star-gs

Literate program for a geometric sensitivity calculation
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Author: Lapeyre Paule <paule.lapeyre@yahoo.fr>
Date:   Tue, 18 Apr 2023 18:13:38 -0400

Ré écriture de l'introduction

Premier passage

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Msrc/sgs_compute_sensitivity_translation.nw | 115+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++------------------------
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diff --git a/src/sgs_compute_sensitivity_translation.nw b/src/sgs_compute_sensitivity_translation.nw @@ -56,35 +56,79 @@ \title{Sensibilité à la translation} \maketitle -Ce document est un exercice dans lequel on choisit de décrire un exemple de -sensibilité sans aucune ambition de généralité en se concentrant sur une -configuration simplifiée. Contrairement à une pratique Monte Carlo plus -conventionnelle, nous aurons à vu l'entièreté des données qui décrivent le -systèmes à savoir sa configuration géométriques et ses propriétés physiques. -Dit autrement, nous saurons à chaque instant où les chemins se situent et ainsi -pourrons référencer les différentes étapes de suivi de ces chemins relativement -aux parois de notre scène (ex: paroi de droite, surface émettrice, {\etc}). - -Par cette démarche nous proposons de construire un algorithme de sensibilité de -manière analogue comme nous savons le faire en transfert radiatif -(\textbf{NOTE} insister sur l'héritage Monte Carlo en transfert radiatif ici -reprit à l'identique pour une formulation analogue grace au modèle de -sensibilité). Le principe consiste à identifier les sources du problèmes et de -les propager jusqu'au récepteur en fonction des propriétés physiques et -et de la géométrie du système: - +Le but du présent document est d'illustrer la mise en {\oe}uvre algorithmique +d'un calcul de sensibilité géométrique sur l'exemple simple d'un +parallélépipède (figure~\ref{fig:configuration}). Nous nous intéressons ici à +la déformation géométrique liée à la translation de sa paroi supérieure et +étudions l'impact de cette translation sur le flux reçu par un récepteur situé +sur sa paroi inférieure. +Dans cet exercice, la sensibilité du flux est estimée par un algorithme de +Monte Carlo analogue à la physique du transport de la sensibilité géométrique. +Cette pratique des algorithmes de Monte Carlo est largement utilisée en +transferts radiatifs et consiste à imiter numériquement le transport de +photons, en échantillonnant les sources du problème, puis en les propageant +dans le milieu selon ses propriétés et la statistique donnée par les lois +d'extinctions (Beer-Lambert) et de diffusions (fonction de phase). +L'extension de cette pratique à la sensibilité géométrique est possible en +s'appuyant sur le modèle de sensibilité, qui décrit les sources de sensibilité +géométrique et la phénoménologie de leur transport dans le milieu. +La démarche suivie dans ce document est la suivante: \begin{itemize} - \item on se pose un pbr de sensib; - \item on a identifié les sources de sensib; - \item on a identifié un couplage ou niveau des sources; - \item on utilise MC pour résoudre le pbr (par double random); - \item on résout le pbr de sensib jusqu'à sa mise en {\oe}uvre. +\item le problème de sensibilité géométrique est posé; +\item les sources de sensibilité sont identifiées, elles dépendent de quantité +décrites par d'autres physiques (i.e. la luminance); +\item les couplages par les sources sont exposés; +\item un algorithme de Monte Carlo analogue est utilisé pour résoudre le +problème couplé (via la \textit{double randomization}); +\item la mise en oeuvre de l'algorithme est explicite tout au long du document. \end{itemize} -\paragraph{TODO} Parler que l'on va décrire l'algorithme jusqu'à sa mise en -oeuvre explicite dans le code. + Préciser que les notations feront référence à -la position des parois par rapport à l'orientation présentée sur le schéma (h -$=$ haut, d $=$ droite etc...), soit par rapport à l'origine du repère. +L'exemple présenté dans ce document est illustratif et sans aucune ambition de +généralité. Il montre une application du modèle de sensibilité et une +utilisation de la méthode de Monte Carlo qui lui sont spécifiques. Cela se +traduit par la réduction des concepts aux éléments essentiels à l'exemple : +dans les nominations des variables (subscript h pour haut, d pour droite etc.) +et dans l'écriture de l'algorithme de Monte Carlo où l'ensemble des données qui +décrivent le système (la configuration géométrique et ses propriétés physiques) +ne sont pas séparées de la procédure d'échantillonnage des chemins. + +%Une attention particulière a été portée à l'élaboration d'un exemple +%illustratif, sans aucun ambition de généralité. De ce fait, l'application du +%modèle de sensibilité et la réalisation de l'algorithme de Monte Carlo sont +%spécifiques à cet exemple. Cela se traduit, par exemple, par l'utilisation de +%variables nommées d'après la configuration géométrique, ou l'élaboration d'un +%algorithme dans lequel les données qui décrivent le système, à savoir sa +%configuration géométrique et ses propriétés physiques, sont toujours accessibles. + +%Ce document est un exercice dans lequel on choisit de décrire un exemple de +%sensibilité sans aucune ambition de généralité en se concentrant sur une +%configuration simplifiée. Contrairement à une pratique Monte Carlo plus +%conventionnelle, nous aurons à vu l'entièreté des données qui décrivent le +%systèmes à savoir sa configuration géométriques et ses propriétés physiques. +%Dit autrement, nous saurons à chaque instant où les chemins se situent et ainsi +%pourrons référencer les différentes étapes de suivi de ces chemins relativement +%aux parois de notre scène (ex: paroi de droite, surface émettrice, {\etc}). +% +%Par cette démarche nous proposons de construire un algorithme de sensibilité de +%manière analogue comme nous savons le faire en transfert radiatif +%(\textbf{NOTE} insister sur l'héritage Monte Carlo en transfert radiatif ici +%reprit à l'identique pour une formulation analogue grace au modèle de +%sensibilité). Le principe consiste à identifier les sources du problèmes et de +%les propager jusqu'au récepteur en fonction des propriétés physiques et +%et de la géométrie du système: +% +%\begin{itemize} +% \item on se pose un pbr de sensib; +% \item on a identifié les sources de sensib; +% \item on a identifié un couplage ou niveau des sources; +% \item on utilise MC pour résoudre le pbr (par double random); +% \item on résout le pbr de sensib jusqu'à sa mise en {\oe}uvre. +%\end{itemize} +% +%\paragraph{TODO} Parler que l'on va décrire l'algorithme jusqu'à sa mise en +%oeuvre explicite dans le code. + Préciser que les notations feront référence à +%la position des parois par rapport à l'orientation présentée sur le schéma (h +%$=$ haut, d $=$ droite etc...), soit par rapport à l'origine du repère. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % Description du problème @@ -92,12 +136,13 @@ $=$ haut, d $=$ droite etc...), soit par rapport à l'origine du repère. \section{Description du problème} \label{sec:probleme} -Le but du présent document est d'illustrer la mise en {\oe}uvre algorithmique d'un -calcul de sensibilité sur l'exemple simple d'un parallélépipède -(figure~\ref{fig:configuration}). Nous nous intéressons ici à la déformation -géométrique liée à la translation de sa paroi supérieure et étudions l'impact -de cette translation sur le flux reçu par un récepteur situé sur sa paroi -inférieure. L'observable radiative de notre problème est donc le flux $\varphi$ +%Le but du présent document est d'illustrer la mise en {\oe}uvre algorithmique d'un +%calcul de sensibilité sur l'exemple simple d'un parallélépipède +%(figure~\ref{fig:configuration}). Nous nous intéressons ici à la déformation +%géométrique liée à la translation de sa paroi supérieure et étudions l'impact +%de cette translation sur le flux reçu par un récepteur situé sur sa paroi +%inférieure. +L'observable radiative de notre problème est le flux $\varphi$ perçu par le récepteur et s'exprime comme ci-dessous: \begin{equation} \varphi = \int_{A_r} dS \int_{\mathcal{H}^-} d\vec{\omega} @@ -337,9 +382,9 @@ l'émission thermique $S_b$ de la paroi de droite de surface $A_d$. Pour les sources de dérivée spatiale, le modèle de dérivée spatiale élaboré dans \cite{papier_sensib} autorise des sources volumiques, des sources de surfaces et des sources locales situées sur les arrêtes d'une géométrie triangulées. -Dans notre exemple ce modèle se simplifie (voir annexe \ref{ann:der_spatiale}) -de sorte que ces sources se résument aux seules sources émises par la surface -du haut $A_h$ et la surface de droite $A_d$ (figure~\ref{fig:configuration}). +Dans notre exemple ce modèle se simplifie de sorte que ces sources se résument +aux seules sources émises par la surface du haut $A_h$ et la surface de droite +$A_d$ (figure~\ref{fig:configuration}). Pour la dérivée spatiale dans la direction $\vec{u}_h$, la source de la paroi du haut est donnée par la condition à la limite: