsIter.Solve_PCOCG(ref tol, ref iter, Ls, Prec);
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("iter : " + iter + " Res : " + tol + " ret : " + ret);
if (iter == maxIter)
{
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Not converged");
isConverged = false;
}
else
{
isConverged = true;
}
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG 6");
//------------------------------------------------------------------
// 計算結果の後処理
//------------------------------------------------------------------
// 計算結果をワールド座標系に反映する
Ls.UpdateValueOfField(FieldValId, World, FIELD_DERIVATION_TYPE.VALUE);
{
uint node_cnt = (uint)matLen;
//value_c_all = new System.Numerics.Complex[node_cnt]; // コーナーの値
value_c_all = new KrdLab.clapack.Complex[node_cnt]; // コーナーの値
CField valField = World.GetField(FieldValId);
// 要素アレイIDのリストを取得
IList<uint> aIdEA = valField.GetAryIdEA();
// 要素アレイを走査
foreach (uint eaId in aIdEA)
{
CElemAry ea = World.GetEA(eaId);
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, World);
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, World);
// 要素の節点数
uint nno = 1; //点
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 節点の値の節点セグメント
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, World);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
//System.Diagnostics.Debug.Write( "(" + value_c[inoes].Real + "," + value_c[inoes].Imag + ")" );
}
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
//DelFEMの節点番号は０開始
//uint ino_global = no_c[ino] - 1;
uint ino_global = no_c[ino];
Complex cvalue = value_c[ino];
//value_c_all[ino_global] = new KrdLab.clapack.Complex(cvalue.Real, cvalue.Imag);
value_c_all[ino_global].Real = cvalue.Real;
value_c_all[ino_global].Imaginary = cvalue.Imag;
}
}
}
}
Ls.Clear();
Ls.Dispose();
Prec.Clear();
Prec.Dispose();
World.Clear();
World.Dispose();
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG End");
return success;
}
/// <summary>
///
/// </summary>
/// <param name="World"></param>
/// <param name="FieldValId"></param>
/// <param name="Ls"></param>
/// <param name="Prec"></param>
/// <param name="tmpBuffer"></param>
/// <param name="resVec"></param>
/// <param name="value_c_all"></param>
/// <param name="isConverged"></param>
/// <returns></returns>
public static bool SolvePCOCG(
ref CFieldWorld World, ref uint FieldValId,
ref CZLinearSystem Ls, ref CZPreconditioner_ILU Prec, ref int[] tmpBuffer,
ref KrdLab.clapack.Complex[] resVec, out KrdLab.clapack.Complex[] value_c_all, out bool isConverged)
{
bool success = false;
//------------------------------------------------------------------
// マージの終了
//------------------------------------------------------------------
double res = Ls.FinalizeMarge();
tmpBuffer = null;
// マトリクスサイズの取得
// 要素剛性行列(コーナ-コーナー)
CZMatDia_BlkCrs_Ptr mat_cc = Ls.GetMatrixPtr(FieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, World);
// マトリクスのサイズ
int matLen = (int)mat_cc.NBlkMatCol();
//------------------------------------------------------------------
// リニアシステムを解く
//------------------------------------------------------------------
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG : CZSolverLsIter.Solve_PCOCG");
// プリコンディショナに値を設定してILU分解を行う
Prec.SetValue(Ls);
//double tol = 1.0e-1;
//double tol = 1.0e-2;
//double tol = 0.5e-3;
//double tol = 1.0e-4;
double tol = 1.0e-6;
//uint maxIter = 500;
//uint maxIter = 1000;
//uint maxIter = 2000;
//uint maxIter = 5000;
//uint maxIter = 10000;
uint maxIter = 20000;
//uint maxIter = uint.MaxValue;
uint iter = maxIter;
bool ret = CZSolverLsIter.Solve_PCOCG(ref tol, ref iter, Ls, Prec);
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("iter : " + iter + " Res : " + tol + " ret : " + ret);
if (iter == maxIter)
{
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Not converged");
isConverged = false;
}
else
{
isConverged = true;
}
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG solved");
//------------------------------------------------------------------
// 計算結果の後処理
//------------------------------------------------------------------
// 計算結果をワールド座標系に反映する
Ls.UpdateValueOfField(FieldValId, World, FIELD_DERIVATION_TYPE.VALUE);
{
uint node_cnt = (uint)matLen;
//value_c_all = new System.Numerics.Complex[node_cnt]; // コーナーの値
value_c_all = new KrdLab.clapack.Complex[node_cnt]; // コーナーの値
CField valField = World.GetField(FieldValId);
// 要素アレイIDのリストを取得
IList<uint> aIdEA = valField.GetAryIdEA();
// 要素アレイを走査
foreach (uint eaId in aIdEA)
{
CElemAry ea = World.GetEA(eaId);
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, World);
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, World);
// 要素の節点数
uint nno = 1; //点
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 節点の値の節点セグメント
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, World);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
//System.Diagnostics.Debug.Write( "(" + value_c[inoes].Real + "," + value_c[inoes].Imag + ")" );
}
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
//DelFEMの節点番号は０開始
//uint ino_global = no_c[ino] - 1;
uint ino_global = no_c[ino];
Complex cvalue = value_c[ino];
//value_c_all[ino_global] = new KrdLab.clapack.Complex(cvalue.Real, cvalue.Imag);
value_c_all[ino_global].Real = cvalue.Real;
value_c_all[ino_global].Imaginary = cvalue.Imag;
}
}
}
}
Ls.Clear();
Ls.Dispose();
Ls = null;
Prec.Clear();
Prec.Dispose();
Prec = null;
World.Clear();
World.Dispose();
World = null;
System.Diagnostics.Debug.WriteLine("Solve_PCOCG End");
return success;
}
/// <summary>
/// ループ内の節点番号と座標の取得(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="world">ワールド座標系</param>
/// <param name="fieldValId">フィールド値ID</param>
/// <param name="eaId">要素アレイID</param>
/// <param name="to_no_boundary">全体節点番号→境界上節点番号マップ</param>
/// <returns></returns>
private static bool getLoopCoordList_EachElementAry(
CFieldWorld world, uint fieldValId, uint eaId,
double rotAngle, double[] rotOrigin,
ref Dictionary <uint, uint> to_no_loop, ref IList <double[]> coord_c_list, ref IList <uint[]> elem_no_c_list, ref IList <uint> elem_loopId_list)
{
// 要素アレイを取得する
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.TRI);
if (ea.ElemType() != ELEM_TYPE.TRI)
{
return(false);
}
// フィールドを取得
CField valField = world.GetField(fieldValId);
// 座標セグメントを取得
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
// 座標のノードセグメントを取得
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
uint node_cnt = ea.Size() + 1; // 全節点数
// 三角形要素の節点数
uint nno = 3;
// 座標の次元
uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の座標
double[][] coord_c = new double[nno][];
for (int inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
coord_c[inoes] = new double[ndim];
}
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// ループID
elem_loopId_list.Add(eaId);
// 要素内節点番号
{
uint[] work_no_c = new uint[nno];
no_c.CopyTo(work_no_c, 0);
elem_no_c_list.Add(work_no_c);
}
// 座標を取得
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] tmpval = null;
ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
{
coord_c[inoes][i] = tmpval[i];
}
}
if (Math.Abs(rotAngle) >= Constants.PrecisionLowerLimit)
{
// 座標を回転移動する
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] srcPt = coord_c[inoes];
double[] destPt = GetRotCoord(srcPt, rotAngle, rotOrigin);
for (int i = 0; i < ndim; i++)
{
coord_c[inoes][i] = destPt[i];
}
}
}
for (uint ino = 0; ino < nno; ino++)
{
if (!to_no_loop.ContainsKey(no_c[ino]))
{
uint ino_loop_tmp = (uint)to_no_loop.Count;
to_no_loop[no_c[ino]] = ino_loop_tmp;
coord_c_list.Add(new double[] { coord_c[ino][0], coord_c[ino][1] });
System.Diagnostics.Debug.Assert(coord_c_list.Count == (ino_loop_tmp + 1));
}
}
}
return(true);
}
/// <summary>
/// ヘルムホルツの方程式 剛性行列 残差ベクトルの追加(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="ls"></param>
/// <param name="waveLength"></param>
/// <param name="world"></param>
/// <param name="fieldValId"></param>
/// <param name="eaId"></param>
/// <param name="tmpBuffer"></param>
/// <returns></returns>
private static bool AddLinSysHelmholtz_EachElementAry(CZLinearSystem ls, double waveLength, CFieldWorld world, uint fieldValId, uint eaId, int[] tmpBuffer)
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(world.IsIdEA(eaId));
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.TRI);
if (!world.IsIdField(fieldValId))
{
return false;
}
CField valField = world.GetField(fieldValId);
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
// 三角形要素の節点数
uint nno = 3;
// 座標の次元
uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 要素節点の座標
double[][] coord_c = new double[nno][];
for (int inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
coord_c[inoes] = new double[ndim];
}
// 要素剛性行列のバッファ (i, j) --> (i * rowSize + j)
Complex[] ematBuffer = new Complex[nno * nno];
// 要素節点等価内力、外力、残差ベクトル
Complex[] eres_c = new Complex[nno];
// 要素剛性行列(コーナ-コーナー)
CZMatDia_BlkCrs_Ptr mat_cc = ls.GetMatrixPtr(fieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, world);
// 要素残差ベクトル(コーナー)
CZVector_Blk_Ptr res_c = ls.GetResidualPtr(fieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, world);
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 座標を取得
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] tmpval = null;
ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
{
coord_c[inoes][i] = tmpval[i];
}
//Console.WriteLine("coord_c [" + no_c[inoes] + " ] = " + coord_c[inoes, 0] + " " + coord_c[inoes, 1]);
}
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
//Console.WriteLine("value_c [" + no_c[inoes] + " ] = " + tmpval[0].Real + " " + tmpval[0].Imag);
}
// 節点座標
double[] p1 = coord_c[0];
double[] p2 = coord_c[1];
double[] p3 = coord_c[2];
// 面積を求める
double area = CKerEMatTri.TriArea(p1, p2, p3);
// 形状関数の微分を求める
double[,] dldx = null;
double[] const_term = null;
CKerEMatTri.TriDlDx(out dldx, out const_term, p1, p2, p3);
// 要素剛性行列を作る
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
//emat[ino, jno]
ematBuffer[ino * nno + jno] = area * (dldx[ino, 0] * dldx[jno, 0] + dldx[ino, 1] * dldx[jno, 1]);
}
}
double k0 = 2 * pi / waveLength;
double tmp_val = k0 * k0 * area / 12.0;
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
//emat[ino, ino]
ematBuffer[ino * nno + ino] -= new Complex(tmp_val);
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
//emat[ino, jno]
ematBuffer[ino * nno + jno] -= new Complex(tmp_val);
}
}
// 要素節点等価内力ベクトルを求める
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
eres_c[ino] = new Complex(0.0);
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
eres_c[ino] -= ematBuffer[ino * nno + jno] * value_c[jno];
}
}
// 要素剛性行列にマージする
mat_cc.Mearge(nno, no_c, nno, no_c, 1, ematBuffer, ref tmpBuffer);
// 残差ベクトルにマージする
for (int inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
res_c.AddValue(no_c[inoes], 0, eres_c[inoes]);
}
}
return true;
}
/// <summary>
/// 表示用に界の値を置き換える(複素数を複素数絶対値にする)
/// </summary>
/// <param name="world"></param>
/// <param name="fieldValId"></param>
public static void SetFieldValueForDisplay(CFieldWorld world, uint fieldValId, KrdLab.clapack.Complex[] resVec)
{
CField valField_base = world.GetField(fieldValId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(valField_base.GetFieldType() == FIELD_TYPE.ZSCALAR);
IList<uint> aIdEA = valField_base.GetAryIdEA();
foreach (uint eaId in aIdEA)
{
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
CField valField = world.GetField(fieldValId);
if (valField.GetInterpolationType(eaId, world) == INTERPOLATION_TYPE.TRI11)
{
// 要素セグメントコーナー値
//CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
// 要素セグメントコーナー座標
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
uint nno = 3;
//uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
//Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 要素節点の座標
//double[,] coord_c = new double[nno, ndim];
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
//CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 座標を取得
//for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
//{
// double[] tmpval = null;
// ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
// System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
// for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
// {
// coord_c[inoes, i] = tmpval[i];
// }
//}
// 節点の値を取って来る
//es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
//for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
//{
// Complex[] tmpval = null;
// ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
// System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
// value_c[inoes] = tmpval[0];
//}
// 節点の値を絶対値にする
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
uint inoGlobal = no_c[inoes];
KrdLab.clapack.Complex cvalue = resVec[inoGlobal];
ns_c_val.SetValue(no_c[inoes], 0, cvalue.Real);
ns_c_val.SetValue(no_c[inoes], 1, cvalue.Imaginary);
}
}
}
}
}
/// <summary>
/// ヘルムホルツの方程式 Sommerfelt放射条件(要素アレイ単位)
/// </summary>
/// <param name="ls"></param>
/// <param name="waveLength"></param>
/// <param name="world"></param>
/// <param name="fieldValId"></param>
/// <param name="eaId"></param>
/// <param name="tmpBuffer"></param>
/// <returns></returns>
private static bool AddLinSys_SommerfeltRadiationBC_EachElementAry(CZLinearSystem ls, double waveLength, CFieldWorld world, uint fieldValId, uint eaId, int[] tmpBuffer)
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(world.IsIdEA(eaId));
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(ea.ElemType() == ELEM_TYPE.LINE);
if (!world.IsIdField(fieldValId))
{
return false;
}
CField valField = world.GetField(fieldValId);
CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
// 線要素の節点数
uint nno = 2;
// 座標の次元
uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 要素節点の座標
double[][] coord_c = new double[nno][];
for (int inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
coord_c[inoes] = new double[ndim];
}
// 要素剛性行列 (i, j) --> (i * RowSize + j)
Complex[] ematBuffer = new Complex[nno * nno];
// 要素節点等価内力、外力、残差ベクトル
Complex[] eres_c = new Complex[nno];
// 要素剛性行列(コーナ-コーナー)
CZMatDia_BlkCrs_Ptr mat_cc = ls.GetMatrixPtr(fieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, world);
// 要素残差ベクトル(コーナー)
CZVector_Blk_Ptr res_c = ls.GetResidualPtr(fieldValId, ELSEG_TYPE.CORNER, world);
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 座標を取得
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] tmpval = null;
ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
{
coord_c[inoes][i] = tmpval[i];
}
}
// 節点の値を取って来る
es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
Complex[] tmpval = null;
ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
value_c[inoes] = tmpval[0];
}
double elen = Math.Sqrt((coord_c[0][0] - coord_c[1][0]) * (coord_c[0][0] - coord_c[1][0]) + (coord_c[0][1] - coord_c[1][1]) * (coord_c[0][1] - coord_c[1][1]));
double k = 2.0 * pi / waveLength;
Complex tmp_val1 = (k / 6.0 * elen) * (new Complex(0, 1));
Complex tmp_val2 = -1 / (2.0 * elen * k) * (new Complex(0, 1));
//emat[0, 0]
ematBuffer[0] = tmp_val1 * 2 + tmp_val2;
//emat[0, 1]
ematBuffer[1] = tmp_val1 - tmp_val2;
//emat[1, 0]
ematBuffer[nno] = tmp_val1 - tmp_val2;
//emat[1, 1]
ematBuffer[nno + 1] = tmp_val1 * 2 + tmp_val2;
// 要素節点等価内力ベクトルを求める
for (int ino = 0; ino < nno; ino++)
{
eres_c[ino] = new Complex(0.0);
for (int jno = 0; jno < nno; jno++)
{
eres_c[ino] -= ematBuffer[ino * nno + jno] * value_c[jno];
}
}
// 要素剛性行列にマージする
mat_cc.Mearge(nno, no_c, nno, no_c, 1, ematBuffer, ref tmpBuffer);
// 残差ベクトルにマージする
for (int inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
res_c.AddValue(no_c[inoes], 0, eres_c[inoes]);
}
}
return true;
}
/// <summary>
/// 界のx方向微分値を取得する
/// </summary>
/// <param name="world"></param>
/// <param name="fieldValId"></param>
public static void getDFDXValues(
CFieldWorld world,
uint fieldValId,
Dictionary<uint, uint> to_no_all,
IList<MediaInfo> Medias,
Dictionary<uint, wg2d.World.Loop> LoopDic,
double rotAngle,
double[] rotOrigin,
KrdLab.clapack.Complex[] fVec,
out KrdLab.clapack.Complex[] dFdXVec,
out KrdLab.clapack.Complex[] dFdYVec)
{
dFdXVec = new KrdLab.clapack.Complex[fVec.Length];
dFdYVec = new KrdLab.clapack.Complex[fVec.Length];
CField valField_base = world.GetField(fieldValId);
System.Diagnostics.Debug.Assert(valField_base.GetFieldType() == FIELD_TYPE.ZSCALAR);
Dictionary<uint, int> nodeElemCntH = new Dictionary<uint, int>();
//Dictionary<uint, double> nodeMediaP11Sum = new Dictionary<uint,double>(); //境界に限ればこの計算は誤差がある
Dictionary<uint, double> nodeAreaSum = new Dictionary<uint, double>();
IList<uint> aIdEA = valField_base.GetAryIdEA();
foreach (uint eaId in aIdEA)
{
CElemAry ea = world.GetEA(eaId);
CField valField = world.GetField(fieldValId);
if (valField.GetInterpolationType(eaId, world) != INTERPOLATION_TYPE.TRI11) continue;
// 媒質を取得する
MediaInfo media = new MediaInfo();
{
// ループのIDのはず
uint lId = eaId;
if (LoopDic.ContainsKey(lId))
{
World.Loop loop = LoopDic[lId];
media = Medias[loop.MediaIndex];
}
else
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(false);
}
}
// 要素セグメントコーナー値
//CElemAry.CElemSeg es_c_va = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
// 要素セグメントコーナー座標
CElemAry.CElemSeg es_c_co = valField.GetElemSeg(eaId, ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
uint nno = 3;
uint ndim = 2;
// 要素節点の全体節点番号
uint[] no_c = new uint[nno];
// 要素節点の値
//Complex[] value_c = new Complex[nno];
// 要素節点の座標
double[,] coord_c = new double[nno, ndim];
//CNodeAry.CNodeSeg ns_c_val = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, true, world);
CNodeAry.CNodeSeg ns_c_co = valField.GetNodeSeg(ELSEG_TYPE.CORNER, false, world);
for (uint ielem = 0; ielem < ea.Size(); ielem++)
{
// 要素配列から要素セグメントの節点番号を取り出す
es_c_co.GetNodes(ielem, no_c);
// 座標を取得
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] tmpval = null;
ns_c_co.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == ndim);
for (int i = 0; i < tmpval.Length; i++)
{
coord_c[inoes, i] = tmpval[i];
}
}
if (Math.Abs(rotAngle) >= Constants.PrecisionLowerLimit)
{
// 座標を回転移動する
for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
double[] srcPt = new double[] { coord_c[inoes, 0], coord_c[inoes, 1] };
double[] destPt = GetRotCoord(srcPt, rotAngle, rotOrigin);
for (int i = 0; i < ndim; i++)
{
coord_c[inoes, i] = destPt[i];
}
}
}
// 節点座標
double[] p1 = new double[ndim];
double[] p2 = new double[ndim];
double[] p3 = new double[ndim];
for (int i = 0; i < ndim; i++)
{
p1[i] = coord_c[0, i];
p2[i] = coord_c[1, i];
p3[i] = coord_c[2, i];
}
// 面積を求める
double area = CKerEMatTri.TriArea(p1, p2, p3);
// 形状関数の微分を求める
double[,] dldx = null;
double[] const_term = null;
CKerEMatTri.TriDlDx(out dldx, out const_term, p1, p2, p3);
// 節点の値を取って来る
//es_c_va.GetNodes(ielem, no_c);
//for (uint inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
//{
// Complex[] tmpval = null;
// ns_c_val.GetValue(no_c[inoes], out tmpval);
// System.Diagnostics.Debug.Assert(tmpval.Length == 1);
// value_c[inoes] = tmpval[0];
//}
// 界の微分値を計算
// 界の微分値は一次三角形要素の場合、要素内で一定値
KrdLab.clapack.Complex dFdX = 0.0;
KrdLab.clapack.Complex dFdY = 0.0;
for (int inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
uint iNodeNumber = no_c[inoes];
if (!to_no_all.ContainsKey(iNodeNumber))
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(false);
continue;
}
uint inoGlobal = to_no_all[iNodeNumber];
KrdLab.clapack.Complex fVal = fVec[inoGlobal];
dFdX += dldx[inoes, 0] * fVal;
dFdY += dldx[inoes, 1] * fVal;
}
// 格納
for (int inoes = 0; inoes < nno; inoes++)
{
uint iNodeNumber = no_c[inoes];
if (!to_no_all.ContainsKey(iNodeNumber))
{
System.Diagnostics.Debug.Assert(false);
continue;
}
uint inoGlobal = to_no_all[iNodeNumber];
//dFdXVec[inoGlobal] += dFdX;
//dFdYVec[inoGlobal] += dFdY;
// Note:
// TEzモードのとき -dHz/dx = jωDy
dFdXVec[inoGlobal] += dFdX * area;
dFdYVec[inoGlobal] += dFdY * area;
/*境界に限ればこの計算は誤差がある
// 媒質を考慮する
double media_P11 = media.P[1, 1];
// pyy (dF/dx)を格納
// TEzのとき pyy (dF/dx) = (1/εyy)dHz/dx = -jωEy
//dFdXVec[inoGlobal] += media_P11 * dFdX;
//dFdYVec[inoGlobal] += media_P11 * dFdY;
dFdXVec[inoGlobal] += media_P11 * dFdX * area;
dFdYVec[inoGlobal] += media_P11 * dFdY * area;
*/
if (nodeElemCntH.ContainsKey(inoGlobal))
{
nodeElemCntH[inoGlobal]++;
/*境界に限ればこの計算は誤差がある
// 媒質パラメータpyyの逆数を格納
//nodeMediaP11Sum[inoGlobal] += (1.0 / media_P11);
nodeMediaP11Sum[inoGlobal] += (1.0 / media_P11) * area;
*/
// 面積を格納
nodeAreaSum[inoGlobal] += area;
}
else
{
nodeElemCntH.Add(inoGlobal, 1);
/*境界に限ればこの計算は誤差がある
// 媒質パラメータpyyの逆数を格納
//nodeMediaP11Sum.Add(inoGlobal, (1.0 / media_P11));
nodeMediaP11Sum.Add(inoGlobal, (1.0 / media_P11) * area);
*/
nodeAreaSum.Add(inoGlobal, area);
}
}
}
}
for (uint i = 0; i < dFdXVec.Length; i++)
{
//int cnt = nodeElemCntH[i];
//dFdXVec[i] /= cnt;
//dFdYVec[i] /= cnt;
double areaSum = nodeAreaSum[i];
dFdXVec[i] = (dFdXVec[i] / areaSum);
dFdYVec[i] = (dFdYVec[i] / areaSum);
/*境界に限ればこの計算は誤差がある
// 媒質を考慮する
// 媒質パラメータpyyの平均
//int cnt = nodeElemCntH[i];
double areaSum = nodeAreaSum[i];
//double mediaP11 = 1.0 / (nodeMediaP11Sum[i] / cnt);
double mediaP11 = 1.0 / (nodeMediaP11Sum[i] / areaSum);
//System.Diagnostics.Debug.Assert((1.0 / mediaP11) >= 1.0);
// dF/dxの平均
//dFdXVec[i] = (dFdXVec[i] / cnt) / mediaP11;
//dFdYVec[i] = (dFdYVec[i] / cnt) / mediaP11;
dFdXVec[i] = (dFdXVec[i] / areaSum) / mediaP11;
dFdYVec[i] = (dFdYVec[i] / areaSum) / mediaP11;
*/
}
}