KOKO\Mimi
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# Step 14: DofManager
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## 담당 역할과 필수 스킬
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- 담당 역할: `implementation-agent`
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- 필수 스킬: `fesa-cpp-msvc-tdd`
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- 모든 C++ build/test와 최종 VERIFY는 MSVC x64 Debug 기준으로 수행한다.
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## 읽어야 할 파일
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- `/AGENTS.md`
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- `/docs/ARCHITECTURE.md`
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- `/docs/ADR.md`
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- `/docs/requirements/linear-static-3d-euler-beam.md`
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- `/docs/io-definitions/linear-static-3d-euler-beam-io.md`
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- `/docs/implementation-plans/linear-static-3d-euler-beam.md`
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- `/include/fesa/model/domain.hpp`
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- `/include/fesa/analysis/analysis_model.hpp`
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- `/src/fesa/analysis/analysis_model.cpp`
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- `/tests/unit/analysis/analysis_model_test.cpp`
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- `/src/fesa/CMakeLists.txt`
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- `/tests/CMakeLists.txt`
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## 소유 파일
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- Create: `/include/fesa/fem/dof_manager.hpp`
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- Create: `/src/fesa/fem/dof_manager.cpp`
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- Create: `/tests/unit/fem/dof_manager_test.cpp`
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- Modify: `/src/fesa/CMakeLists.txt`
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- Modify: `/tests/CMakeLists.txt`
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## 작업
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node별 여섯 DOF, prescribed constraints, full/free numbering, element scatter map와 sparse
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pattern을 단독 소유하는 `DofManager`를 구현하라.
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```cpp
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enum class DofComponent : std::uint8_t { ux, uy, uz, urx, ury, urz };
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struct SparsePattern { std::vector<std::size_t> rowOffsets;
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std::vector<std::size_t> columnIndices; };
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class DofManager {
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public:
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static Result<DofManager> create(const AnalysisModel& model);
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std::size_t fullDofCount() const noexcept;
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std::size_t freeDofCount() const noexcept;
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std::size_t constrainedDofCount() const noexcept;
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std::size_t fullDof(EntityIndex node, DofComponent component) const;
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std::optional<std::size_t> freeEquation(std::size_t fullDof) const;
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const std::array<std::size_t, 12>& elementScatter(EntityIndex element) const;
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const std::vector<std::size_t>& freeDofs() const noexcept;
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const std::vector<std::size_t>& constrainedDofs() const noexcept;
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const Vector& prescribedValues() const noexcept;
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const SparsePattern& sparsePattern() const noexcept;
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};
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```
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Node internal index와 fixed component 순서로 full DOF를 부여하고, free/constrained mapping도
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stable하게 만든다. Boundary target expansion과 overlapping equal prescriptions를 처리하고,
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서로 다른 prescribed value conflict는 diagnostic으로 거부한다. Sparse pattern은 active
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element scatter에서 생성하고 각 row column을 sorted unique로 유지한다. Node/Element model
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objects를 수정하지 않는다. `prescribedValues()`는 `constrainedDofCount()` 크기이며
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`constrainedDofs()`와 동일 순서의 `dc`를 반환한다.
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Tests는 6-DOF numbering, set expansion, zero/nonzero constraints, overlapping/conflicting BC,
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free equation mapping, 12-DOF element scatter, CSR pattern sorted uniqueness, full/reduced
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round-trip를 포함하고 `DofManager` regex로 등록한다.
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## Acceptance Criteria
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```powershell
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cmake --build .harness/build --config Debug --target fesa_tests
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ctest --test-dir .harness/build -C Debug -R DofManager --output-on-failure
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```
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위 command의 RED를 확인한 뒤 구현하고 다음 GREEN/VERIFY를 실행한다.
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```powershell
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cmake -S . -B .harness/build -A x64 `
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-DFESA_GTEST_SOURCE_DIR=C:/git/googletest `
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"-DMKL_DIR=C:/Program Files (x86)/Intel/oneAPI/mkl/2026.1/lib/cmake/mkl" `
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"-DTBB_DIR=C:/Program Files (x86)/Intel/oneAPI/tbb/2023.1/lib/cmake/tbb" `
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"-DHDF5_DIR=C:/Program Files/HDF_Group/HDF5/2.1.1/cmake"
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cmake --build .harness/build --config Debug
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ctest --test-dir .harness/build -C Debug -R DofManager --output-on-failure
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ctest --test-dir .harness/build -C Debug --show-only=json-v1
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ctest --test-dir .harness/build -C Debug --output-on-failure
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```
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## 검증 절차
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1. numbering/constraint/pattern tests를 먼저 작성하고 RED를 확인한다.
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2. deterministic mapping에 필요한 최소 구현으로 GREEN을 만든다.
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3. model objects에 equation ID가 추가되지 않았는지 review하고 full VERIFY를 수행한다.
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4. `/docs/implementation-plans/linear-static-3d-euler-beam-implementation-report.md`의
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Step 14 section에 실제 RED/GREEN/VERIFY command, exit code,
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핵심 output과 변경 파일을 기록한다.
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5. Step 14를 `completed`로 갱신하고 numbering/pattern evidence를 summary에 기록한다.
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## 금지사항
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- equation ID를 Node나 Element에 저장하지 마라. 이유: DofManager 단독 ownership 계약이다.
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- penalty method, MPC, RBE를 추가하지 마라. 이유: V0 essential elimination 범위 밖이다.
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- sparse numeric values를 저장하지 마라. 이유: assembly step 책임이다.
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- 직접 commit하지 마라. 이유: Harness executor가 담당한다.
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