# Step 21: Nodal Load Assembly and Effective RHS

## 담당 역할과 필수 스킬

- 담당 역할: `implementation-agent`
- 필수 스킬: `fesa-cpp-msvc-tdd`
- 모든 C++ build/test와 최종 VERIFY는 MSVC x64 Debug 기준으로 수행한다.

## 읽어야 할 파일

- `/AGENTS.md`
- `/docs/ARCHITECTURE.md`
- `/docs/ADR.md`
- `/docs/requirements/linear-static-3d-euler-beam.md`
- `/docs/formulations/3d-isoparametric-euler-beam-formulation.md`
- `/docs/io-definitions/linear-static-3d-euler-beam-io.md`
- `/docs/implementation-plans/linear-static-3d-euler-beam.md`
- `/include/fesa/analysis/analysis_model.hpp`
- `/include/fesa/fem/dof_manager.hpp`
- `/include/fesa/constraints/essential_constraints.hpp`
- `/src/fesa/constraints/essential_constraints.cpp`

## 소유 파일

- Create: `/include/fesa/assembly/load_assembler.hpp`
- Create: `/src/fesa/assembly/load_assembler.cpp`
- Create: `/tests/unit/assembly/load_assembler_test.cpp`
- Modify: `/src/fesa/CMakeLists.txt`
- Modify: `/tests/CMakeLists.txt`

## 작업

single-step `*CLOAD`를 full external force vector에 deterministic하게 조립하고 effective
free RHS를 만드는 module을 구현하라.

```cpp
class LoadAssembler {
public:
    static Result<Vector> assembleFullNodalLoad(const AnalysisModel& model,
                                                const DofManager& dofs);
    static Result<Vector> effectiveFreeRhs(const Vector& fullLoad,
                                           const SparseMatrix& kfc,
                                           const Vector& prescribedValues,
                                           const DofManager& dofs);
};
```

Node label/node set target은 semantic Domain의 expanded stable identity를 사용한다. 같은
full DOF의 multiple CLOAD는 source order로 합산하고 output vector ordering은 full DOF
ordering과 같다. `rhs=Ff-Kfc*dc`를 정확히 구현하며 `dc`는 constrained ordering으로 gather한다.
Nonfinite load와 dimension mismatch는 diagnostic이다. 이 module은 element line load나
`*DLOAD` object를 만들지 않는다.

Tests는 single node/set loads, multiple accumulation, six components, negative magnitude,
nonfinite rejection, constrained load partition, nonzero prescribed `Kfc*dc` hand calculation,
zero loads를 포함하고 `LoadAssembly` regex로 등록한다.

## Acceptance Criteria

```powershell
cmake --build .harness/build --config Debug --target fesa_tests
ctest --test-dir .harness/build -C Debug -R LoadAssembly --output-on-failure
```

RED 후 GREEN/VERIFY:

```powershell
cmake -S . -B .harness/build -A x64 `
  -DFESA_GTEST_SOURCE_DIR=C:/git/googletest `
  "-DMKL_DIR=C:/Program Files (x86)/Intel/oneAPI/mkl/2026.1/lib/cmake/mkl" `
  "-DTBB_DIR=C:/Program Files (x86)/Intel/oneAPI/tbb/2023.1/lib/cmake/tbb" `
  "-DHDF5_DIR=C:/Program Files/HDF_Group/HDF5/2.1.1/cmake"
cmake --build .harness/build --config Debug
ctest --test-dir .harness/build -C Debug -R LoadAssembly --output-on-failure
ctest --test-dir .harness/build -C Debug --show-only=json-v1
ctest --test-dir .harness/build -C Debug --output-on-failure
```

## 검증 절차

1. nodal load/effective RHS tests를 먼저 작성하고 RED를 확인한다.
2. nodal-only deterministic assembly와 RHS 최소 구현으로 GREEN을 만든다.
3. nonzero prescribed displacement와 전체 VERIFY를 확인한다.
4. `/docs/implementation-plans/linear-static-3d-euler-beam-implementation-report.md`의
   Step 21 section에 실제 RED/GREEN/VERIFY command, exit code,
   핵심 output과 변경 파일을 기록한다.
5. Step 21을 `completed`로 갱신하고 load/RHS evidence를 summary에 기록한다.

## 금지사항

- factorization을 이 module에서 호출하지 마라. 이유: orchestration order는 Step 24가 소유한다.
- `*DLOAD` 또는 Domain distributed-load object를 추가하지 마라. 이유: V0 입력 범위 밖이다.
- prescribed displacement contribution을 생략하지 마라. 이유: `rhs=Ff-Kfc*dc` 계약이다.
- 직접 commit하지 마라. 이유: Harness executor가 담당한다.
