Абстрактный класс, определяющий вид механической системы More...

#include <Mechanics2D.h>

Inheritance diagram for VM2D::Mechanics:

[legend]

Collaboration diagram for VM2D::Mechanics:

[legend]

Public Member Functions
virtual void	ReadSpecificParametersFromDictionary ()=0
	Чтение параметров конкретной механической системы More...

	Mechanics (const World2D &W_, size_t numberInPassport_, int degOfFreedom_, bool isMoves_, bool isDeform_, bool isRotate_)
	Конструктор More...

virtual	~Mechanics ()
	Деструктор More...

void	Initialize (Point2D Vcm0_, Point2D Rcm0_, double Wcm0_, double Phi0_)
	Задание начального положения и начальной скорости More...

virtual void	GetHydroDynamForce ()=0
	Вычисление гидродинамической силы, действующей на профиль More...

void	GenerateForcesHeader ()
	Генерация заголовка файла нагрузок More...

void	GeneratePositionHeader ()
	Генерация заголовка файла положения профиля More...

void	GenerateForcesString ()
	Сохранение строки со статистикой в файл нагрузок More...

void	GeneratePositionString ()
	Сохранение строки со статистикой в файл нагрузок More...

virtual Point2D	VeloOfAirfoilRcm (double currTime)=0
	Вычисление скорости центра масс профиля More...

virtual Point2D	PositionOfAirfoilRcm (double currTime)=0
	Вычисление положения центра масс профиля More...

virtual double	AngularVelocityOfAirfoil (double currTime)=0
	Вычисление угловой скорости профиля More...

virtual double	AngleOfAirfoil (double currTime)=0
	Вычисление угла поворота профиля More...

virtual void	VeloOfAirfoilPanels (double currTime)=0
	Вычисление скоростей начал панелей More...

virtual void	Move ()=0
	Перемещение профиля в соответствии с законом More...

Public Attributes
const bool	isMoves
	Переменная, отвечающая за то, двигается профиль или нет More...

const bool	isDeform
	Переменная, отвечающая за то, деформируется профиль или нет More...

const bool	isRotate
	Переменная, отвечающая за то, может профиль вращаться или нет More...

const size_t	degOfFreedom
	Количество степеней свободы More...

Point2D	hydroDynamForce
	Вектор гидродинамической силы и момент, действующие на профиль More...

double	hydroDynamMoment

Point2D	viscousForce
	Вектор силы и момент вязкого трения, действующие на профиль More...

double	viscousMoment

Protected Attributes
const World2D &	W
	Константная ссылка на решаемую задачу More...

const size_t	numberInPassport
	Номер профиля в паспорте More...

Airfoil &	afl

const Boundary &	boundary

const VortexesParams &	virtVortParams

std::unique_ptr< VMlib::StreamParser >	mechParamsParser
	Умный указатель на парсер параметров механической системы More...

Point2D	Vcm0
	Начальная скорость центра и угловая скорость More...

double	Wcm0

Point2D	Rcm0
	Начальное положение профиля More...

double	Phi0

Point2D	Rcm
	Текущие положение профиля More...

double	Phi

Point2D	VcmOld
	Скорость и отклонение с предыдущего шага More...

double	WcmOld

Point2D	RcmOld
	Текущие положение профиля More...

double	PhiOld

Private Member Functions
void	ReadParametersFromDictionary ()
	Парсинг списка параметров механической системы More...

Detailed Description

Абстрактный класс, определяющий вид механической системы

Author

Марчевский Илья Константинович

Сокол Ксения Сергеевна

Рятина Евгения Павловна

Колганова Александра Олеговна

\Version 1.12
\date 14 января 2024 г.

Definition at line 71 of file Mechanics2D.h.

Constructor & Destructor Documentation

Mechanics::Mechanics	(	const World2D &	W_,
		size_t	numberInPassport_,
		int	degOfFreedom_,
		bool	isMoves_,
		bool	isDeform_,
		bool	isRotate_
	)

Конструктор

Parameters

[in]	W_	константная ссылка на решаемую задачу
[in]	numberInPassport_	номер профиля в паспорте задачи
[in]	degOfFreedom_	количество степеней свободы
[in]	isMoves_	является ли профиль подвижным (1 - является, 0 - не является)
[in]	isDeform_	является ли профиль деформируемым (1 - является, 0 - не является)
[in]	isRotate_	является ли профиль вращающимся (1 - является, 0 - не является)

Definition at line 56 of file Mechanics2D.cpp.

     :
     W(W_),
     numberInPassport(numberInPassport_),
     afl(W_.getNonConstAirfoil(numberInPassport_)),
     boundary(W_.getBoundary(numberInPassport_)),
     virtVortParams(W_.getVelocity().virtualVortexesParams[numberInPassport_]),
 
     Vcm0({ 0.0, 0.0 }),
     Wcm0(0.0),
     Rcm0({ 0.0, 0.0 }),
     Phi0(0.0),
 
     /*Vcm0(Vcm0_),
     Wcm0(Wcm0_),
     Rcm0(Rcm0_),
     Phi0(Phi0_),*/
 
     isMoves(isMoves_), 
     isDeform(isDeform_), 
     isRotate(isRotate_),    
     degOfFreedom(degOfFreedom_),
 
     hydroDynamForce({0.0, 0.0}),
     hydroDynamMoment(0.0),
     viscousForce({ 0.0, 0.0 }),
     viscousMoment(0.0)
 
 {
     ReadParametersFromDictionary();
 }; 

Here is the call graph for this function:

virtual VM2D::Mechanics::~Mechanics ( )

inlinevirtual

Деструктор

Definition at line 166 of file Mechanics2D.h.

166 { };

Member Function Documentation

virtual double VM2D::Mechanics::AngleOfAirfoil ( double currTime )

pure virtual

Вычисление угла поворота профиля

Parameters

[in] currTime текущее время

Implemented in VM2D::MechanicsRigidOscillPart, VM2D::MechanicsRigidGivenLaw, VM2D::MechanicsRigidRotatePart, and VM2D::MechanicsRigidImmovable.

virtual double VM2D::Mechanics::AngularVelocityOfAirfoil ( double currTime )

pure virtual

Вычисление угловой скорости профиля

Parameters

[in] currTime текущее время

Implemented in VM2D::MechanicsRigidOscillPart, VM2D::MechanicsRigidGivenLaw, VM2D::MechanicsRigidRotatePart, and VM2D::MechanicsRigidImmovable.

Here is the caller graph for this function:

void Mechanics::GenerateForcesHeader ( )

Генерация заголовка файла нагрузок

Definition at line 119 of file Mechanics2D.cpp.

 {
     std::stringstream forceFileName, forceFileNameCsv;
     forceFileName << W.getPassport().dir << "forces-airfoil-" << numberInPassport;
     forceFileNameCsv << W.getPassport().dir << "forces-airfoil-" << numberInPassport << ".csv";
 
     std::ofstream newForcesFile(forceFileName.str());
     std::ofstream newForcesFileCsv(forceFileNameCsv.str());
 
     VMlib::PrintLogoToTextFile(newForcesFile, forceFileName.str(), "Hydrodynamic loads for the airfoil " + W.getPassport().airfoilParams[numberInPassport].fileAirfoil);
 
     if (!W.getPassport().calcCoefficients)
         VMlib::PrintHeaderToTextFile(newForcesFile, "currentStep     currentTime     Fx     Fy     Mz     Ftaux     Ftauy     Mtau");
     else
         VMlib::PrintHeaderToTextFile(newForcesFile, "currentStep     currentTime     CFx    CFy    CMz    CFtaux    CFtauy    CMtau");
 
     if (!W.getPassport().calcCoefficients)
         newForcesFileCsv << "step,t,Fx,Fy,Mz,Ftaux,Ftauy,Mtau";
     else
         newForcesFileCsv << "step,t,CFx,CFy,CMz,CFtaux,CFtauy,CMtau";
 
     newForcesFile.close();
     newForcesFile.clear();
 
     newForcesFileCsv.close();
     newForcesFileCsv.clear();
 
 }//GenerateForcesHeader()

Here is the call graph for this function:

void Mechanics::GenerateForcesString ( )

Сохранение строки со статистикой в файл нагрузок

Definition at line 177 of file Mechanics2D.cpp.

 {
     W.getTimestat().timeOther.first += omp_get_wtime();
 
     std::stringstream forceFileName, forceFileNameCsv;
     forceFileName << W.getPassport().dir << "forces-airfoil-" << numberInPassport;
     forceFileNameCsv << W.getPassport().dir << "forces-airfoil-" << numberInPassport << ".csv";
 
     //double cShock = (W.getPassport().physicalProperties.getCurrTime() > W.getPassport().physicalProperties.timeAccel + 2.0 * W.getPassport().timeDiscretizationProperties.dt) ? 1.0 : 0.0;
     double cShock = 1.0;
 
     Point2D cartesianHydroForce = cShock * hydroDynamForce;
     Point2D cartesianViscoForce = cShock * viscousForce;
 
     double cartesianHydroMoment = cShock * hydroDynamMoment;
     double cartesianViscoMoment = cShock * viscousMoment;
 
     double rotationAngle = W.getPassport().airfoilParams[numberInPassport].angle;
     if (W.getPassport().geographicalAngles)
     {
         cartesianHydroForce = cartesianHydroForce.rotated(-0.5 * PI - W.getPassport().airfoilParams[numberInPassport].angle);
         cartesianViscoForce = cartesianViscoForce.rotated(-0.5 * PI - W.getPassport().airfoilParams[numberInPassport].angle);
         //rotationAngle += 0.5 * PI;
     }
 
     //if (W.getPassport().rotateForces)
     //{
     //  cartesianHydroForce = cartesianHydroForce.rotated(rotationAngle);
     //  cartesianViscoForce = cartesianViscoForce.rotated(rotationAngle);
     //}
 
     double flowPress = 0.5 * W.getPassport().physicalProperties.rho * sqr(W.getPassport().physicalProperties.vRef);
     if (W.getPassport().calcCoefficients)
     {
         const double& chord = W.getPassport().airfoilParams[numberInPassport].chord;
         cartesianHydroForce /= (flowPress * chord);
         cartesianViscoForce /= (flowPress * chord);
 
         cartesianHydroMoment /= (flowPress * sqr(chord));
         cartesianViscoMoment /= (flowPress * sqr(chord));
     }
 
 
     std::ofstream forcesFile(forceFileName.str(), std::ios::app);
     forcesFile << std::endl << W.getCurrentStep() << "  " << W.getPassport().physicalProperties.getCurrTime() << "  " << cartesianHydroForce[0] << "    " << cartesianHydroForce[1] << "    " << cartesianHydroMoment << "  " << cartesianViscoForce[0] << "    " << cartesianViscoForce[1] << "    " << cartesianViscoMoment;
     forcesFile.close();
 
     std::ofstream forcesFileCsv(forceFileNameCsv.str(), std::ios::app);
     forcesFileCsv << std::endl << W.getCurrentStep() << "," << W.getPassport().physicalProperties.getCurrTime() << "," << cartesianHydroForce[0] << "," << cartesianHydroForce[1] << "," << cartesianHydroMoment << "," << cartesianViscoForce[0] << "," << cartesianViscoForce[1] << "," << cartesianViscoMoment;
     forcesFileCsv.close();
 
     W.getTimestat().timeOther.second += omp_get_wtime();
 }//GenerateForcesString()

Here is the call graph for this function:

void Mechanics::GeneratePositionHeader ( )

Генерация заголовка файла положения профиля

Definition at line 150 of file Mechanics2D.cpp.

 {
     if (isMoves)
     {
         std::stringstream positionFileName, positionFileNameCsv;
         positionFileName << W.getPassport().dir << "position-airfoil-" << numberInPassport;
         positionFileNameCsv << W.getPassport().dir << "position-airfoil-" << numberInPassport << ".csv";
 
         std::ofstream newPositionFile(positionFileName.str());
         std::ofstream newPositionFileCsv(positionFileNameCsv.str());
 
         VMlib::PrintLogoToTextFile(newPositionFile, positionFileName.str(), "Position of the airfoil " + W.getPassport().airfoilParams[numberInPassport].fileAirfoil);
 
         VMlib::PrintHeaderToTextFile(newPositionFile, "currentStep     currentTime     x     y     phi     Vx     Vy     w");
 
         newPositionFileCsv << "step,t,x,y,phi,Vx,Vy,w";
 
         newPositionFile.close();
         newPositionFile.clear();
 
         newPositionFileCsv.close();
         newPositionFileCsv.clear();
     }
 }//GeneratePositionHeader()

Here is the call graph for this function:

void Mechanics::GeneratePositionString ( )

Сохранение строки со статистикой в файл нагрузок

Definition at line 233 of file Mechanics2D.cpp.

 {
     W.getTimestat().timeOther.first += omp_get_wtime();
 
     if (isMoves)
     {
         std::stringstream positionFileName, positionFileNameCsv;
         positionFileName << W.getPassport().dir << "position-airfoil-" << numberInPassport;
         positionFileNameCsv << W.getPassport().dir << "position-airfoil-" << numberInPassport << ".csv";
 
         std::ofstream positionFile(positionFileName.str(), std::ios::app);
         positionFile << std::endl << W.getCurrentStep() << "    " << W.getPassport().physicalProperties.getCurrTime() << "  " << afl.rcm[0] << "    " << afl.rcm[1] << "    " << Phi << "   " << Vcm[0] << "    " << Vcm[1] << "    " << Wcm;
         positionFile.close();
 
         std::ofstream positionFileCsv(positionFileNameCsv.str(), std::ios::app);
         positionFileCsv << std::endl << W.getCurrentStep() << "," << W.getPassport().physicalProperties.getCurrTime() << "," << afl.rcm[0] << "," << afl.rcm[1] << "," << Phi << "," << Vcm[0] << "," << Vcm[1] << "," << Wcm;
         positionFileCsv.close();
     }
 
     W.getTimestat().timeOther.second += omp_get_wtime();
 }

Here is the call graph for this function:

virtual void VM2D::Mechanics::GetHydroDynamForce ( )

pure virtual

Вычисление гидродинамической силы, действующей на профиль

Implemented in VM2D::MechanicsRigidOscillPart, VM2D::MechanicsRigidGivenLaw, VM2D::MechanicsRigidRotatePart, and VM2D::MechanicsRigidImmovable.

void Mechanics::Initialize	(	Point2D	Vcm0_,
		Point2D	Rcm0_,
		double	Wcm0_,
		double	Phi0_
	)

Задание начального положения и начальной скорости

Parameters

[in]	Vcm0_	- скорость центра масс
[in]	Rcm0_	- положение центра масс
[in]	Wcm0_	- угловая скорость центра масс
[in]	Phi0_	- угол поворота центра масс

Definition at line 89 of file Mechanics2D.cpp.

 {
     Vcm0 = Vcm0_;
     Wcm0 = Wcm0_;
     Rcm0 = Rcm0_;
     Phi0 = Phi0_;
 
     Vcm = Vcm0;
     Wcm = Wcm0;
     Rcm = Rcm0;
     Phi = Phi0;
     VcmOld = Vcm0;
     WcmOld = Wcm0;
     RcmOld = Rcm0;
     PhiOld = Phi0;
 
     afl.Move(Rcm - W.getAirfoil(numberInPassport).rcm);
     afl.Rotate(Phi - W.getAirfoil(numberInPassport).phiAfl);
 }//Initialize(...)

Here is the call graph for this function:

Here is the caller graph for this function:

virtual void VM2D::Mechanics::Move ( )

pure virtual

Перемещение профиля в соответствии с законом

Implemented in VM2D::MechanicsRigidGivenLaw, VM2D::MechanicsRigidOscillPart, VM2D::MechanicsRigidRotatePart, and VM2D::MechanicsRigidImmovable.

virtual Point2D VM2D::Mechanics::PositionOfAirfoilRcm ( double currTime )

pure virtual

Вычисление положения центра масс профиля

Parameters

[in] currTime текущее время

Implemented in VM2D::MechanicsRigidOscillPart, VM2D::MechanicsRigidGivenLaw, VM2D::MechanicsRigidRotatePart, and VM2D::MechanicsRigidImmovable.

void Mechanics::ReadParametersFromDictionary ( )

private

Парсинг списка параметров механической системы

Definition at line 110 of file Mechanics2D.cpp.

 {
     std::stringstream ss(W.getPassport().airfoilParams[afl.numberInPassport].mechanicalSystemParameters);
     
     mechParamsParser.reset(new VMlib::StreamParser(W.getInfo(), "mechanical parser", ss));
 }//ReadParametersFromDictionary()

Here is the call graph for this function:

Here is the caller graph for this function:

virtual void VM2D::Mechanics::ReadSpecificParametersFromDictionary ( )

pure virtual

Чтение параметров конкретной механической системы

Implemented in VM2D::MechanicsRigidOscillPart, VM2D::MechanicsRigidGivenLaw, VM2D::MechanicsRigidRotatePart, and VM2D::MechanicsRigidImmovable.

virtual void VM2D::Mechanics::VeloOfAirfoilPanels ( double currTime )

pure virtual

Вычисление скоростей начал панелей

Parameters

[in] currTime текущее время

Implemented in VM2D::MechanicsRigidOscillPart, VM2D::MechanicsRigidGivenLaw, VM2D::MechanicsRigidRotatePart, and VM2D::MechanicsRigidImmovable.

virtual Point2D VM2D::Mechanics::VeloOfAirfoilRcm ( double currTime )

pure virtual

Вычисление скорости центра масс профиля

Parameters

[in] currTime текущее время

Implemented in VM2D::MechanicsRigidOscillPart, VM2D::MechanicsRigidGivenLaw, VM2D::MechanicsRigidRotatePart, and VM2D::MechanicsRigidImmovable.

Member Data Documentation

Airfoil& VM2D::Mechanics::afl

protected

Константная ссылка на профиль
инициализируется автоматом в конструкторе, при помощи const_cast

Warning: использует const_cast для получения неконстантной ссылки

Definition at line 87 of file Mechanics2D.h.

const Boundary& VM2D::Mechanics::boundary

protected

Константная ссылка на граничное условие
инициализируется автоматом в конструкторе

Definition at line 91 of file Mechanics2D.h.

const size_t VM2D::Mechanics::degOfFreedom

Количество степеней свободы

Definition at line 139 of file Mechanics2D.h.

Point2D VM2D::Mechanics::hydroDynamForce

Вектор гидродинамической силы и момент, действующие на профиль

Definition at line 142 of file Mechanics2D.h.

double VM2D::Mechanics::hydroDynamMoment

Definition at line 143 of file Mechanics2D.h.

const bool VM2D::Mechanics::isDeform

Переменная, отвечающая за то, деформируется профиль или нет

Definition at line 133 of file Mechanics2D.h.

const bool VM2D::Mechanics::isMoves

Переменная, отвечающая за то, двигается профиль или нет

Definition at line 130 of file Mechanics2D.h.

const bool VM2D::Mechanics::isRotate

Переменная, отвечающая за то, может профиль вращаться или нет

Definition at line 136 of file Mechanics2D.h.

std::unique_ptr<VMlib::StreamParser> VM2D::Mechanics::mechParamsParser

protected

Умный указатель на парсер параметров механической системы

Definition at line 98 of file Mechanics2D.h.

const size_t VM2D::Mechanics::numberInPassport

protected

Номер профиля в паспорте

Definition at line 82 of file Mechanics2D.h.

double VM2D::Mechanics::Phi

protected

Definition at line 120 of file Mechanics2D.h.

double VM2D::Mechanics::Phi0

protected

Definition at line 104 of file Mechanics2D.h.

double VM2D::Mechanics::PhiOld

protected

Definition at line 126 of file Mechanics2D.h.

Point2D VM2D::Mechanics::Rcm

protected

Текущие положение профиля

Definition at line 120 of file Mechanics2D.h.

Point2D VM2D::Mechanics::Rcm0

protected

Начальное положение профиля

Definition at line 104 of file Mechanics2D.h.

Point2D VM2D::Mechanics::RcmOld

protected

Текущие положение профиля

Definition at line 126 of file Mechanics2D.h.

Point2D VM2D::Mechanics::Vcm0

protected

Начальная скорость центра и угловая скорость

Definition at line 101 of file Mechanics2D.h.

Point2D VM2D::Mechanics::VcmOld

protected

Скорость и отклонение с предыдущего шага

Definition at line 123 of file Mechanics2D.h.

const VortexesParams& VM2D::Mechanics::virtVortParams

protected

Константная ссылка на структуру с параметрами виртуального вихревого слоя для профиля
инициализируется автоматом в конструкторе

Definition at line 95 of file Mechanics2D.h.

Point2D VM2D::Mechanics::viscousForce

Вектор силы и момент вязкого трения, действующие на профиль

Definition at line 146 of file Mechanics2D.h.

double VM2D::Mechanics::viscousMoment

Definition at line 147 of file Mechanics2D.h.

const World2D& VM2D::Mechanics::W

protected

Константная ссылка на решаемую задачу

Definition at line 79 of file Mechanics2D.h.

double VM2D::Mechanics::Wcm0

protected

Definition at line 101 of file Mechanics2D.h.

double VM2D::Mechanics::WcmOld

protected

Definition at line 123 of file Mechanics2D.h.

The documentation for this class was generated from the following files:

VM2D/Mechanics2D/Mechanics2D.h
VM2D/Mechanics2D/Mechanics2D.cpp

Public Member Functions

Public Attributes

Protected Attributes

Private Member Functions

Detailed Description

Constructor & Destructor Documentation

Member Function Documentation

Member Data Documentation