/// <summary>
/// CPUでの計算プログラムを作成する
/// </summary>
/// <param name="maxDt">初期時間刻み</param>
/// <param name="a">振幅</param>
/// <param name="omega">角速度</param>
public ComputerCpu(double maxDt, double a, double omega)
: base(maxDt, a, omega)
{
// 粒子群を初期化
this.particles = new Particle[0];
// 準備処理は何もしない
this.prepare = () => { };
// 粒子が追加された時に
base.ParticleAdded += (sender, e) =>
{
// 準備処理の時の処理を実装
this.prepare = () =>
{
// 新しい粒子群配列を生成
var newParticles = new Particle[this.particles.Length + this.inputParticles.Count];
// 古い粒子群を新しい粒子群に複製
this.particles.CopyTo(newParticles, 0);
// 入力粒子群を新しい粒子群に複製
this.inputParticles.CopyTo(newParticles, this.particles.Length);
// 新しい粒子群を今の粒子群とする
this.particles = newParticles;
// 入力粒子群を空にする
this.inputParticles.Clear();
// 準備処理は空
this.prepare = () => { };
};
};
}
/// <summary>
/// 粒子を追加する
/// </summary>
/// <param name="particle">追加する粒子</param>
public void AddParticle(Particle particle)
{
// 入力粒子に追加
this.inputParticles.Add(particle);
// 粒子が追加されたことを通知
this.OnParticleAdded();
}
/// <summary>
/// メインクラスを開始
/// </summary>
public SimpleClooMain()
{
// 時間刻み
const double maxDt = 0.01;
// 粒子の大きさ
const double diameter = 50e-3;
const double diameterWall = diameter * 0.8;
const double length0 = diameter * 1.001;
const double length0Wall = diameterWall * 0.75;
// 計算領域
const double sizeX = 45000e-3;
const double sizeZ = 2200e-3;
const double extraSize = diameter;
// 物性値
const double rho = 2.7e3;
const double E = 30e6;
const double nu = 0.2;
// 振幅と角速度
double A = 0.5;
double omega = 2.0;
// 計算プログラムを初期化
var computerCpu = new ComputerCpu(maxDt, A, omega);
var computerCL = new ComputerCL(maxDt, A, omega);
// 最上位ウインドウを作成して設定
MainWindow mainWindow = new MainWindow(computerCpu, computerCL);
base.MainWindow = mainWindow;
mainWindow.Log("データ初期化中...");
// ウインドウ表示
base.MainWindow.Show();
mainWindow.LogLine("完了");
mainWindow.Log("データ作成中...");
// 材質を生成
var materials = new []
{
// 移動粒子
new Material(0, rho, E, nu, new Color4( 50, 50, 255, 255)),
// 壁
new Material(1, rho, E, nu, new Color4(200, 200, 200, 255))
};
// 粒子番号
ulong particleID = 0;
// 領域内に
for(double x = 0; x < sizeX; x += length0)
{
for(double z = 0; z < sizeZ; z += length0)
{
// 移動粒子を作成
var particle = new Particle(particleID++, diameter * (0.4 + 0.6 * z / sizeZ), materials[0], ParticleType.FreeMovable)
{
X = new Vector(x, 0, z)
};
// 追加
computerCpu.AddParticle(particle);
computerCL.AddParticle(particle);
}
}
// 床の部分に
for(double x = -extraSize; x < sizeX + extraSize; x += length0Wall)
{
// 固定粒子を作成
var particle = new Particle(particleID++, diameterWall, materials[1], ParticleType.Fixed)
{
X = new Vector(x, 0, -extraSize)
};
// 追加
computerCpu.AddParticle(particle);
computerCL.AddParticle(particle);
}
mainWindow.LogLine("完了");
// 計算中かどうか
bool isComputing = false;
// 計算中かどうかを変更する
Action<bool> changeIsComputing = (isComputingNow) =>
{
// 計算状態を設定
isComputing = isComputingNow;
// ウインドウで
mainWindow.Dispatcher.BeginInvoke((Action)(() =>
{
// 1ステップ計算のボタンの有効化および無効化
mainWindow.ComputeOneButton.IsEnabled = !isComputingNow;
// 計算状態に合わせて自動実行ボタンの表示を変える
mainWindow.ComputeAllButton.Content = (isComputingNow) ? "自動実行を停止" : "自動実行を開始";
// 計算開始および終了を通知
mainWindow.LogLine((isComputingNow) ? "計算を開始" : "計算を終了");
}));
};
// 1ステップ実行がクリックされたら
mainWindow.ComputeOneButton.Click += (sender, e) =>
{
// 計算中でなければ
if(!isComputing)
{
// 計算開始
changeIsComputing(true);
// 1ステップだけ進める
mainWindow.computer.Next();
// 計算終了
changeIsComputing(false);
}
};
// 自動実行がクリックされたら
mainWindow.ComputeAllButton.Click += (sender, e) =>
{
// 計算中でなければ
if(!isComputing)
{
// 計算開始
changeIsComputing(true);
// 自動実行スレッド開始
new Task(() =>
{
// 計算中の間
while(isComputing)
{
// 次ステップに進める
mainWindow.computer.Next();
}
// 計算終了
changeIsComputing(false);
}, TaskCreationOptions.LongRunning).Start();
}
// 計算中なら
else
{
// 計算中断
changeIsComputing(false);
}
};
// プログラムが切り替わったら
System.Windows.RoutedEventHandler stopWhenSwitchWith = (sender, e) =>
{
// 計算終了
changeIsComputing(false);
};
// プログラムが切り替わった時の処理
mainWindow.WithCpuButton.Checked += stopWhenSwitchWith;
mainWindow.WithCLButton.Checked += stopWhenSwitchWith;
// アプリケーションの終了時に
this.Exit += (sender, e) =>
{
// 計算終了
changeIsComputing(false);
};
}
/// <summary>
/// 現在の粒子を取得する
/// </summary>
/// <returns>現在の粒子の複製</returns>
public override Particle[] GetParticles()
{
// 準備が出来ていなかったら
if(this.bufferX != null)
{
// 出力データを確保
var particlesX = new Vector4[this.particleCount];
var particlesU = new Vector4[this.particleCount];
var particlesA = new Vector4[this.particleCount];
// バッファーから転送
this.queue.ReadFromBuffer(this.bufferX, ref particlesX, false, null);
this.queue.ReadFromBuffer(this.bufferU, ref particlesU, false, null);
this.queue.ReadFromBuffer(this.bufferA, ref particlesA, false, null);
// 出力粒子を作製
var particles = new Particle[this.particleCount];
// ここまで待機
this.queue.Finish();
// 全粒子について
for(ulong i = 0; i < (ulong)this.particleCount; i++)
{
particles[i] = new Particle(i,
this.particlesD[i],
this.particlesMaterial[i],
this.particlesType[i])
{
X = new Vector(particlesX[i].X, particlesX[i].Y, particlesX[i].Z),
U = new Vector(particlesU[i].X, particlesU[i].Y, particlesU[i].Z),
A = new Vector(particlesA[i].X, particlesA[i].Y, particlesA[i].Z),
};
};
// 粒子群を返す
return particles;
}
// 空の配列を返す
return new Particle[0];
}
/// <summary>
/// 現在の粒子を取得する
/// </summary>
/// <returns>現在の粒子の複製</returns>
public override Particle[] GetParticles()
{
// 複製配列を作成して、粒子群を複製
var clone = new Particle[this.particles.Length];
this.particles.CopyTo(clone, 0);
// 複製したものを返す
return clone;
}
