Step 5: analysis-state

읽어야 할 파일

먼저 아래 파일들을 읽고 프로젝트의 아키텍처와 이전 step 산출물을 파악하라:

/AGENTS.md
/docs/PRD.md
/docs/ARCHITECTURE.md
/docs/ADR.md
/src/fesa/fem/dof_manager.hpp
/tests/unit/dof_manager_numbering_test.cpp

이전 step에서 만들어진 DofManager를 꼼꼼히 읽고, 해석 중 변하는 물리량은 AnalysisState가 소유하도록 유지하라.

작업

displacement 중심의 최소 AnalysisState를 /src/fesa/analysis/에 구현한다.

필수 파일:

/src/fesa/analysis/analysis_state.hpp
/tests/unit/analysis_state_vectors_test.cpp

필수 interface:

namespace fesa::analysis {

struct IterationState {
    double time = 0.0;
    int increment = 0;
    int iteration = 0;
};

class AnalysisState {
public:
    explicit AnalysisState(int total_dof_count);

    const std::vector<double>& displacement() const;
    const std::vector<double>& velocity() const;
    const std::vector<double>& acceleration() const;
    const std::vector<double>& temperature() const;
    const std::vector<double>& external_force() const;
    const std::vector<double>& internal_force() const;
    const std::vector<double>& residual() const;

    void set_displacement(std::vector<double> values);
    void set_external_force(std::vector<double> values);
    void set_internal_force(std::vector<double> values);
    void update_residual();

    IterationState& iteration_state();
    const IterationState& iteration_state() const;

    void set_element_state(core::ElementId element_id, std::vector<double> state);
    const std::vector<double>* element_state(core::ElementId element_id) const;
};

} // namespace fesa::analysis

구현 규칙:

모든 vector는 total_dof_count 크기로 초기화한다.
update_residual()은 external_force - internal_force를 component-wise로 계산한다.
setter는 입력 vector 크기가 맞지 않으면 std::invalid_argument를 던진다.
temperature는 Phase skeleton에서 0.0 vector로 둔다.
element state는 향후 integration point state 확장을 위한 최소 map으로 둔다.
AnalysisState는 Domain, AnalysisModel, DofManager를 소유하지 않는다.

Tests To Write First

/tests/unit/analysis_state_vectors_test.cpp
- 생성 시 displacement/velocity/acceleration/temperature/force/residual vector 크기와 0.0 초기값을 확인한다.
- displacement setter가 값을 보존한다.
- external/internal force 설정 후 residual이 Fext - Fint가 되는지 확인한다.
- 크기가 맞지 않는 vector setter가 std::invalid_argument를 던진다.
- time/increment/iteration 값이 저장된다.
- element state를 element id로 저장/조회한다.

RED 확인:

테스트 파일을 먼저 작성한다.
targeted CTest를 실행해 missing analysis_state.hpp로 실패함을 확인한다.
그 뒤 production header를 작성한다.

Acceptance Criteria

python -m unittest discover -s scripts -p "test_*.py"
python scripts/validate_workspace.py
ctest --test-dir build/msvc-debug --output-on-failure -C Debug -R analysis_state_vectors_test

검증 절차

위 AC 커맨드를 실행한다.
아키텍처 체크리스트를 확인한다:
- AnalysisState가 해석 중 변하는 물리량을 소유하는가?
- Domain이나 AnalysisModel을 복사/소유하지 않는가?
- displacement 중심이되 velocity/acceleration/temperature 확장 지점을 유지하는가?
결과에 따라 phases/solver-core-skeleton/index.json의 step 5를 업데이트한다:
- 성공: "status": "completed", "summary": "AnalysisState vector ownership and residual update added"
- 3회 수정 시도 후 실패: "status": "error", "error_message": "구체적 에러 내용"
- 사용자 개입 필요: "status": "blocked", "blocked_reason": "구체적 사유" 후 중단

금지사항

Solver backend나 numerical integration loop를 구현하지 마라.
HDF5 writer를 이 step에서 구현하지 마라.
JavaScript/TypeScript/npm fallback을 추가하지 마라.

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