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C++
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// This file is part of the Herezh++ application.
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// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
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// of mechanics for large transformations of solid structures.
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// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
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// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
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// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
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//
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// Copyright (C) 1997-2021 Université Bretagne Sud (France)
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// AUTHOR : Gérard Rio
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// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
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// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
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// it under the terms of the GNU General Public License as published by
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// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
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// or (at your option) any later version.
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// This program is distributed in the hope that it will be useful,
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// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
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// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
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// See the GNU General Public License for more details.
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// You should have received a copy of the GNU General Public License
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// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
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// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
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//#include "Debug.h"
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#include "GeomPentaCom.h"
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#include <math.h>
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#include "GeomSeg.h"
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#include "GeomQuadrangle.h"
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#include "GeomTriangle.h"
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#include "MathUtil.h"
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// constructeur
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// le constructeur par défaut ne doit pas être utilisé
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GeomPentaCom::GeomPentaCom()
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{ cout << "\n erreur le constructeur par defaut ne doit pas être utilise " ;
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cout << "\nGeomPentaCom::GeomPentaCom() " << endl;
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Sortie(1);
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};
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// la dimension est 3, on a nbi pt d'integration, nbn noeuds et 5 faces, 9 aretes
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GeomPentaCom::GeomPentaCom(int nbi , int nbn, Enum_interpol interpol) :
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ElemGeomC0(3,nbi,nbn,5,9,PENTAEDRE,interpol)
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{
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// coordonnees des points d'integration
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// ceux-ci sont obtenues par assemblage des points de surface et ceux d'épaisseur
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int nbil,nbis;
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switch (nbi)
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{ case 1 : nbil = 1; nbis = 1; break;
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case 2 : nbil = 2; nbis = 1; break;
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case 3 : nbil = 3; nbis = 1; break;
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case 6 : nbil = 2; nbis = 3; break;
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case 8 : nbil = 2; nbis = 4; break;
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case 9 : nbil = 3; nbis = 3; break;
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||
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case 12 : nbil = 3; nbis = 4; break;
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case 18 : nbil = 3; nbis = 6; break;
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default :
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{cout << "\n erreur le pentaedre de nombre de point d'integration = " << nbi
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<< "\n n\'est pas implante !! ";
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cout << "\nGeomPentaCom::GeomPentaCom(int nbi) " << endl;
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Sortie(1);
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}
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};
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// un segment de base avec deux noeuds
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GeomSeg segbase(nbil,2);
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// un triangle de base avec 3 noeuds
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// dans le cas de 3 pt d'integ de surface, on choisit des pt d'integ près des noeuds
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// et non au milieu des arrêtes d'où nbis_tri pour ce choix
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int nbis_tri(nbis); if (nbis == 3) nbis_tri = 1000+nbis;
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GeomTriangle triabase(nbis_tri,3);
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// on reconstitue les coordonnées en trois dimension
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// et on calcul les poids d'intégration
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int npi=1;
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for (int niil=1;niil<=nbil;niil++)
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for (int nis=1;nis<=nbis;nis++,npi++)
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{ ptInteg(npi) = Coordonnee
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((triabase.CoorPtInteg(nis))(1)
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,(triabase.CoorPtInteg(nis))(2)
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,(segbase.CoorPtInteg(niil))(1));
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// les poids d'integration sont obtenus par produit de ceux de surface
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// et ceux de hauteur
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WI(npi)=triabase.Wi(nis) * segbase.Wi(niil);
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};
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};
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// destructeur
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GeomPentaCom::~GeomPentaCom()
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{
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};
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// constructeur de copie
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GeomPentaCom::GeomPentaCom(const GeomPentaCom& a) :
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ElemGeomC0(a)
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{
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};
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// en fonction de coordonnees locales, retourne true si le point est a l'interieur
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// de l'element, false sinon
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bool GeomPentaCom::Interieur(const Coordonnee& M)
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{ if ((seg(1)->Interieur(M(3))) &&(face(1)->Interieur(Coordonnee(M(1),M(2)))))
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return true;
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else
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return false;
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};
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// en fonction de coordonnees locales, retourne le point local P, maximum intérieur à l'élément, donc sur la frontière
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// dont les coordonnées sont sur la droite GM: c-a-d GP = alpha GM, avec apha maxi et P appartenant à la frontière
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// de l'élément, G étant le centre de gravité, sauf si GM est nul, dans ce cas retour de M
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Coordonnee GeomPentaCom::Maxi_Coor_dans_directionGM(const Coordonnee& M)
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{ // on décompose la recherche en segment et facette
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double x=M(1); double y=M(2); double z=M(3);
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// tout d'abord on calcul le point maxi dans le plan 1 2 et dans z indépendemment
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Coordonnee XY(x,y); Coordonnee Z(z);
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Coordonnee Pxy= face(1)->Maxi_Coor_dans_directionGM(XY);
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Coordonnee Pz = seg(1)->Maxi_Coor_dans_directionGM(Z);
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Coordonnee P(0.,0.,0.); // le retour
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// G le centre de gravité: il a la cote nulle et il est centre de gravité du triangle médian
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double untiers = 1./3.;
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Coordonnee G(untiers,untiers,0.);
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Coordonnee Gxy(untiers,untiers); // en 2D xy
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// le pb est de savoir si on sort sur une des faces triangulaires, ou sur une des faces rectangulaires
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// Si le point maxi P sort par une face quadrangulaire, cela signifie que z_P est compris entre 1 et -1
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// --- on va donc commencer par calculer le z_P
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// on considère les points: G (z_G=0), Pxy dont la côte est également nulle, M, et z_P ?
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// soit un plan vertical (normale à Oxy) passant par G,M,Pxy. Il passe également par P. On note Mxy la projection
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// de M sur le plan Oxy. Dans le plan verticale on peut faire une régle de trois:
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// on a z_P/z_M = GPxy/GMxy d'où z_P = z_M * (GPxy/GMxy)
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// NB: si ||GMxy|| = 0, là c'est sur ça ne sort pas par un quadrangle
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// 1)-----
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Coordonnee GMxy(x-untiers,y-untiers); // en 2D xy
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int fin_traitement = false; // par défaut
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double gmxy = GMxy.Norme();
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if (gmxy > ConstMath::trespetit)
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{ double z_P = z * ( (Pxy-Gxy).Norme()) / gmxy;
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if (Abs(z_P) <= 1.) // là c'est ok on sort par un rectangle
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{P(1)=Pxy(1); P(2)=Pxy(2); P(3)=z_P;
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fin_traitement = true;// pour indiquer que c'est ok
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};
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};
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// 2)----
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// dans le cas où fin_traitement est toujours faux, cela signifie que le cas sortie par un quadrangle n'a pas marché
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// donc cela signifie que le point P est sur la face sup ou inf. En fait cela dépend de z_M si c'est positif alors
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// c'est la face sup donc z_P=1 sinon c'est la face inf donc z_P=-1
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// on considère un plan vertical qui passe par G, M et P . On a GMxy/z_M = GPxy/z_P avec z_P connu
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// d'où GPxy = z_P * GMxy/z_M = e (en module) d'où \vec{GPxy} = e * \vec{GMxy)/||GMxy|| = z_P / z_M * \vec{GMxy) d'où P
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if (! fin_traitement)
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{ if (z > ConstMath::trespetit)
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{ // cas d'une sortie par la facette supérieure, z_P = 1.
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Coordonnee GPxy = GMxy / z;
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P(1) = untiers + GPxy(1); P(2) = untiers + GPxy(2); P(3) = 1.;
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|
fin_traitement = true;// pour indiquer que c'est ok
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||
|
|
}
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else if (z < -ConstMath::trespetit)
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{ // cas d'une sortie par la facette inférieure, z_P = -1.
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Coordonnee GPxy = (-1./z) * GMxy ;
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|
P(1) = untiers + GPxy(1); P(2) = untiers + GPxy(2); P(3) = -1.;
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|
|
fin_traitement = true;// pour indiquer que c'est ok
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|
|
}
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else
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// arrivée ici, cela veut dire que z est quasiment nulle, et pourtant due au 1)---
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// - soit Abs(z_P) est > 1 , ce qui n'est pas possible car on vient de trouver z quasiment nulle
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|
// - soit gmxy est également quasiment nulle : dans ce cas on choisit arbitrairement P(0,0,0)
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{ P.Zero();};
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};
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#ifdef MISE_AU_POINT
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if ((P(1) + P(2)) > (1. + ConstMath::petit))
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{ cout << "\n petit soucis, le point maxi calcule n'est pas correcte ";
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P.Affiche(cout);
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cout << "\n GeomPentaCom::Maxi_Coor_dans_directionGM(.." << endl;
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};
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#endif
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/*
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// en fait il y a un pb, car la suite à l'air correcte si on cherche l'intersection de OM avec la frontière
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// mais ce qu'il nous faut c'est GM avec la frontière, il faut donc quelques modifs !!
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cout << "\n ***************** GeomPentaCom::Maxi_Coor_dans_directionGM( a revoir ******" << endl;
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if ((Dabs(x) <= ConstMath::petit) && (Dabs(y) <= ConstMath::petit))
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{ // cas où x et y transformées sont quasi nulles, il ne reste plus qu'à examiner le cas de z
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|
|
if (Dabs(z) <= ConstMath::petit)
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|
|
{ // cas où toutes les coordonnées sont nulles, retour de M
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// on met les coordonnées en x, y strictement à 0. pour éviter d'être légèrement à l'extérieur
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|
|
return Coordonnee (0.,0.,z);
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|
|
}
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||
|
|
else // cas où l'on modifie suivant z (le point est sur le triangle sup ou inf)
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|
{ return Coordonnee (0.,0.,Pz(1));
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|
}
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||
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|
}
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||
|
|
else // cas où x ou/et y sont non nulles
|
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|
{// on calcul de facteur de réduction suivant xy
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double facteurxy=0.;
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|
if (Dabs(x) <= ConstMath::petit) // donc y est non nulle
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||
|
|
{// cas donc où seule y a peut-être variée
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|
facteurxy = Pxy(2)/y;
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|
}
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||
|
|
else if (Dabs(y) <= ConstMath::petit) // donc x est non nulle
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||
|
|
{// cas donc où seule x a peut-être variée
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|
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facteurxy = Pxy(1)/x;
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||
|
|
}
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||
|
|
else // cas où x et y sont non nulles
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||
|
|
{// cas donc où x et y x ont peut-être variées
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facteurxy = MiN(Pxy(1)/x,Pxy(2)/y);
|
||
|
|
}
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||
|
|
// on regarde maintenant du coté de z
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|
|
if (Dabs(z) <= ConstMath::petit)
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|
{ // z ne participe pas car nulle
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|
|
return Coordonnee (Pxy(1),Pxy(2),z);
|
||
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|
}
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||
|
|
else // cas où la modification est possible suivant z
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|
{ double facteurz= Pz(1)/z;
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|
// on prend le plus petit des deux facteurs
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|
if (facteurxy <= facteurz)
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|
{ // c'est le facteur dans le plan qui agit
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return Coordonnee (Pxy(1),Pxy(2),facteurxy*z);
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||
|
|
}
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||
|
|
else
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||
|
|
{ // c'est le facteur suivant z qui agit
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||
|
|
return Coordonnee (facteurz*x,facteurz*y,Pz(1));
|
||
|
|
}
|
||
|
|
}
|
||
|
|
} //-- fin du cas où x ou/et y sont non nulles
|
||
|
|
// cas qui ne doit jamais arriver car on se situe forcément dans un des trois secteurs
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|
// précédemment étudiés
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cout << "\n erreur inconnue !!"
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<< "\n GeomPentaCom::Maxi_Coor_dans_directionGM(..";
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Sortie(1); */
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return M; // pour éviter un warning
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};
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