ParkSuMin/MemMAPR-MKE
1
0
Fork 1
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity

Merge pull request 'c_part' (#1) from c_part into main

Browse Source 
Reviewed-on: https://git.tjoyspotifylastfm.tech/ParkSuMin/MemMAPR-MKE/pulls/1
This commit is contained in:
ParkSuMin
2025-10-06 21:25:26 +02:00
parent cac280deb1 b07c9e6cea
commit 64cb04388a
3 changed files with 53 additions and 48 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

8
MemMAPR-MKE.cpp
View File

@@ -1,9 +1,15 @@
#include "Header.h" #include "Header.h"
#include "Solver.h" #include "Solver.h"
#include <Eigen/Dense> #include <Eigen/Dense>
#define A 5.
#define B 4.
#define C 0.
#define D 1.
using namespace Eigen; using namespace Eigen;
int main() { int main() {
Solver slv(5., 4., 0., 1., 30, 0, 10); std::cout << A << "u''" << " + " << B << "u'" << "+ " << C << "u + " << D << " = 0" << std::endl;
Solver slv(A, B, C, D, 20, 0, 10);
std::cout << "Linear element:"; std::cout << "Linear element:";
slv.Execute_Linear(0, 5); slv.Execute_Linear(0, 5);
std::cout << "\nCubic element:"; std::cout << "\nCubic element:";

91
Solver.cpp
View File

@@ -16,24 +16,24 @@ void Solver::Execute_Linear(double val1, double val2) {
// Локальный вектор нагрузки // Локальный вектор нагрузки
VectorXd local_load(2); VectorXd local_load(2);
local(0, 0) = -A / L - B / 2.;// +C * L / 3.; local(0, 0) = -A / L - B / 2. + C * L / 2.;
local(0, 1) = A / L + B / 2.; // +C * L / 6.; local(0, 1) = A / L + B / 2. + C * L / 2.;
local(1, 0) = A / L - B / 2.; // +C * L / 6.; local(1, 0) = A / L - B / 2. + C * L / 2.;
local(1, 1) = -A / L + B / 2.;// +C * L / 3.; local(1, 1) = -A / L + B / 2. + C * L / 2.;
local_load(0) = -D * L / 2.; local_load(0) = -D * L / 2.;
local_load(1) = -D * L / 2.; local_load(1) = -D * L / 2.;
// Глобальная матрица жёсткости
MatrixXd ansamb = MatrixXd::Zero(N + 1, N + 1);
// Глобальный вектор нагрузок // Глобальная матрица жёсткости
VectorXd global_load = VectorXd::Zero(N + 1); MatrixXd ansamb = MatrixXd::Zero(N + 2, N + 2);
// Ансамблирование // Глобальный вектор нагрузок
VectorXd global_load = VectorXd::Zero(N + 2);
// Ансамблирование (с учётом смещения на 1)
for (int elem = 0; elem < N; ++elem) { for (int elem = 0; elem < N; ++elem) {
int node_i = elem; int node_i = elem + 1;
int node_j = elem + 1; int node_j = elem + 2;
ansamb(node_i, node_i) += local(0, 0); ansamb(node_i, node_i) += local(0, 0);
ansamb(node_i, node_j) += local(0, 1); ansamb(node_i, node_j) += local(0, 1);
@@ -52,15 +52,16 @@ void Solver::Execute_Linear(double val1, double val2) {
// Граничные условия // Граничные условия
double u_right = val2; double u_right = val2;
ansamb.row(0).setZero();
ansamb.row(N).setZero();
ansamb(0, 0) = L + 1; ansamb.row(0).setZero();
ansamb(0, 0) = 1;
ansamb(0, 1) = -1; ansamb(0, 1) = -1;
global_load(0) = 0; global_load(0) = 0;
ansamb(1, 1) -= A;
ansamb(N, N) = 1; ansamb.row(N + 1).setZero();
global_load(N) = u_right; ansamb(N + 1, N + 1) = 1;
global_load(N + 1) = u_right;
#if DEBUG #if DEBUG
std::cout << "\nAfter:" << std::endl; std::cout << "\nAfter:" << std::endl;
@@ -74,7 +75,7 @@ void Solver::Execute_Linear(double val1, double val2) {
std::cout << solution << std::endl; std::cout << solution << std::endl;
std::ofstream file("matrix_linear_" + std::to_string(N) + ".txt"); std::ofstream file("matrix_linear_" + std::to_string(N) + ".txt");
for (int i = 0; i < solution.size(); i++) { for (int i = 1; i < solution.size(); i++) {
file << solution(i) << ' '; file << solution(i) << ' ';
} }
file << std::endl; file << std::endl;
@@ -82,7 +83,7 @@ void Solver::Execute_Linear(double val1, double val2) {
void Solver::Execute_Cubic(double val1, double val2) { void Solver::Execute_Cubic(double val1, double val2) {
int mat_dim = 1 + N * 3; int mat_dim = N * 3 + 2; // +2 для граничных узлов, как в линейном случае
// Локальная матрица жёсткости // Локальная матрица жёсткости
MatrixXd local = MatrixXd::Zero(4, 4); MatrixXd local = MatrixXd::Zero(4, 4);
@@ -91,44 +92,41 @@ void Solver::Execute_Cubic(double val1, double val2) {
VectorXd local_load(4); VectorXd local_load(4);
// Формирование локальной матрицы жёсткости // Формирование локальной матрицы жёсткости
local(0, 0) = -A * 37.0 / 10.0 / L + B * (-1.0) / 2.0; local(0, 0) = -A * 37.0 / 10.0 / L + B * (-1.0) / 2.0 + C * 8. * L / 105.;
local(0, 1) = -A * (-189.0) / 40.0 / L + B * 57.0 / 80.0; local(0, 1) = -A * (-189.0) / 40.0 / L + B * 57.0 / 80.0 + C * 33. * L / 560.;
local(0, 2) = -A * 27.0 / 20.0 / L + B * (-3.0) / 10.0; local(0, 2) = -A * 27.0 / 20.0 / L + B * (-3.0) / 10.0 - C * 3. * L / 140.;
local(0, 3) = -A * (-13.0) / 40.0 / L + B * 7.0 / 80.0; local(0, 3) = -A * (-13.0) / 40.0 / L + B * 7.0 / 80.0 + C * 19. * L / 1680.;
local(1, 0) = -A * (-189.0) / 40.0 / L + B * (-57.0) / 80.0; local(1, 0) = -A * (-189.0) / 40.0 / L + B * (-57.0) / 80.0 + C * 33. * L / 560.;
local(1, 1) = -A * 54.0 / 5.0 / L; local(1, 1) = -A * 54.0 / 5.0 / L + C * 27. * L / 70.;
local(1, 2) = -A * (-297.0) / 40.0 / L + B * 81.0 / 80.0; local(1, 2) = -A * (-297.0) / 40.0 / L + B * 81.0 / 80.0 - C * 27. * L / 560.;
local(1, 3) = -A * 27.0 / 20.0 / L + B * (-3.0) / 10.0; local(1, 3) = -A * 27.0 / 20.0 / L + B * (-3.0) / 10.0 - C * 3. * L / 140.;
local(2, 0) = -A * 27.0 / 20.0 / L + B * 3.0 / 10.0; local(2, 0) = -A * 27.0 / 20.0 / L + B * 3.0 / 10.0 - C * 3. * L / 140.;
local(2, 1) = -A * (-297.0) / 40.0 / L + B * (-81.0) / 80.0; local(2, 1) = -A * (-297.0) / 40.0 / L + B * (-81.0) / 80.0 - C * 27. * L / 560.;
local(2, 2) = -A * 54.0 / 5.0 / L; local(2, 2) = -A * 54.0 / 5.0 / L + C * 27. * L / 70.;
local(2, 3) = -A * (-189.0) / 40.0 / L + B * 57.0 / 80.0; local(2, 3) = -A * (-189.0) / 40.0 / L + B * 57.0 / 80.0 + C * 33. * L / 560.;
local(3, 0) = -A * (-13.0) / 40.0 / L + B * (-7.0) / 80.0; local(3, 0) = -A * (-13.0) / 40.0 / L + B * (-7.0) / 80.0 + C * 19. * L / 1680.;
local(3, 1) = -A * 27.0 / 20.0 / L + B * 3.0 / 10.0; local(3, 1) = -A * 27.0 / 20.0 / L + B * 3.0 / 10.0 - C * 3. * L / 140.;
local(3, 2) = -A * (-189.0) / 40.0 / L + B * (-57.0) / 80.0; local(3, 2) = -A * (-189.0) / 40.0 / L + B * (-57.0) / 80.0 + C * 33. * L / 560.;
local(3, 3) = -A * 37.0 / 10.0 / L + B * 1.0 / 2.0; local(3, 3) = -A * 37.0 / 10.0 / L + B * 1.0 / 2.0 + C * 8. * L / 105.;
// Формирование локального вектора нагрузки // Локальный вектор нагрузки
local_load(0) = -D * L / 8.0; local_load(0) = -D * L / 8.0;
local_load(1) = -D * 3.0 * L / 8.0; local_load(1) = -D * 3.0 * L / 8.0;
local_load(2) = -D * 3.0 * L / 8.0; local_load(2) = -D * 3.0 * L / 8.0;
local_load(3) = -D * L / 8.0; local_load(3) = -D * L / 8.0;
// Глобальная матрица жёсткости // Глобальные матрицы
MatrixXd ansamb = MatrixXd::Zero(mat_dim, mat_dim); MatrixXd ansamb = MatrixXd::Zero(mat_dim, mat_dim);
// Глобальный вектор нагрузок
VectorXd global_load = VectorXd::Zero(mat_dim); VectorXd global_load = VectorXd::Zero(mat_dim);
// Ансамблирование // Ансамблирование (со смещением на 1, как в линейной версии)
for (int elem = 0; elem < N; ++elem) { for (int elem = 0; elem < N; ++elem) {
int node_i = elem * 3; int node_i = 1 + elem * 3; // смещение на 1
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
for (int i = 0; i < 4; i++) { for (int j = 0; j < 4; ++j) {
for (int j = 0; j < 4; j++) {
ansamb(node_i + i, node_i + j) += local(i, j); ansamb(node_i + i, node_i + j) += local(i, j);
} }
global_load(node_i + i) += local_load(i); global_load(node_i + i) += local_load(i);
@@ -145,9 +143,10 @@ void Solver::Execute_Cubic(double val1, double val2) {
double u_right = val2; double u_right = val2;
ansamb.row(0).setZero(); ansamb.row(0).setZero();
ansamb(0, 0) = L / 3.0 + 1; ansamb(0, 0) = 1;
ansamb(0, 1) = -1; ansamb(0, 1) = -1;
global_load(0) = 0; global_load(0) = 0;
ansamb(1, 1) -= A;
ansamb.row(mat_dim - 1).setZero(); ansamb.row(mat_dim - 1).setZero();
ansamb(mat_dim - 1, mat_dim - 1) = 1; ansamb(mat_dim - 1, mat_dim - 1) = 1;
@@ -165,7 +164,7 @@ void Solver::Execute_Cubic(double val1, double val2) {
std::cout << solution << std::endl; std::cout << solution << std::endl;
std::ofstream file("matrix_cubic_" + std::to_string(N) + ".txt"); std::ofstream file("matrix_cubic_" + std::to_string(N) + ".txt");
for (int i = 0; i < solution.size(); i++) { for (int i = 1; i < solution.size(); i++) {
file << solution(i) << ' '; file << solution(i) << ' ';
} }
file << std::endl; file << std::endl;

2
graphics.ipynb
View File

@@ -138,7 +138,7 @@
" y = np.fromstring(data_str, sep=' ')\n", " y = np.fromstring(data_str, sep=' ')\n",
" y_real = u(x)\n", " y_real = u(x)\n",
"\n", "\n",
" plt.plot(x, y, label=\"Cubic element solution\", color=\"orange\")\n", " plt.plot(x, y, label=\"Cubic element solution\", color=\"red\")\n",
" plt.plot(x, y_real, label=\"Numeral solution\", color='black')\n", " plt.plot(x, y_real, label=\"Numeral solution\", color='black')\n",
" plt.title(f\"Cubic element, elements = {elements} \")\n", " plt.title(f\"Cubic element, elements = {elements} \")\n",
" plt.xlabel(\"x\")\n", " plt.xlabel(\"x\")\n",