Herezh_dev/Elements/Geometrie/ElemGeom/volume/GeomTetraL.h

// This file is part of the Herezh++ application.
//
// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
// of mechanics for large transformations of solid structures.
// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
//
// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
//
// Copyright (C) 1997-2022 Université Bretagne Sud (France)
// AUTHOR : Gérard Rio
// E-MAIL  : gerardrio56@free.fr
//
// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
// it under the terms of the GNU General Public License as published by
// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
// or (at your option) any later version.
//
// This program is distributed in the hope that it will be useful,
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
// See the GNU General Public License for more details.
//
// You should have received a copy of the GNU General Public License
// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
//
// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.

/************************************************************************
 *     DATE:        23/01/97                                            *
 *                                                                $     *
 *     AUTEUR:      G RIO   (mailto:gerardrio56@free.fr)                *
 *                                                                $     *
 *     PROJET:      Herezh++                                            *
 *                                                                $     *
 ************************************************************************
 *     BUT:  Definir  La geometrie des tétraèdres linéaires.            *
 *           Fonction d'interpolation, points d'integration etc         *
 *                                                                $     *
 *     ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''     *                                                                      *
 *     VERIFICATION:                                                    *
 *                                                                      *
 *     !  date  !   auteur   !       but                          !     *
 *     ------------------------------------------------------------     *
 *     !        !            !                                    !     *
 *                                                                $     *
 *     ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''     *
 *     MODIFICATIONS:                                                   *
 *     !  date  !   auteur   !       but                          !     *
 *     ------------------------------------------------------------     *
 *                                                                $     *
 ************************************************************************/
#ifndef GEOMTETRAL_H
#define GEOMTETRAL_H

#include"GeomTetraCom.h"

/*
// ***********************************************************************
//                                                                       *
//     ELEMENT DE REFERENCE , POINTS D'INTEGRATION:                      *
//                                                                       *
//     Source : Dhatt et Touzot p 130, 131, 132 pour les fonctions       *
//              d'interpolation. Pour la numérotation : Modulef          *
// ----------------------------------------------------------------------*
//
//               ^                                
//               |zeta
//               |
//               4
//              /|\
//             / | \
//            /  |  \
//           /   |   \
//          /    |    \
//         /     1-----3 - - - > eta
//        /   '      '    
//       / '   .  
//      2 
//     /
//    xi     tetraèdre linéaire                   
//
//------------------------------
// Points d'integration 
//------------------------------
// 1 point : (ordre 1)
//            Pt1 (1/4,1/4,1/4)
// 4 points : (ordre 2)  a = (5. - sqrt(5))/20., b = (5+3.*sqrt(5))/20.
//         Pt1 (a,a,a)  ; Pt2 (a,a,b)  ; Pt3 (a,b,a)  ; Pt4 (b,a,a)
//  
// 5 points : (ordre 3)  a = 1/4, b=1/6, c=1/2,
//         Pt1 (a,a,a)  ; Pt2 (b,b,b)  ; Pt3 (b,b,c)  ; Pt4 ( ; Pt4 (c,b,b))
//  
// 15 points : (ordre 5)  a = 1/4, b1=(7+sqrt(15))/34,   b2=(7-sqrt(15))/34, 
//                                 c1=(13+3sqrt(15))/34, c2=(13-3sqrt(15))/34,
//                        d=(5-sqrt(15))/20,  e=(5+sqrt(15))/20,
//         Pt1 (a,a,a)  ; Pt2 (b1,b1,b1)  ; Pt3 (b2,b2,b2)  ; Pt4 (b1,b1,c1)
//         Pt5 (b2,b2,c2)  ; Pt6 (b1,c1,b1)  ; Pt7 (b2,c2,b2)  ; Pt8 (c1,b1,b1)
//         Pt9 (c2,b2,b2)  ; Pt10 (d,d,e)  ; Pt11 (d,e,d)  ; Pt12 (e,d,d)
//         Pt13 (d,e,e)  ; Pt14 (e,d,e)  ; Pt15 (e,e,d)  ;
//    
//------------------------------
// pour le tetraèdre linéaire : 
//------------------------------
// face 1 : noeud 1 3 2 , face 2 : noeud 1 4 3,
// face 3 : noeud 1 2 4, face 4 : noeud 2 3 4, 
//  les normales sortent des faces des elements
//  on attribue 1 points d'integration par face
//
// pour les aretes on suit le fichier Elmail, 6 aretes
// A1-> 1 2  A2-> 2 3   A3-> 3 1   
// A4-> 1 4  A5-> 2 4   A6-> 3 4
//
//   on attribue 1 point d'integration par arete
//
//  concernant la triangulation de chaque face elle est réalisée à l'aide
//  de la triangulation implantée sur l'élément de référence de la face
//  
//
// ************************************************************************
*/
         
/// @addtogroup Les_Elements_de_geometrie
///  @{
///


class GeomTetraL : public GeomTetraCom
{
  public :
    // CONSTRUCTEURS :
    // il y a 1 points d'integration par défaut et  4 noeuds     
    GeomTetraL(int nbi = 1);
    // de copie
    GeomTetraL(const GeomTetraL& a);    
    // DESTRUCTEUR :
    ~GeomTetraL();
    
    // création d'élément identiques : cette fonction est analogue à la fonction new
    // elle y fait d'ailleurs appel. l'implantation est spécifique dans chaque classe
    // dérivée
    // pt est le pointeur qui est affecté par la fonction 
    ElemGeomC0 * newElemGeomC0(ElemGeomC0 * pt) ;

    //--------- cas de coordonnees locales quelconques ---------------- 
    // retourne les fonctions d'interpolation au point M (en coordonnees locales)
    const Vecteur& Phi_point(const Coordonnee& M);
    // retourne les derivees des fonctions d'interpolation au point M (en coordonnees locales)
    const Mat_pleine& Dphi_point(const Coordonnee& M);
    // en fonction de coordonnees locales, retourne true si le point est a l'interieur
    // de l'element, false sinon
    bool Interieur(const Coordonnee& M);
        
  protected :  
 
    // variables de stockage transitoire, locales pour éviter de les reconstruire à chaque appel
    Vecteur phi_M; // le tableau phi au point M(en coordonnees locales)
    Mat_pleine dphi_M; //les derivees des fonctions d'interpolation au point M(en coordonnees locales)

    // METHODES PROTEGEES :
    // constitution du tableau Extrapol
    void Calcul_extrapol(int nbi);
        
 };
 /// @}  // end of group

#endif