#include "fiko/dokum/malzeme.hpp"

#include <algorithm>
#include <cmath>

namespace fiko::dokum {

// ---- fs(T): katı oran modeli ----------------------------------------------
f64 Alasim::katiOran(f64 T) const {
  if (T >= tLikidus) return 0.0;
  if (T <= tSolidus) return 1.0;
  const f64 dT = tLikidus - tSolidus;
  if (dT <= 1e-9) return T <= tSolidus ? 1.0 : 0.0;
  switch (fsModel) {
    case FsModel::Lineer:
      return (tLikidus - T) / dT;
    case FsModel::Lever: {
      // ⚠️ ŞU AN LINEER İLE BİREBİR AYNI — gerçek Lever kuralı DEĞİL.
      // Gerçek Lever (denge, tam difüzyon): fs = (1/(1−k))·(T_liq−T)/(Tm−T).
      // sicaklik() de bu ikisini birlikte ele alır (analitik lineer ters).
      // Davranış korunuyor; ayrıştırmak isteyen sicaklik()'i de ayırmalı.
      const f64 x = (tLikidus - T) / dT;
      return std::clamp(x, 0.0, 1.0);
    }
    case FsModel::Scheil: {
      // Scheil (sıfır katı difüzyon, tam sıvı karışım). Kompozisyon formu:
      //   C_L = C₀·(1−fs)^(k−1)  ve likidus doğrusu T = Tm + m·C_L
      //   → ileri yasa:  T(fs) = Tm + (T_liq − Tm)·(1−fs)^(k−1)
      //   → ters (aşağıdaki kod): fs = 1 − [(Tm−T)/(Tm−T_liq)]^(1/(k−1))
      // Tm (saf çözücü ergime) lineer faz diyagramından: likidus ve solidus
      // doğruları Tm'den çıkar, eğim oranı k → T_liq = Tm(1−k) + k·T_sol
      //   → Tm = (T_liq − k·T_sol)/(1−k)   [aşağıdaki tm ile birebir]
      // ⚠️ Scheil solidusta fs=1'e ULAŞMAZ (artık ötektik sıvı kalır; k=0.13 →
      // fs≈0.904). Üstteki `T <= tSolidus → 1.0` kısayolu bu farkı solidusta bir
      // anda kapatır: FDM'de H korunduğu için hücre ~T_sol'da bekleyip kalan
      // gizli ısıyı atar — ötektik platosu gibi davranır. Kasıtsız ama fiziksel.
      // Doğrulama: test_dokum.cpp f2_scheil_ileri_yasa (bağımsız ileri yasa).
      const f64 kp = std::clamp(kPartisyon, 0.01, 0.99);
      const f64 tm = tLikidus + (tLikidus - tSolidus) * kp / (1.0 - kp);
      const f64 pay = tm - T;
      const f64 payd = tm - tLikidus;
      if (pay <= 0 || payd <= 0) return 0.0;
      f64 fs = 1.0 - std::pow(pay / payd, 1.0 / (kp - 1.0));
      return std::clamp(fs, 0.0, 1.0);
    }
  }
  return 0.0;
}

f64 Alasim::katiOranTurev(f64 T) const {
  // Sayısal türev (küçük komşuluk) — LUT herhangi model için geçerli.
  const f64 e = 1e-3;
  return (katiOran(T + e) - katiOran(T - e)) / (2.0 * e);
}

// ---- Kalıp penetrasyon + efektif arayüz ------------------------------------
f64 Kalip::penetrasyon() const { return std::sqrt(k * yogunluk * c); }

f64 Kalip::etkinH(f64 t) const {
  // U(t) = 1/(1/h + √(πt)/b). t→0'da h ile sınırlı, büyük t'de kalıp emilim domine.
  const f64 b = penetrasyon();
  if (b <= 1e-12) return arayuzH;
  const f64 direnc = 1.0 / std::max(arayuzH, 1e-9) +
                     std::sqrt(3.14159265358979323846 * std::max(t, 0.0)) / b;
  return 1.0 / direnc;
}

f64 afsGecirgenlikSI(f64 afs) { return 3.06e-13 * std::max(afs, 0.0); }

// ---- Hazır malzeme kütüphanesi ---------------------------------------------
Alasim alasimAlSi7Mg() {
  Alasim a;
  a.ad = "AlSi7Mg";
  a.yogunluk = 2680.0; a.c = 963.0; a.k = 150.0; a.gizliIsi = 389000.0;
  a.tLikidus = 615.0; a.tSolidus = 555.0; a.cekmeOrani = 0.065; a.sdasK = 10.0e-6;
  a.yuzeyGerilimi = 0.80;  // Al-Si alaşımı, 700–800 °C (literatür)
  return a;
}

Alasim alasimGG25() {
  Alasim a;
  a.ad = "GG25 (gri dökme demir)";
  a.yogunluk = 7200.0; a.c = 540.0; a.k = 45.0; a.gizliIsi = 220000.0;
  a.tLikidus = 1180.0; a.tSolidus = 1130.0; a.cekmeOrani = 0.02; a.sdasK = 25.0e-6;
  a.yuzeyGerilimi = 1.40;  // dökme demir, ~1250 °C (literatür)
  return a;
}

Alasim alasimCelik() {
  Alasim a;
  a.ad = "Döküm çeliği (düşük-C)";
  a.yogunluk = 7800.0; a.c = 500.0; a.k = 35.0; a.gizliIsi = 270000.0;
  a.tLikidus = 1520.0; a.tSolidus = 1450.0; a.cekmeOrani = 0.03; a.sdasK = 20.0e-6;
  a.yuzeyGerilimi = 1.25;  // çelik, ~1500 °C (literatür)
  return a;
}

Alasim alasimBakir() {
  Alasim a;
  a.ad = "Bakır (saf)";
  a.yogunluk = 8000.0; a.c = 385.0; a.k = 400.0; a.gizliIsi = 205000.0;
  a.tLikidus = 1085.0; a.tSolidus = 1050.0; a.cekmeOrani = 0.023; a.sdasK = 22.0e-6;
  a.yuzeyGerilimi = 1.30;  // bakır, ~1200 °C (literatür)
  return a;
}

Alasim alasimPirinc() {
  Alasim a;
  a.ad = "Pirinç (CuZn30)";
  a.yogunluk = 8500.0; a.c = 380.0; a.k = 150.0; a.gizliIsi = 170000.0;
  a.tLikidus = 950.0; a.tSolidus = 915.0; a.cekmeOrani = 0.019; a.sdasK = 18.0e-6;
  a.yuzeyGerilimi = 1.00;  // pirinç, ~1000 °C (literatür)
  return a;
}

Alasim alasimCinko() {
  Alasim a;
  a.ad = "Çinko (sıvı metal döküm)";
  a.yogunluk = 6800.0; a.c = 388.0; a.k = 116.0; a.gizliIsi = 112000.0;
  a.tLikidus = 420.0; a.tSolidus = 390.0; a.cekmeOrani = 0.023; a.sdasK = 12.0e-6;
  a.yuzeyGerilimi = 0.50;  // çinko, ~430 °C (literatür)
  return a;
}

Alasim alasimMagnezyum() {
  Alasim a;
  a.ad = "Magnezyum (AZ91D kuru kalp)";
  a.yogunluk = 1740.0; a.c = 1020.0; a.k = 160.0; a.gizliIsi = 200000.0;
  a.tLikidus = 650.0; a.tSolidus = 600.0; a.cekmeOrani = 0.035; a.sdasK = 14.0e-6;
  a.yuzeyGerilimi = 0.65;  // Mg alaşımı, ~650 °C (literatür)
  return a;
}

Kalip kalipSilikaKum() {
  Kalip k;
  k.ad = "Silika kum";
  k.yogunluk = 1600.0; k.c = 1170.0; k.k = 0.6; k.tBaslangic = 25.0;
  k.arayuzH = 1000.0;
  k.gecirgenlik = afsGecirgenlikSI(120.0);  // yeşil kum AFS≈120 → ~3.7e-11 m²
  return k;
}

Kalip kalipCelikKalip() {
  Kalip k;
  k.ad = "Çelik kalıp (kokil)";
  k.yogunluk = 7800.0; k.c = 500.0; k.k = 35.0; k.tBaslangic = 200.0;
  k.arayuzH = 2500.0;
  k.gecirgenlik = 0.0;  // kokil gaz geçirmez → hava yalnız vent'ten kaçar
  return k;
}

}  // namespace fiko::dokum