Marsupilami Documentation

Transcription

Marsupilami Documentation
Release 0.x.0
Lionel du Peloux
November 30, 2015
Contents
1
Overview
1.1 Intro . . .
1.2 Modèle . .
1.3 Solver . . .
1.4 Elément . .
1.5 Contrainte
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3
3
3
3
4
4
Elements
2.1 Beams
2.2 Cable .
2.3 Bar . .
2.4 Tie . .
2.5 Strut .
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5
5
5
5
5
Constraint
3.1 Intro . . .
3.2 Link . . . .
3.3 Kinematic
3.4 Mechanical
3.5 Force . . .
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7
7
7
7
7
7
Overview
4.1 Motivating Example . .
4.2 Installation Instructions
4.3 References . . . . . . .
4.4 Credits . . . . . . . . .
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9
9
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5
Learning and Teaching
5.1 Simple cable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Simple Elastica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 C# API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
11
11
11
6
Theory
6.1 Overview . . . . . .
6.2 Darboux Vector . . .
6.3 Dynamic relaxation
6.4 Elements . . . . . .
13
13
13
13
13
2
3
4
7
Overview
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i
7.1
7.2
7.3
Get Involved . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Open source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ressources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
15
15
8
Html autodoc with sphinx (WIP)
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2 Environnement Virtuel (python) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3 Générer la doc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
17
17
18
9
API doxygen (WIP)
9.1 Test handwritten doc (sphinxcontrib-dotnetdomain) .
9.2 Dynamic Relaxation (breathe) . . . . . . . . . . . .
9.3 Element (breathe) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.4 Utility (breathe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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19
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24
10 Indices and tables
ii
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Marsupilami Documentation, Release 0.x.0
Marsupilami est un solver pour le formfinding et le calcul des structures du Génie Civil basé sur des méthodes de
dynamique explicite.
Marsupilami permet de faire aussi bien de la dynamique (avec schéma d’intégration explicite) que du calcul statique
(par dynamique explicite amortie, telle la relaxation dynamique avec amortissement cinétique ou visqueux).
Positionnement :
• rigueur scientifique
• open source
• contributif
• hebergé sur GitHub
• documenté sur Read The Docs
• intégration ciblée pour Rhino et Grasshopper
The main documentation for the site is organized into a couple sections:
• Architecture
• User Documentation
• Developer Documentation
Contents
1
2
Contents
CHAPTER 1
Overview
1.1 Intro
Conceptuellement, le système étudié est modélisé comme une “soupe” de points matériels auxquels sont affectés des
masses. L’état du système est suivi au cours du temps. A chaque instant, on connaît pour chaque noeud du système :
• M[i] : sa masse
• X[i] : sa position
• V[i] : sa vitesse
• A[i] : son accélération
• R[i] : la résultante des forces s’appliquant sur ce noeud
• F[i] : les efforts extérieurs s’appliquant sur ce noeud
ToTHINK : pour la torsion, il faut considérer un noeud orienté et un moment de torsion
Ces points matériels, appelés également noeuds, sont liés les uns aux autres par des lois d’interactions ou relations qui
définissent entre autre :
• des éléments, agissant sur M et R (Beam, Cable, Chain, Bar, Tie, Strut, ...)
• des contraintes cinématiques, agissant sur X et V
• des contraintes méchaniques, agissant sur M et R
• des liaisons, agissant sur X, V, M, R
1.2 Modèle
Faut il définir l’abstraction d’un model ? Un modèle est un ensemble de masses ponctuelles caractérisé par :
• un état initial
• des relations entre les masses ponctuelles
1.3 Solver
Un solver est un code qui permet de faire évoluer un modèle dans le temps, vers un état d’équilibre ou non. element
3
1.4 Elément
Un élément représente une interaction méchanique entre un groupe de noeuds. Cette relation donne lieu à la définition
d’efforts internes qui n’ont de sens que pour l’élément lui même (N, T, M, Q). Du point de vue du système, seul la
résultante des efforts en chaque noeud n’a de sens.
Element
Torsion Beam
Flexion Beam
Cable
Sliding Cable
Bar
Tie
Strut
Node
N
N
N
N
2
2
2
Loop
yes
yes
yes
no
no
no
no
Torsion
x
Flexion
x
x
Compression
x
x
x
Traction
x
x
x
x
x
x
x
Certain éléments peuvent s’utiliser dans une configuration bouclée. D’autres types d’éléments peuvent entrer dans
cette liste, comme des mailles de fillet ou des éléments de nexorade.
1.5 Contrainte
On regroupe sous l’appelation constraint les autres types de relations entre noeuds.
Constraint
Link
Kinematic
Mechanic
Force
Nodes
1-N
1-N
1-N
1-N
M
X
X
X
X
X
V
X
X
R
X
F
X
X
On peut considérer des actions exterieures qui soient dépendantes de la géométrie (forces suiveuses comme pression /
amplitude de chargement fonction d’une déformée) ou du temps (sollicitations dynamiques)
4
Chapter 1. Overview
CHAPTER 2
Elements
2.1 Beams
2.1.1 Torsion Beam
2.1.2 Flexion Beam
2.2 Cable
2.3 Bar
2.4 Tie
2.5 Strut
5
6
Chapter 2. Elements
CHAPTER 3
Constraint
3.1 Intro
3.2 Link
3.3 Kinematic
3.4 Mechanical
3.5 Force
7
8
Chapter 3. Constraint
CHAPTER 4
Overview
Marsupilami is a non linear solver for networks of beams, bars and cables. It is based on a dynamic relaxation
algorithm.
4.1 Motivating Example
using Rhino
x = rand(1000, 1000)
r = sum(x, 2)
4.2 Installation Instructions
Marsupilami is a .Net libray written in C#.
It has some dependencies : - Rhinoceros 5 - Grasshopper - Math.NET numerics - Intel MKL
4.3 References
4.4 Credits
Laboratoire Navier
2010 - Lionel du Peloux
9
10
Chapter 4. Overview
CHAPTER 5
Learning and Teaching
algorithm.
5.1 Simple cable
using Rhino
x = rand(1000, 1000)
r = sum(x, 2)
5.2 Simple Elastica
5.3 C# API
11
12
Chapter 5. Learning and Teaching
CHAPTER 6
Theory
algorithm.
6.1 Overview
Darboux vector Those equations can be formulated with the emph{Darboux vector} of the chosen material frame,
which represents the rotational velocity of the frame along 𝑥(𝑠) :
6.2 Darboux Vector
⎡
𝑑′𝑖 (𝑠) = Ω𝑚 (𝑠) × 𝑑𝑖 (𝑠) ,
⎤
𝜏 (𝑠)
Ω𝑚 (𝑠) = ⎣𝜅1 (𝑠)⎦
𝜅2 (𝑠)
6.3 Dynamic relaxation
6.4 Elements
13
14
Chapter 6. Theory
CHAPTER 7
Overview
7.1 Get Involved
Directives to contribut. Pull request via GitHub.
7.2 Open source
7.3 Ressources
• GitHub
• Read the doc
• McNeel
15
16
Chapter 7. Overview
CHAPTER 8
Html autodoc with sphinx (WIP)
8.1 Introduction
Plusieurs solutions ont été testées pour réaliser une doc automatique façon “API” à partir de sphinx. En effet,
sphinx dispose d’un module autodoc mais celui-ci est reservé à python. Cependant, sphinx permet l’ajout de
domain pour cibler d’autres langages. Pour .NET, une tentative existe mais n’est qu’en verison alpha à ce jour :
• sphinxcontrib-dotnetdomain : un domain pour sphinx prenant en charge .Net (édité par RTD)
• sphinx-autoapi : une extension sphinx pour générer de la doc façon “API” automatiquement, avec prise en
compte .Net (édité par RTD)
• sphinx-autoapi needs docfx
• breathe : une extension sphinx pour faire le lien entre doxygen et sphinx (actuellement en place, mais orienté
C++, ne semble pas très bien adapté pour le C#)
• doxygen : utilitaire avec interface graphique qui permet de générer un autodoc façon “API” à partir d’un code
Csharp. Fonctionne très bien. Pas d’intégration en standard avec sphinx.
• Je devrais jetter un coup d’oeil également à MKDocs
Tout celà fonctionne avec python. Pour s’affranchir de difficultées liées à de multiples installations python, un
virtualenv a été mis en place au sein du dossier manual.
Note: Un virtualenv n’est autre qu’une distribution locale et isolée de python dans laquelle on peut se placer
pour travailler. Idéal pour les problèmes liés aux liens symbolics lorsqu’on a de multiples versions de python sur la
même machine.
8.2 Environnement Virtuel (python)
Installer virtualenv pour la distribution python utilisée par défaut pour le système avec pip (la commande sudo
permet d’executer la commande avec les privilèges admin si nécessaire):
$ [sudo] pip install virtualenv
Créer un environnement virtuel dans le dossier. ../Marsupilami/doc/manual/_virtualenv avec la commande suivante:
$ virtualenv ../Marsupilami/doc/manual/_virtualenv
17
Se placer dans cet environnement virtuel avec la commande suivante:
$ source ../Marsupilami/doc/manual/_virtualenv/bin/activate
Note: L’invite de commande du terminal change alors de nom pour montrer que les appels pythons se feront désormais
à partir de cet environnement virtuel.
Dans cet envrionnement virtuel, installer les packages requis:
$
$
$
$
$
pip
pip
pip
pip
pip
install
install
install
install
install
sphinx
breathe
sphinxcontrib-dotnetdomain
sphinx-autoapi
recommonmark
Vérifier les modules installés en appelant la commande:
$ pip list
8.3 Générer la doc
La doc est générée :
• à partir des fichiers .rst du dossier ../Marsupilami/doc/manual/
• à
partir
des
fichiers
xml
générés
par
../Marsupilami/doc/manual/_doxygen/
doxygen
et
situés
dans
le
dossier
Un mémo REST est disponible sur RTD.
La génération de la XML doc (et d’un HTML façon “API”) avec doxygen est sans soucis.
La configuration de breathe se fait dans le fichier conf.py du projet sphinx:
extensions = ['sphinx.ext.autodoc','autoapi.extension','sphinxcontrib.dotnetdomain','breathe']
breathe_projects = { "Marsupilami": "../manual/_doxygen/xml/" }
breathe_default_members = ('members', 'undoc-members','protected-members','private-members')
breathe_default_project = 'Marsupilami'
Une fois placé dans l’environnement python virtuel, se placer dans le dossier ../Marsupilami/doc/manual/
et invoquer la commande (selon les cas):
$ make html
$ make clean html
Autre point d’aide pour breathe : tuto
18
Chapter 8. Html autodoc with sphinx (WIP)
CHAPTER 9
API doxygen (WIP)
9.1 Test handwritten doc (sphinxcontrib-dotnetdomain)
This should be available in a near futur with autodoc capabilities with the sphinx-autoapi (WIP).
method(FooType bar)
Arguments
• bar (Bar) – A Bar instance
Returns Altered bar instance
On Foo instance, return Bar instance
class protected static ValidClass
MethodNoArgs()
MethodArg(T1)
Arguments
• T1 – Version slug to use for node lookup
MethodArgs(T1, T2)
Arguments
• T1 – desciption T1
• T2 – desciption T2
method(FooType bar)
Arguments
• bar (Bar) – A Bar instance
Returns Altered bar instance
MethodNested(List<int>, Dictionary<string, List<int>>)
Foobar()
Setter
Getter
Foobar()
Adder
Remover
namespace ValidNamespace
class ValidClass
19
struct ValidStructure
interface ValidInterface
ValidProperty()
ValidField()
ValidEvent()
ValidOperator()
namespace ValidNamespace
class ValidNamespace.Foobar<T>
class ValidNamespace.Foobar<T,T>
class ValidNamespace.Foobar<TFoo,TBar>
class ValidNamespace.Foobar<T,<string>>
class ValidNamespace.Foobar<T,<T,<string>>>
NestedProperty()
NestedField()
NestedEvent()
NestedOperator()
class ValidNamespace.NestedClass
NestedClassProperty()
NestedClassField()
NestedClassEvent()
NestedClassOperator()
9.2 Dynamic Relaxation (breathe)
class Marsupilami::Kernel::DRRelax
Public Functions
DRRelax(DRElement [] elements, List<
DRConstraint
> constraints)
void Run()
List<string> Info()
DataTree<Vector3d> GHTree_Xt()
DataTree<Vector3d> GHTree_Xi()
DataTree<Vector3d> GHTree_Vt()
DataTree<Vector3d> GHTree_Rt()
DataTree<Vector3d> GHTree_Fext()
20
Chapter 9. API doxygen (WIP)
DataTree<GH_Number> GHTree_LMt()
DataTree<GH_Number> GHTree_N()
DataTree<GH_Number> GHTree_T()
DataTree<GH_Number> GHTree_M()
Public Members
int numIteration
int numPic
int numCurrentPicIterations
List<int> iterationHistory
List<double> chronoHistory
Stopwatch chrono
Property
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::CountElements
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::CountNodes
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Ect
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Ec0
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Ec1
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Eclim
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::dt
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Fext
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Xi
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Xt
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Vt
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Rt
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::LMt
property Marsupilami::Kernel::DRRelax::Elements
Private Functions
void Init()
void Reset()
void InterpolateEc(double E0, double E1, double E2)
void Update_F()
9.2. Dynamic Relaxation (breathe)
21
Private Members
double _Eclim
double _Ect
double _Ec0
double _Ec1
double _dt
int numElements
int numNodes
Vector3d [][] _Xi
Vector3d [][] _Fext
Vector3d [][] _Xt
Vector3d [][] _Vt
Vector3d [][] _Rt
double [][] _LMt
DRElement [] elements
double q
Vector3d [][] Vtmp
DRConstraint [] constraints
DRKinematicConstraint [] kinematicConstraints
DRMechanicalConstraint [] mechanicalConstraints
DRLinkConstraint [] linkConstraints
9.3 Element (breathe)
class Marsupilami::Kernel::DRElement
Public Functions
virtual abstract override string ToString() = 0
virtual abstract void Update_R(ref Vector3d Rt[][], ref Vector3d Fext[][], ref Vector3
virtual abstract void Update_LM(ref double LMt[][]) = 0
Vector3d [] X(ref Vector3d Xt[][])
Vector3d [] V(ref Vector3d Vt[][])
Vector3d [] R(ref Vector3d Rt[][])
Vector3d [] F(ref Vector3d Fext[][])
double [] LM(ref double LMt[][])
22
virtual abstract double [] N() = 0
virtual abstract double [] T() = 0
virtual abstract double [] M() = 0
Property
property Marsupilami::Kernel::DRElement::Count
property Marsupilami::Kernel::DRElement::Index
property Marsupilami::Kernel::DRElement::Name
property Marsupilami::Kernel::DRElement::Type
property Marsupilami::Kernel::DRElement::E
property Marsupilami::Kernel::DRElement::S
property Marsupilami::Kernel::DRElement::I
property Marsupilami::Kernel::DRElement::ES
property Marsupilami::Kernel::DRElement::EI
property Marsupilami::Kernel::DRElement::Xi
property Marsupilami::Kernel::DRElement::L0
property Marsupilami::Kernel::DRElement::Fext
property Marsupilami::Kernel::DRElement::Lt
property Marsupilami::Kernel::DRElement::X12
property Marsupilami::Kernel::DRElement::N12
property Marsupilami::Kernel::DRElement::M12
property Marsupilami::Kernel::DRElement::F1
property Marsupilami::Kernel::DRElement::F2
property Marsupilami::Kernel::DRElement::dt
property Marsupilami::Kernel::DRElement::g
Protected Functions
DRElement(int index, Vector3d[] Xi, double[] L0, Vector3d[] Fext, double dt)
Protected Attributes
double alpha
double k
double lm
9.3. Element (breathe)
23
Private Members
int _numNodes
int _index
ElementTypes _type
string _name
double _E
double _S
double _I
double _ES
double _EI
Vector3d [] _Xi
Vector3d [] _Fext
double [] _L0
double [] _Lt
Vector3d [] _X12
Vector3d [] _N12
Vector3d [] _M12
Vector3d [] _F1
Vector3d [] _F2
double _dt
double _g
9.4 Utility (breathe)
class Marsupilami::Kernel::Utility
24
CHAPTER 10
Indices and tables
• genindex
• search
25
26
Chapter 10. Indices and tables
Index
Symbols
K
_E (C++ member), 24
_EI (C++ member), 24
_ES (C++ member), 24
_Ec0 (C++ member), 22
_Ec1 (C++ member), 22
_Eclim (C++ member), 22
_Ect (C++ member), 22
_I (C++ member), 24
_S (C++ member), 24
_dt (C++ member), 22, 24
_g (C++ member), 24
_index (C++ member), 24
_name (C++ member), 24
_numNodes (C++ member), 24
_type (C++ member), 24
k (C++ member), 23
A
alpha (C++ member), 23
C
chrono (C++ member), 21
chronoHistory (C++ member), 21
G
GHTree_Fext (C++ function), 20
GHTree_LMt (C++ function), 20
GHTree_M (C++ function), 21
GHTree_N (C++ function), 21
GHTree_Rt (C++ function), 20
GHTree_T (C++ function), 21
GHTree_Vt (C++ function), 20
GHTree_Xi (C++ function), 20
GHTree_Xt (C++ function), 20
I
Info (C++ function), 20
Init (C++ function), 21
InterpolateEc (C++ function), 21
iterationHistory (C++ member), 21
L
lm (C++ member), 23
M
Marsupilami::Kernel::DRElement (C++ class), 22
Marsupilami::Kernel::DRRelax (C++ class), 20
Marsupilami::Kernel::Utility (C++ class), 24
N
None (Foo.method method), 19
None (ValidClass class), 19
None (ValidClass.Foobar field), 19
None (ValidClass.Foobar property), 19
None (ValidClass.method method), 19
None (ValidClass.MethodArg method), 19
None (ValidClass.MethodArgs method), 19
None (ValidClass.MethodNested method), 19
None (ValidClass.MethodNoArgs method), 19
None (ValidEvent event), 20
None (ValidField field), 20
None (ValidInterface interface), 20
None (ValidNamespace namespace), 19, 20
None (ValidNamespace.Foobar<T,<string>> class), 20
None (ValidNamespace.Foobar<T,<T,<string>>> class),
20
None (ValidNamespace.Foobar<T,T> class), 20
None (ValidNamespace.Foobar<T> class), 20
None (ValidNamespace.Foobar<TFoo,TBar> class), 20
None (ValidNamespace.NestedClass class), 20
None (ValidNamespace.NestedClass.NestedClassEvent
event), 20
None (ValidNamespace.NestedClass.NestedClassField
field), 20
None (ValidNamespace.NestedClass.NestedClassOperator
operator), 20
None (ValidNamespace.NestedClass.NestedClassProperty
property), 20
27
None (ValidNamespace.NestedEvent event), 20
None (ValidNamespace.NestedField field), 20
None (ValidNamespace.NestedOperator operator), 20
None (ValidNamespace.NestedProperty property), 20
None (ValidOperator operator), 20
None (ValidProperty property), 20
None (ValidStructure structure), 19
numCurrentPicIterations (C++ member), 21
numElements (C++ member), 22
numIteration (C++ member), 21
numNodes (C++ member), 22
numPic (C++ member), 21
Q
q (C++ member), 22
R
Reset (C++ function), 21
Run (C++ function), 20
U
Update_F (C++ function), 21
28
Index

Marsupilami Documentation

Transcription

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