source: anuga_work/development/anuga_1d/util.py @ 5562

Last change on this file since 5562 was 5535, checked in by steve, 15 years ago

Changed name of shallow_water_1d to anuga_1d

File size: 4.8 KB
Line 
1"""
2This module contains various auxiliary function used by pyvolution.
3"""
4
5def mean(x):
6    from Numeric import sum
7    return sum(x)/len(x)
8
9
10def gradient(x0, x1, q0, q1):
11
12    if q1-q0 != 0:
13        a = (q1-q0)/(x1-x0)
14    else:
15        a = 0
16       
17    return a
18
19def  minmod(beta_p,beta_m):
20    if (abs(beta_p) < abs(beta_m)) & (beta_p*beta_m > 0.0):
21        phi = beta_p
22    elif (abs(beta_m) < abs(beta_p)) & (beta_p*beta_m > 0.0):
23        phi = beta_m
24    else:
25        phi = 0.0
26    return phi
27
28def  minmod_kurganov(a,b,c):
29    from Numeric import sign
30    if sign(a)==sign(b)==sign(c):
31        return sign(a)*min(abs(a),abs(b),abs(c))
32    else:
33        return 0.0
34
35def  maxmod(a,b):
36    if (abs(a) > abs(b)) & (a*b > 0.0):
37        phi = a
38    elif (abs(b) > abs(a)) & (a*b > 0.0):
39        phi = b
40    else:
41        phi = 0.0
42    return phi
43
44def vanleer(a,b):
45    if abs(a)+abs(b) > 1e-12:
46        return (a*abs(b)+abs(a)*b)/(abs(a)+abs(b))
47    else:
48        return 0.0
49
50def vanalbada(a,b):
51    if a*a+b*b > 1e-12:
52        return (a*a*b+a*b*b)/(a*a+b*b)
53    else:
54        return 0.0
55
56def calculate_wetted_area(x1,x2,z1,z2,w1,w2):
57    if (w1 > z1) & (w2 < z2) & (z1 <= z2):
58        x = ((w2-z1)*(x2-x1)+x1*(z2-z1)-x2*(w2-w1))/(z2-z1+w1-w2)
59        A = 0.5*(w1-z1)*(x-x1)
60        L = x-x1
61    elif (w1 < z1) & (w2 > z2) & (z1 < z2):
62        x = ((w2-z1)*(x2-x1)+x1*(z2-z1)-x2*(w2-w1))/(z2-z1+w1-w2)
63        A = 0.5*(w2-z2)*(x2-x)
64        L = x2-x
65    elif (w1 < z1) & (w2 > z2) & (z1 >= z2):
66        x = ((w1-z2)*(x2-x1)+x2*(z2-z1)-x1*(w2-w1))/(z2-z1+w1-w2)
67        A = 0.5*(w2-z2)*(x2-x)
68        L = x2-x
69    elif (w1 > z1) & (w2 < z2) & (z1 > z2):
70        x = ((w1-z2)*(x2-x1)+x2*(z2-z1)-x1*(w2-w1))/(z2-z1+w1-w2)
71        A = 0.5*(w1-z1)*(x-x1)
72        L = x-x1
73    elif (w1 <= z1) & (w2 <= z2):
74        A = 0.0
75    elif (w1 == z1) & (w2 > z2) & (z2 < z1):
76        A = 0.5*(x2-x1)*(w2-z2)
77    elif (w2 == z2) & (w1 > z1) & (z1 < z2):
78        A = 0.5*(x2-x1)*(w1-z1)
79    return A
80
81
82def calculate_new_wet_area(x1,x2,z1,z2,A):
83    from Numeric import sqrt
84    min_centroid_height = 1.0e-3
85    # Assumes reconstructed stage flat in a wetted cell
86    M = (z2-z1)/(x2-x1)
87    L = (x2-x1)
88    min_area = min_centroid_height*L
89    max_area = 0.5*(x2-x1)*abs(z2-z1)
90    if A < max_area:
91        if (z1 < z2):
92            x = sqrt(2*A/M)+x1
93            wet_len = x-x1
94            wc = z1 + sqrt(M*2*A)
95        elif (z2 < z1):
96            x = -sqrt(-2*A/M)+x2
97            wet_len = x2-x
98            wc = z2+sqrt(-M*2*A)
99        else:
100            wc = A/L+0.5*(z1+z2)
101            wet_len = x2-x1
102    else:
103        wc = 0.5*(z1+z2)+A/L
104        wet_len = x2-x1
105           
106    return wc,wet_len
107
108def calculate_new_wet_area_analytic(x1,x2,z1,z2,A,t):
109    min_centroid_height = 1.0e-3
110    # Assumes reconstructed stage flat in a wetted cell
111    M = (z2-z1)/(x2-x1)
112    L = (x2-x1)
113    min_area = min_centroid_height*L
114    max_area = 0.5*(x2-x1)*abs(z2-z1)
115    w1,uh1 = analytic_cannal(x1,t)
116    w2,uh2 = analytic_cannal(x2,t)
117    if (w1 > z1) & (w2 < z2) & (z1 <= z2):
118        print "test1"
119        x = ((w2-z1)*(x2-x1)+x1*(z2-z1)-x2*(w2-w1))/(z2-z1+w1-w2)
120        wet_len = x-x1
121    elif (w1 < z1) & (w2 > z2) & (z1 < z2):
122        print "test2"
123        x = ((w2-z1)*(x2-x1)+x1*(z2-z1)-x2*(w2-w1))/(z2-z1+w1-w2)
124        wet_len = x2-x
125    elif (w1 < z1) & (w2 > z2) & (z1 >= z2):
126        print "test3"
127        x = ((w1-z2)*(x2-x1)+x2*(z2-z1)-x1*(w2-w1))/(z2-z1+w1-w2)
128        wet_len = x2-x
129    elif (w1 > z1) & (w2 < z2) & (z1 > z2):
130        print "test4"
131        x = ((w1-z2)*(x2-x1)+x2*(z2-z1)-x1*(w2-w1))/(z2-z1+w1-w2)
132        wet_len = x-x1
133    elif (w1 >= z1) & (w2 >= z2):
134        print "test5"
135        wet_len = x2-x1
136    else: #(w1 <= z1) & (w2 <= z2)
137        print "test5"
138        if (w1 > z1) | (w2 > z2):
139            print "ERROR"
140        wet_len = x2-x1       
141    return w1,w2,wet_len,uh1,uh2
142
143def analytic_cannal(C,t):
144    from Numeric import zeros, Float,sqrt,sin,cos
145
146   
147    #N = len(C)
148    #u = zeros(N,Float)    ## water velocity
149    #h = zeros(N,Float)    ## water depth
150    x = C
151    g = 9.81
152
153
154    ## Define Basin Bathymetry
155    #z_b = zeros(N,Float) ## elevation of basin
156    #z = zeros(N,Float)   ## elevation of water surface
157    z_infty = 10.0       ## max equilibrium water depth at lowest point.
158    L_x = 2500.0         ## width of channel
159
160    A0 = 0.5*L_x                  ## determines amplitudes of oscillations
161    omega = sqrt(2*g*z_infty)/L_x ## angular frequency of osccilation
162
163    x1 = A0*cos(omega*t)-L_x # left shoreline
164    x2 = A0*cos(omega*t)+L_x # right shoreline
165    if (x >=x1) & (x <= x2):
166        z_b = z_infty*(x**2/L_x**2) ## or A0*cos(omega*t)\pmL_x
167        u = -A0*omega*sin(omega*t)
168        z = z_infty+2*A0*z_infty/L_x*cos(omega*t)*(x/L_x-0.5*A0/(L_x)*cos(omega*t))
169    else:
170       z_b = z_infty*(x**2/L_x**2)
171       u=0.0
172       z = z_b
173    h = z-z_b
174    return z,u*h
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.