/INIVOL
=======

Введение
--------

/INIVOL — ключевое слово формата содержимого блока. Для моделирования с несколькими материалами ALE это начальное условие определяет начальные объемные доли на стороне определенной поверхности. Используя эту опцию, сетка ALE не должна совпадать с целевой топологией. Целевая топология задается виртуальной поверхностью (без структурного поведения), которая используется для заполнения долей субматериала в каждой ячейке в зависимости от стороны поверхности.

Формат
------

.. figure:: ./media/inivol_fig1.png

.. list-table::
   :widths: 5 10 10
   :header-rows: 1

   * - (1)
     - (2)
     - (3)

   * - /INIVOL
     - /
     - part_ID

   * - /
     - inivol_ID
     - inivol_title

   * - surf_ID
     - ALE_PHASE
     - FILL_OPT

   * - ICUMU
     - FILL_RATIO
     - ...

Определение полей
-----------------

.. list-table::
   :widths: 15 45 40
   :header-rows: 1

   * - Поле
     - Содержание
     - Пример в СИ

   * - part_ID
     - Часть элементов с несколькими материалами ALE для заполнения.
     - 1 (Целое число, максимум 10 цифр)

   * - inivol_ID
     - Идентификатор начальной объемной доли.
     - (Целое число, максимум 10 цифр)

   * - inivol_title
     - Название начальной объемной доли.
     - (Символы, максимум 100 символов)

   * - surf_ID
     - Идентификатор поверхности.
     - 5 (Целое число)

   * - ALE_PHASE
     - Фаза моделирования ALE для заполнения элементов.
     - 3 (Целое число)

   * - FILL_OPT
     - Обратные нормальные векторы.
     - 1 = 0 (По умолчанию)

   * - ICUMU
     - Кумулятивное заполнение.
     - 4 = -1 (Только для 2D анализа)

   * - FILL_RATIO
     - Объемная доля для добавления в соответствующие элементы.
     - 0.0 ≤ FILL_RATIO ≤ 1.0 По умолчанию = 1.0 (Вещественное)

Комментарии
-----------

Во время выполнения Starter элементы, принадлежащие ЧАСТИ, определенной part_ID, заполняются заданной объемной долей в зависимости от значения ALE_PHASE. Единственное требование состоит в том, чтобы элемент находился на правильной стороне заданной ориентированной поверхности. Чтобы заполнить элементы на противоположной стороне нормали поверхности, используйте FILL_OPT = 1. На Рисунке 2 зеленый цвет указывает на сторону поверхности, которая заполняется опцией /INIVOL.

.. figure:: ./media/inivol_fill_opt.png

Если элемент пересекается поверхностью, то он не полностью на одной стороне. Тогда производится оценка объема, чтобы заполнить только соответствующий субобъем на соответствующей стороне поверхности.

.. figure:: ./media/inivol_element_crossed.png

ALE_PHASE — это ID фазы моделирования с несколькими материалами ALE, которая используется для заполнения данной стороны поверхности. Поскольку /MAT/LAW51 имеет 4 субматериала, необходимо ввести значение от 1 до 4.

Флаг ICUMU может быть использован для добавления другого материала в объем. Для этой цели должен быть предоставлен FILL_RATIO. По умолчанию, ICUMU = 0, что означает, что существующая объемная доля, инициализированная с предыдущим процессом /INIVOL, будет стерта.

.. figure:: ./media/inivol_icumu0.png

Во время второго шага объем за пределами диска заполняется материалом фазы 3.

.. figure:: ./media/inivol_icumu1.png

Во время третьего шага материал фазы 1 добавляется к существующему материалу фазы 3, что приводит к смеси 50% материала фазы 1 и материала фазы 3. ICUMU = -1 доступен только для 2D.

.. figure:: ./media/inivol_icumu-1.png

Если добавленная доля приводит к сумме долей больше 100%, то переполнение вычитается из предыдущего шага.

Хорошо определенное начальное условие для объемной доли заключается в том, что объемная доля α = (α1, α2, α3, α4) удовлетворяет:

- αi = vi/V ∈ [0, 1]
- Σi=1^4 αi = 1

Если это условие не соблюдается после всех процессов /INIVOL, то:

- Если Σi=1^4 αi > 1, то объемные доли αi масштабируются так, чтобы сумма была равна 1.0.
- Если Σi=1^4 αi < 1, то используется доминирующая фаза по умолчанию (определена из многоматериального определения пользователя) 1, чтобы заполнить оставшийся незанятый объем.

Незанятый субобъем автоматически заполняется фазой 1 после выполнения всех опций /INIVOL, чтобы гарантировать, что объем элемента правильно разбит.

.. figure:: ./media/inivol_unoccupied_subvolume.png

Поддерживаемые поверхности:
- Оболочки с 3 узлами и 4 узлами. Поверхность оболочки (в качестве контейнера) должна быть полностью закрытой.
- Бесконечная плоскость: /SURF/PLANE или /SET с ключом PLANE.
- Эллипсоид: /SURF/ELLIPS или /SET с ключом ELLIPS.
- Список сегментов: /SURF/SEG или /SET с ключом SEG.
- Список линий: /LINE/SEG или /SET с ключом SEG только для 2D анализа.
- Упорядоченный список узлов: /GRNOD/NODENS или /SET с ключом NODENS только для 2D анализа.

Поверхность может быть основана на элементе оболочки (/SHELL или /SH3N), свойствах пустоты (/PROP/TYPE0 (VOID)) и на законе материала пустоты (/MAT/LAW0 (VOID)). Это рекомендуется, чтобы избежать любых ограничивающих расчет времени шагов для поверхности INIVOL, поскольку она используется только в ходе инициализации. В противном случае для поверхности также может быть определено жесткое тело.

Реализация для 2D основана на алгоритме отсечения Weiler-Atherton. Пользовательские поверхности определяют многоугольники, которые задаются следующими помощью:
- /SUR/SEG, /LINE/SEG: Сегменты должны быть правильно упорядочены, а последняя точка последнего сегмента должна совпадать с первой точкой первого сегмента, чтобы получилось многоугольник (закрытая поверхность).
- /GRNOD/NODENS: Закрытая поверхность описывается упорядоченным списком узлов. Поверхность автоматически закрывается последним узлом и первым узлом, определенным в наборе узлов.

Смотрите также
-------------

- RD-E: 5000 INIVOL и Взаимодействие жидкости с объектами (Drop Container)

.. figure:: ./media/inivol_icumu-1_b.png