00001
00002
00003
00004
00005
00006
00007
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00010
00011
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00018
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00020
00021
00022
00023 char poisson_frontiere_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/PDE/poisson_frontiere.C,v 1.3 2004/11/23 12:50:44 f_limousin Exp $" ;
00024
00025
00026
00027
00028
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00060 #include <stdlib.h>
00061 #include <math.h>
00062
00063
00064 #include "matrice.h"
00065 #include "tbl.h"
00066 #include "mtbl_cf.h"
00067 #include "map.h"
00068 #include "base_val.h"
00069 #include "proto.h"
00070 #include "type_parite.h"
00071 #include "utilitaires.h"
00072 #include "valeur.h"
00073
00074
00075
00076
00077
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00099
00100
00101 Mtbl_cf sol_poisson_frontiere(const Map_af& mapping, const Mtbl_cf& source,
00102 const Mtbl_cf& limite, int type_raccord, int num_front, int dzpuis, double fact_dir, double fact_neu)
00103
00104 {
00105
00106
00107 int nz = source.get_mg()->get_nzone() ;
00108 assert (nz>1) ;
00109 assert ((num_front>=0) && (num_front<nz-2)) ;
00110 assert (source.get_mg()->get_type_r(nz-1) == UNSURR) ;
00111 for (int l=num_front+1 ; l<nz-1 ; l++)
00112 assert(source.get_mg()->get_type_r(l) == FIN) ;
00113
00114 assert (source.get_etat() != ETATNONDEF) ;
00115 assert (limite.get_etat() != ETATNONDEF) ;
00116
00117 assert ((dzpuis==4) || (dzpuis==2) || (dzpuis==3)) ;
00118 assert ((type_raccord == 1) || (type_raccord == 2)|| (type_raccord == 3)) ;
00119
00120
00121 const Base_val& base = source.base ;
00122
00123
00124 int nr, nt, np ;
00125 int base_r ;
00126 double alpha, beta, echelle ;
00127 int l_quant, m_quant;
00128
00129
00130 Tbl *so ;
00131 Tbl *sol_hom ;
00132 Tbl *sol_part ;
00133 Matrice *operateur ;
00134 Matrice *nondege ;
00135
00136
00137
00138 Mtbl_cf solution_part(source.get_mg(), base) ;
00139 Mtbl_cf solution_hom_un(source.get_mg(), base) ;
00140 Mtbl_cf solution_hom_deux(source.get_mg(), base) ;
00141 Mtbl_cf resultat(source.get_mg(), base) ;
00142
00143 solution_part.set_etat_qcq() ;
00144 solution_hom_un.set_etat_qcq() ;
00145 solution_hom_deux.set_etat_qcq() ;
00146 resultat.set_etat_qcq() ;
00147
00148 for (int l=0 ; l<nz ; l++) {
00149 solution_part.t[l]->set_etat_qcq() ;
00150 solution_hom_un.t[l]->set_etat_qcq() ;
00151 solution_hom_deux.t[l]->set_etat_qcq() ;
00152 resultat.t[l]->set_etat_qcq() ;
00153 for (int k=0 ; k<source.get_mg()->get_np(l)+2 ; k++)
00154 for (int j=0 ; j<source.get_mg()->get_nt(l) ; j++)
00155 for (int i=0 ; i<source.get_mg()->get_nr(l) ; i++)
00156 resultat.set(l, k, j, i) = 0 ;
00157 }
00158
00159
00160 int np_max = 0 ;
00161 int nt_max = 0 ;
00162
00163
00164
00165
00166
00167
00168 nr = source.get_mg()->get_nr(nz-1) ;
00169 nt = source.get_mg()->get_nt(nz-1) ;
00170 np = source.get_mg()->get_np(nz-1) ;
00171
00172 if (np > np_max) np_max = np ;
00173 if (nt > nt_max) nt_max = nt ;
00174
00175 alpha = mapping.get_alpha()[nz-1] ;
00176 beta = mapping.get_beta()[nz-1] ;
00177
00178 for (int k=0 ; k<np+1 ; k++)
00179 for (int j=0 ; j<nt ; j++)
00180 if (nullite_plm(j, nt, k, np, base) == 1)
00181 {
00182
00183
00184 donne_lm(nz, nz-1, j, k, base, m_quant, l_quant, base_r) ;
00185
00186
00187 operateur = new Matrice(laplacien_mat(nr, l_quant, 0., dzpuis,
00188 base_r)) ;
00189 (*operateur) = combinaison(*operateur, l_quant, 0., dzpuis, base_r) ;
00190
00191
00192 nondege = new Matrice(prepa_nondege(*operateur, l_quant, 0.,
00193 dzpuis, base_r)) ;
00194
00195
00196 sol_hom = new Tbl(solh(nr, l_quant, 0., base_r)) ;
00197
00198
00199 so = new Tbl(nr) ;
00200 so->set_etat_qcq() ;
00201 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00202 so->set(i) = source(nz-1, k, j, i) ;
00203 sol_part = new Tbl(solp(*operateur, *nondege, alpha, beta,
00204 *so, dzpuis, base_r)) ;
00205
00206
00207 for (int i=0 ; i<nr ; i++) {
00208 solution_part.set(nz-1, k, j, i) = (*sol_part)(i) ;
00209 solution_hom_un.set(nz-1, k, j, i) = (*sol_hom)(i) ;
00210 solution_hom_deux.set(nz-1, k, j, i) = 0. ;
00211 }
00212
00213 delete operateur ;
00214 delete nondege ;
00215 delete so ;
00216 delete sol_hom ;
00217 delete sol_part ;
00218 }
00219
00220
00221
00222
00223
00224 for (int zone=num_front+1 ; zone<nz-1 ; zone++) {
00225 nr = source.get_mg()->get_nr(zone) ;
00226 nt = source.get_mg()->get_nt(zone) ;
00227 np = source.get_mg()->get_np(zone) ;
00228
00229 if (np > np_max) np_max = np ;
00230 if (nt > nt_max) nt_max = nt ;
00231
00232 alpha = mapping.get_alpha()[zone] ;
00233 beta = mapping.get_beta()[zone] ;
00234
00235 for (int k=0 ; k<np+1 ; k++)
00236 for (int j=0 ; j<nt ; j++)
00237 if (nullite_plm(j, nt, k, np, base) == 1)
00238 {
00239
00240 donne_lm(nz, zone, j, k, base, m_quant, l_quant, base_r) ;
00241
00242
00243 operateur = new Matrice(laplacien_mat
00244 (nr, l_quant, beta/alpha, 0, base_r)) ;
00245
00246 (*operateur) = combinaison(*operateur, l_quant, beta/alpha, 0,
00247 base_r) ;
00248
00249
00250 nondege = new Matrice(prepa_nondege(*operateur, l_quant,
00251 beta/alpha, 0, base_r)) ;
00252
00253
00254 sol_hom = new Tbl(solh(nr, l_quant, beta/alpha, base_r)) ;
00255
00256
00257 so = new Tbl(nr) ;
00258 so->set_etat_qcq() ;
00259 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00260 so->set(i) = source(zone, k, j, i) ;
00261
00262 sol_part = new Tbl (solp(*operateur, *nondege, alpha,
00263 beta, *so, 0, base_r)) ;
00264
00265
00266
00267 for (int i=0 ; i<nr ; i++) {
00268 solution_part.set(zone, k, j, i) = (*sol_part)(i) ;
00269 solution_hom_un.set(zone, k, j, i) = (*sol_hom)(0, i) ;
00270 solution_hom_deux.set(zone, k, j, i) = (*sol_hom)(1, i) ;
00271 }
00272
00273
00274 delete operateur ;
00275 delete nondege ;
00276 delete so ;
00277 delete sol_hom ;
00278 delete sol_part ;
00279 }
00280 }
00281
00282
00283
00284
00285
00286 nr = source.get_mg()->get_nr(num_front+1) ;
00287 nt = source.get_mg()->get_nt(num_front+1) ;
00288 np = source.get_mg()->get_np(num_front+1) ;
00289 double facteur ;
00290 double somme ;
00291
00292 alpha = mapping.get_alpha()[num_front+1] ;
00293 beta = mapping.get_beta()[num_front+1] ;
00294 echelle = beta/alpha ;
00295
00296 for (int k=0 ; k<np+1 ; k++)
00297 for (int j=0 ; j<nt ; j++)
00298 if (nullite_plm(j, nt, k, np, base) == 1)
00299 {
00300
00301 donne_lm(nz, num_front+1, j, k, base, m_quant, l_quant, base_r) ;
00302
00303 switch (type_raccord) {
00304 case 1 :
00305
00306
00307 somme = 0 ;
00308 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00309 if (i%2 == 0)
00310 somme += solution_part(num_front+1, k, j, i) ;
00311 else
00312 somme -= solution_part(num_front+1, k, j, i) ;
00313 facteur = (limite(num_front, k, j, 0)-somme)
00314 * pow(echelle-1, l_quant+1) ;
00315
00316 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00317 solution_part.set(num_front+1, k, j, i) +=
00318 facteur*solution_hom_deux(num_front+1, k, j, i) ;
00319
00320
00321 facteur = - pow(echelle-1, 2*l_quant+1) ;
00322 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00323 solution_hom_un.set(num_front+1, k, j, i) +=
00324 facteur*solution_hom_deux(num_front+1, k, j, i) ;
00325 break ;
00326
00327
00328 case 2 :
00329
00330
00331 somme = 0 ;
00332 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00333 if (i%2 == 0)
00334 somme -= i*i/alpha*solution_part(num_front+1, k, j, i) ;
00335 else
00336 somme += i*i/alpha*solution_part(num_front+1, k, j, i) ;
00337 facteur = (somme-limite(num_front, k, j, 0))
00338 * alpha*pow(echelle-1, l_quant+2)/(l_quant+1) ;
00339 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00340 solution_part.set(num_front+1, k, j, i) +=
00341 facteur*solution_hom_deux(num_front+1, k, j, i) ;
00342
00343
00344 facteur = pow(echelle-1, 2*l_quant+1)*l_quant/(l_quant+1) ;
00345 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00346 solution_hom_un.set(num_front+1, k, j, i) +=
00347 facteur*solution_hom_deux(num_front+1, k, j, i) ;
00348 break ;
00349
00350 case 3 :
00351
00352 somme = 0 ;
00353 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00354 if (i%2 == 0)
00355 somme += solution_part(num_front+1, k, j, i) *
00356 fact_dir - fact_neu *
00357 i*i/alpha*solution_part(num_front+1, k, j, i) ;
00358 else
00359 somme += - solution_part(num_front+1, k, j, i) *
00360 fact_dir + fact_neu *
00361 i*i/alpha*solution_part(num_front+1, k, j, i) ;
00362
00363 double somme2 ;
00364 somme2 = fact_dir * pow(echelle-1, -l_quant-1) -
00365 fact_neu/alpha*pow(echelle-1, -l_quant-2)*(l_quant+1) ;
00366
00367 facteur = (limite(num_front, k, j, 0)- somme) / somme2 ;
00368
00369 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00370 solution_part.set(num_front+1, k, j, i) +=
00371 facteur*solution_hom_deux(num_front+1, k, j, i) ;
00372
00373
00374 double somme1 ;
00375 somme1 = fact_dir * pow(echelle-1, l_quant) +
00376 fact_neu / alpha * pow(echelle-1, l_quant-1) *
00377 l_quant ;
00378 facteur = - somme1 / somme2 ;
00379 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00380 solution_hom_un.set(num_front+1, k, j, i) +=
00381 facteur*solution_hom_deux(num_front+1, k, j, i) ;
00382
00383 break ;
00384
00385 default :
00386 cout << "Diantres nous ne devrions pas etre ici ! " << endl ;
00387 abort() ;
00388 break ;
00389 }
00390
00391
00392 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00393 solution_hom_deux.set(num_front+1, k, j, i) = 0 ;
00394 }
00395
00396
00397
00398
00399
00400
00401
00402
00403
00404 int * indic = new int [nz] ;
00405 int taille ;
00406 Tbl *sec_membre ;
00407 Matrice *systeme ;
00408
00409
00410 int ligne ;
00411 int colonne ;
00412
00413
00414 int sup ;
00415 int inf ;
00416 int sup_new, inf_new ;
00417
00418
00419 for (int k=0 ; k<np_max+1 ; k++)
00420 for (int j=0 ; j<nt_max ; j++)
00421 if (nullite_plm(j, nt_max, k, np_max, base) == 1) {
00422
00423 ligne = 0 ;
00424 colonne = 0 ;
00425 sup = 0 ;
00426 inf = 0 ;
00427
00428 for (int zone=num_front+1 ; zone<nz ; zone++)
00429 indic[zone] = nullite_plm(j, source.get_mg()->get_nt(zone),
00430 k, source.get_mg()->get_np(zone), base);
00431
00432
00433 taille = indic[nz-1]+indic[num_front+1] ;
00434 for (int zone=num_front+2 ; zone<nz-1 ; zone++)
00435 taille+=2*indic[zone] ;
00436
00437
00438
00439
00440 if (taille != 0) {
00441
00442 sec_membre = new Tbl(taille) ;
00443 sec_membre->set_etat_qcq() ;
00444 for (int l=0 ; l<taille ; l++)
00445 sec_membre->set(l) = 0 ;
00446
00447 systeme = new Matrice(taille, taille) ;
00448 systeme->set_etat_qcq() ;
00449 for (int l=0 ; l<taille ; l++)
00450 for (int c=0 ; c<taille ; c++)
00451 systeme->set(l, c) = 0 ;
00452
00453
00454
00455
00456
00457 donne_lm (nz, 0, j, k, base, m_quant, l_quant, base_r) ;
00458
00459
00460
00461
00462
00463
00464 if (indic[num_front+1] == 1) {
00465 nr = source.get_mg()->get_nr(num_front+1) ;
00466
00467 alpha = mapping.get_alpha()[num_front+1] ;
00468 beta = mapping.get_beta()[num_front+1] ;
00469 echelle = beta/alpha ;
00470
00471
00472 somme = 0 ;
00473 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00474 somme += solution_hom_un (num_front+1, k, j, i) ;
00475 systeme->set(ligne, colonne) = somme ;
00476
00477
00478 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00479 sec_membre->set(ligne) -= solution_part(num_front+1, k, j, i) ;
00480
00481 ligne++ ;
00482
00483
00484
00485 if (indic[num_front+1] == 1) {
00486
00487
00488 somme = 0 ;
00489 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00490 somme += i*i/alpha*
00491 solution_hom_un(num_front+1, k, j, i) ;
00492 systeme->set(ligne, colonne) = somme ;
00493
00494
00495 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00496 sec_membre->set(ligne) -= i*i/alpha
00497 *solution_part(num_front+1, k, j, i) ;
00498
00499
00500 inf = 1 ;
00501 }
00502 colonne++ ;
00503 }
00504
00505
00506
00507
00508
00509 for (int zone=num_front+2 ; zone<nz-1 ; zone++)
00510 if (indic[zone] == 1) {
00511
00512 nr = source.get_mg()->get_nr(zone) ;
00513 alpha = mapping.get_alpha()[zone] ;
00514 echelle = mapping.get_beta()[zone]/alpha ;
00515
00516
00517 if (indic[zone-1] == 1) ligne -- ;
00518
00519
00520 systeme->set(ligne, colonne) =
00521 -pow(echelle-1, double(l_quant)) ;
00522
00523
00524 systeme->set(ligne, colonne+1) =
00525 -1/pow(echelle-1, double(l_quant+1)) ;
00526
00527
00528 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00529 if (i%2 == 0)
00530 sec_membre->set(ligne) += solution_part(zone, k, j, i) ;
00531 else sec_membre->set(ligne) -= solution_part(zone, k, j, i) ;
00532
00533
00534 sup_new = colonne+1-ligne ;
00535 if (sup_new > sup) sup = sup_new ;
00536
00537 ligne++ ;
00538
00539
00540
00541
00542 if (indic[zone-1] == 1) {
00543
00544 systeme->set(ligne, colonne) =
00545 -l_quant*pow(echelle-1, double(l_quant-1))/alpha ;
00546
00547 systeme->set(ligne, colonne+1) =
00548 (l_quant+1)/pow(echelle-1, double(l_quant+2))/alpha ;
00549
00550
00551
00552
00553 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00554 if (i%2 == 0)
00555 sec_membre->set(ligne) -=
00556 i*i/alpha*solution_part(zone, k, j, i) ;
00557 else
00558 sec_membre->set(ligne) +=
00559 i*i/alpha*solution_part(zone, k, j, i) ;
00560
00561
00562 sup_new = colonne+1-ligne ;
00563 if (sup_new > sup) sup = sup_new ;
00564
00565 ligne++ ;
00566 }
00567
00568
00569
00570 systeme->set(ligne, colonne) =
00571 pow(echelle+1, double(l_quant)) ;
00572
00573
00574 systeme->set(ligne, colonne+1) =
00575 1/pow(echelle+1, double(l_quant+1)) ;
00576
00577
00578 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00579 sec_membre->set(ligne) -= solution_part(zone, k, j, i) ;
00580
00581
00582 inf_new = ligne-colonne ;
00583 if (inf_new > inf) inf = inf_new ;
00584
00585 ligne ++ ;
00586
00587
00588
00589 if (indic[zone+1] == 1) {
00590
00591
00592 systeme->set(ligne, colonne) =
00593 l_quant*pow(echelle+1, double(l_quant-1))/alpha ;
00594
00595
00596 systeme->set(ligne, colonne+1) =
00597 -(l_quant+1)/pow(echelle+1, double(l_quant+2))/alpha ;
00598
00599
00600 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00601 sec_membre->set(ligne) -=
00602 i*i/alpha*solution_part(zone, k, j, i) ;
00603
00604
00605 inf_new = ligne-colonne ;
00606 if (inf_new > inf) inf = inf_new ;
00607
00608 }
00609 colonne += 2 ;
00610 }
00611
00612
00613
00614
00615
00616
00617 if (indic[nz-1] == 1) {
00618
00619 nr = source.get_mg()->get_nr(nz-1) ;
00620
00621
00622 alpha = mapping.get_alpha()[nz-1] ;
00623
00624 if (indic[nz-2] == 1) ligne -- ;
00625
00626
00627 systeme->set(ligne, colonne) = -pow(-2, double(l_quant+1)) ;
00628
00629 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00630 if (i%2 == 0)
00631 sec_membre->set(ligne) += solution_part(nz-1, k, j, i) ;
00632 else sec_membre->set(ligne) -= solution_part(nz-1, k, j, i) ;
00633
00634
00635 if (indic[nz-2] == 1) {
00636
00637
00638 systeme->set(ligne+1, colonne) =
00639 alpha*(l_quant+1)*pow(-2., double(l_quant+2)) ;
00640
00641
00642 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00643 if (i%2 == 0)
00644 sec_membre->set(ligne+1) -=
00645 -4*alpha*i*i*solution_part(nz-1, k, j, i) ;
00646 else
00647 sec_membre->set(ligne+1) +=
00648 -4*alpha*i*i*solution_part(nz-1, k, j, i) ;
00649
00650
00651 if (sup == 0) sup = 1 ;
00652 }
00653 }
00654
00655
00656
00657
00658
00659 systeme->set_band(sup, inf) ;
00660 systeme->set_lu() ;
00661
00662 Tbl facteurs(systeme->inverse(*sec_membre)) ;
00663 int conte = 0 ;
00664
00665
00666
00667
00668 if (indic[num_front+1] == 1) {
00669 nr = source.get_mg()->get_nr(num_front+1) ;
00670 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00671 resultat.set(num_front+1, k, j, i) =
00672 solution_part(num_front+1, k, j, i)
00673 +facteurs(conte)*solution_hom_un(num_front+1, k, j, i) ;
00674 conte++ ;
00675 }
00676
00677
00678 for (int zone=num_front+2 ; zone<nz-1 ; zone++)
00679 if (indic[zone] == 1) {
00680 nr = source.get_mg()->get_nr(zone) ;
00681 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00682 resultat.set(zone, k, j, i) =
00683 solution_part(zone, k, j, i)
00684 +facteurs(conte)*solution_hom_un(zone, k, j, i)
00685 +facteurs(conte+1)*solution_hom_deux(zone, k, j, i) ;
00686 conte+=2 ;
00687 }
00688
00689
00690 if (indic[nz-1] == 1) {
00691 nr = source.get_mg()->get_nr(nz-1) ;
00692 for (int i=0 ; i<nr ; i++)
00693 resultat.set(nz-1, k, j, i) =
00694 solution_part(nz-1, k, j, i)
00695 +facteurs(conte)*solution_hom_un(nz-1, k, j, i) ;
00696 }
00697
00698 delete sec_membre ;
00699 delete systeme ;
00700 }
00701
00702 }
00703
00704 delete [] indic ;
00705
00706
00707 for (int l=0 ; l<num_front+1 ; l++)
00708 resultat.t[l]->set_etat_zero() ;
00709 return resultat;
00710 }