Herezh_dev/Algo/GalerkinContinu/AlgoDynaExplicite/Algori_relax_dyna.h

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 *     DATE:        3/09/99                                             *
 *                                                                $     *
 *     AUTEUR:      G RIO   (mailto:gerardrio56@free.fr)                *
 *                                                                $     *
 *     PROJET:      Herezh++                                            *
 *                                                                $     *
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 *     BUT:    Algorithme de relaxation dynamique selon la méthode      *
 *             de Barnes, modifiée par Julien Troufflard puis           *
 *             généralisée.                                             *
 *                                                                $     *
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 *     VERIFICATION:                                                    *
 *                                                                      *
 *     !  date  !   auteur   !       but                          !     *
 *     ------------------------------------------------------------     *
 *     !        !            !                                    !     *
 *                                                                $     *
 *     ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''     *
 *     MODIFICATIONS:                                                   *
 *     !  date  !   auteur   !       but                          !     *
 *     ------------------------------------------------------------     *
 *                                                                $     *
 ************************************************************************/
#ifndef AGORI_RELAX_DYNA_H
#define AGORI_RELAX_DYNA_H


#include "Algori.h"
#include "Assemblage.h"
#include "Ponderation.h"


/// @addtogroup Les_algorithmes_de_resolutions_globales
///  @{
///

///     BUT:    Algorithme de relaxation dynamique selon la méthode
///             de Barnes, modifiée par Julien Troufflard puis
///             généralisée.

class AlgoriRelaxDyna : public Algori
{
  public :
    // CONSTRUCTEURS :
    AlgoriRelaxDyna () ; // par defaut
    
    // constructeur en fonction du type de calcul
    // du sous type (pour les erreurs, remaillage etc...)
    // il y a ici lecture des parametres attaches au type
    AlgoriRelaxDyna (const bool avec_typeDeCal
                     ,const list <EnumSousTypeCalcul>& soustype
                     ,const list <bool>& avec_soustypeDeCal
                     ,UtilLecture& entreePrinc);
    // constructeur de copie
    AlgoriRelaxDyna (const AlgoriRelaxDyna& algo);
    
    // constructeur de copie à partie d'une instance indifférenciée
    Algori * New_idem(const Algori* algo) const
     {// on vérifie qu'il s'agit bien d'une instance
      if (algo->TypeDeCalcul() != RELAX_DYNA)
        { cout << "\n *** erreur lors de la creation par copie d'un algo RELAX_DYNA "
               << " l'algo passe en parametre est en fait : " << Nom_TypeCalcul(algo->TypeDeCalcul())
               << " arret !! " << flush;
          Sortie(1);
        }
      else
        { AlgoriRelaxDyna* inter = (AlgoriRelaxDyna*) algo;
          return ((Algori *) new AlgoriRelaxDyna(*inter));
        };
     };

    // DESTRUCTEUR :
    ~AlgoriRelaxDyna () ;  
    
    // METHODES PUBLIQUES :
    // execution de l'algorithme explicite dans le cas  dynamique sans contact
    void Execution(ParaGlob * ,LesMaillages *,LesReferences*,LesCourbes1D* ,LesFonctions_nD*
                  ,VariablesExporter* varExpor,LesLoisDeComp*
                  ,DiversStockage*,Charge*,LesCondLim*,LesContacts*,Resultats* );

    //------- décomposition en 3 du calcul d'équilibre -------------
    // a priori   : InitAlgorithme  et FinCalcul ne s'appellent qu'une fois,
    // par contre : CalEquilibre peut s'appeler plusieurs fois, le résultat sera différent si entre deux calcul
    //              certaines variables ont-été changés
    
    // initialisation
    void InitAlgorithme(ParaGlob * ,LesMaillages *,LesReferences*,LesCourbes1D*
                        ,LesFonctions_nD* ,VariablesExporter* ,LesLoisDeComp*
                        ,DiversStockage*,Charge*,LesCondLim*,LesContacts*,Resultats* );
    // mise à jour
    void MiseAJourAlgo(ParaGlob * ,LesMaillages *,LesReferences*,LesCourbes1D*
                       ,LesFonctions_nD* ,VariablesExporter* ,LesLoisDeComp*
                       ,DiversStockage*,Charge*,LesCondLim*,LesContacts*,Resultats* );
    // calcul de l'équilibre
    // si tb_combiner est non null -> un tableau de 2 fonctions
    //  - la première fct dit si on doit valider ou non le calcul à convergence ok,
    //  - la seconde dit si on doit sortir de la boucle ou non à convergence ok
    //
    // si la validation est effectuée, la sauvegarde pour le post-traitement est également effectuée
    //                                 en fonction de la demande de sauvegard,
    // sinon pas de sauvegarde pour le post-traitement à moins que l'on a demandé un mode debug
    //   qui lui fonctionne indépendamment
    void CalEquilibre(ParaGlob * ,LesMaillages *,LesReferences*,LesCourbes1D*
                      ,LesFonctions_nD* ,VariablesExporter* ,LesLoisDeComp*
                      ,DiversStockage*,Charge*,LesCondLim*,LesContacts*,Resultats*
                      ,Tableau < Fonction_nD* > * tb_combiner);
    // dernière passe
    void FinCalcul(ParaGlob * ,LesMaillages *,LesReferences*,LesCourbes1D*
                   ,LesFonctions_nD* ,VariablesExporter* ,LesLoisDeComp*
                   ,DiversStockage*,Charge*,LesCondLim*,LesContacts*,Resultats* );
                     

    // sortie du schemaXML: en fonction de enu
    void SchemaXML_Algori(ofstream& sort,const Enum_IO_XML enu) const;

  protected :  
    // VARIABLES PROTEGEES :
    
    // indicateur disant s'il faut calculer les conditions limites à chaque itération on non
    int cL_a_chaque_iteration; // par défaut, non, == uniquement à chaque début d'incrément

    // liste de variables de travail déclarées ici pour éviter le passage de paramètre entre les 
    // méthodes internes à la classe
    double delta_t; 
	 
	   int typeCalRelaxation ; // type de calcul de relaxation
 
    // ---para de contrôle du calcul de la masse
    double lambda; // le lambda effectif qui peut évoluer pendant le calcul
    double lambda_initial; // lambda initiale lue
    // a) contrôle éventuel de lambda via une ou plusieurs grandeurs globales
    Ponderation_GGlobal* niveauLambda_grandeurGlobale;
    // b) via éventuellement un ddl étendu
    Ponderation * niveauLambda_ddlEtendu;
    // c) via éventuellement le temps
    Ponderation_temps * niveauLambda_temps;
    // pilotage automatique éventuel
    double lambda_min,lambda_max,delta_lambda;
    bool pilotage_auto_lambda;
    List_io<int> list_iter_relax; // sauvegarde des iters à suivre

    int casMass_relax; // indique le type de calcul de la matrice masse
	   Tableau <int> option_recalcul_mass; // indique le type de recalcul de la masse
      // par défaut dim = 1, si dim = 2, le premier est pour le cinétique le second
      // pour le visqueux
    Tableau <Fonction_nD* > fct_nD_option_recalcul_mass; // si non NULL: donne une
                               //  valeur qui remplace option_recalcul_mass
    Tableau <string > nom_fct_nD_option_recalcul_mass; // nom éventuel de la fonction associée

	   // --- pour typeCalRelaxation = 1
	   // .... pour la première version
    double alph,beta; // para de répartition entre K et mu
    double gamma; // para multiplicatif du rôle de la trace du tenseur de contrainte
    double theta; // para multiplicatif du rôle de la contrainte de mises
	 
	   // --- pour typeCalRelaxation = 2
	   int ncycle_calcul; int type_calcul_mass;
	   double fac_epsilon; // facteur pour le test du recalcul de la matrice masse
 
    // -- pour typeCalRelaxation = 4 c-a-d mixte: amortissement cinétique au début puis visqueux à la fin
    double proportion_cinetique; // indique la proportion de la précision qui est faite en amortissement cinétique
    bool visqueux_activer; // permet d'éviter de revenir en arrière
    int et_recalcul_masse_a_la_transition; // indique si on recalcule la masse à la transition cinétique visqueux
    Ponderation_GGlobal* niveauF_grandeurGlobale;
    // b) via éventuellement un ddl étendu
    Ponderation * niveauF_ddlEtendu;
    // c) via éventuellement le temps
    Ponderation_temps* niveauF_temps;
	 
	   // === parametre pour le contact:
	   int type_activation_contact; // indique quand le contact doit-être activé
    // 0: par défaut la recherche de nouveaux contacts est activée à la fin de chaque incrément
		  //    d'une manière analogue au cas d'un algo implicite classique
		  // 1: la recherche de nouveaux contacts est activée après chaque itération
		  // 2: la recherche de nouveaux contacts est activée après chaque pic d'énergie et à la fin 
		  //    de chaque incrément. Si l'amortissement n'est pas cinétique, c'est équivalent au cas 0
 
    // permet de choisir le type de remplacement des masses nulles
    // = 0 : on ne change rien, on laisse les 0
    // = 1 : on choisit la valeur moyenne des valeurs de la matrice masse
    // = 2 : on choisit la valeur maxi des valeurs de la matrice masse
    int choix_mini_masse_nul;
          
    // --------------------------------------------------------------------------------------
    // -- variables de transferts internes  entre: InitAlgorithme, CalEquilibre, FinCalcul -- 
    // --------------------------------------------------------------------------------------

    //  === pointeurs d'instance et classe particulières
    Assemblage * Ass1_, * Ass2_, * Ass3_; // pointeurs d'assemblages
    
    //  === variables scalaires
    int cas_combi_ddl;   // def combinaison des ddl 
    int icas;        // idem cas_combi_ddl mais pour lesCondlim
    int compteur; // compteur d'itération
    bool prepa_avec_remont; // comme son nom l'indique
    bool brestart;   // booleen qui indique si l'on est en restart ou pas
    OrdreVisu::EnumTypeIncre type_incre; // pour la visualisation au fil du calcul
    int compteur_demarrage; // compteur pour les premiers incréments
    
    //  === vecteurs
    Vecteur vglobin; // puissance interne (sans accélération): pour ddl accélération
    Vecteur vglobex; // puissance externe (sans accélération)
    Vecteur vglobaal; // puissance totale qui ecrase vglobin
    Vecteur vcontact; // puissance des forces de contact
	   Vecteur save_X_t; // vecteur intermédiaire de sauvegarde
    Vecteur X_Bl,V_Bl,G_Bl; // stockage transitoirement des X V GAMMA <-> CL
    Vecteur forces_vis_num; // forces visqueuses d'origines numériques

    //  === les listes
    list <LesCondLim::Gene_asso> li_gene_asso; // tableaux d'indices généraux des ddl bloqués
    //  === les tableaux
    Tableau <Nb_assemb> t_assemb; // tableau globalisant les numéros d'assemblage de X V gamma
    Tableau <Enum_ddl> tenuXVG; // les enum des inconnues
    //  === les matrices
    Mat_abstraite* mat_masse,* mat_masse_sauve; // choix de la matrice de masse
    Mat_abstraite* mat_C_pt; // matrice visqueuse numérique
    Vecteur v_mass,v_mass1; //  vecteurs intermédiaires qui servent pour la construction
          // de la matrice masse
    Tableau <Coordonnee > sortie_mass_noeud; // pour la sortie
                    // de dimension le nombre de noeud
    Mat_abstraite* matglob; // choix de la matrice de raideur pour un assemblage à partir de la raideur réelle
 
    // ------------------------------------------------------------------------------------------
    // -- fin variables de transferts internes  entre: InitAlgorithme, CalEquilibre, FinCalcul -- 
    // ------------------------------------------------------------------------------------------

    // ---------- pour le calcul de la masse pour la méthode de relaxation dynamique
    static Ddl_enum_etendu masseRelax_1; // simplement pour le définir une fois pour toute
    static TypeQuelconque masseRelax_2; // simplement pour le définir une fois pour

    // METHODES PROTEGEES :
    // lecture des paramètres du calcul
    void lecture_Parametres(UtilLecture& entreePrinc);
    // écriture des paramètres dans la base info
    // = 1 : on écrit tout
    // = 2 : on écrot uniquement les données variables (supposées comme telles)
    void Ecrit_Base_info_Parametre(UtilLecture& entreePrinc,const int& cas);
    // lecture des paramètres dans la base info
    // = 1 : on récupère tout
    // = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
    // choix = true  : fonctionnememt normal
    // choix = false : la méthode ne doit pas lire mais initialiser les données à leurs valeurs par défaut
    //                 car la lecture est impossible
    void Lecture_Base_info_Parametre(UtilLecture& entreePrinc,const int& cas,bool choix);
    // création d'un fichier de commande: cas des paramètres spécifiques
    void Info_commande_parametres(UtilLecture& entreePrinc);
    
    // gestion et vérification du pas de temps et modif en conséquence si nécessaire
    // cas = 1: initialisation du pas de temps et vérif / au pas de temps critique
    // cas = 2: vérif / au pas de temps critique
    // en entrée: modif_pas_de_temps: indique qu'il y a eu par ailleurs (via Charge->Avance())
    //   une modification du pas de temps depuis le dernier appel
    // retourne vrai s'il y a une modification du pas de temps, faux sinon
    bool Gestion_pas_de_temps(bool modif_pas_de_temps,LesMaillages * lesMail,int cas);

    //---- gestion des commndes interactives --------------
    // écoute et prise en compte d'une commande interactive
    // ramène true tant qu'il y a des commandes en cours
    bool ActionInteractiveAlgo();
    
    // initialisation pour le calcul de la matrice masse dans le cas de l'algorithme de relaxation dynamique 
    void InitCalculMatriceMasse(LesMaillages * lesMail,Mat_abstraite& mat_mass
														,Assemblage& Ass,Mat_abstraite& mat_mass_sauve
              ,LesFonctions_nD*  lesFonctionsnD);
                               
    // calcul de la matrice masse dans le cas de l'algorithme de relaxation dynamique 
    void CalculMatriceMasse(const int& relax_vit_acce,LesMaillages * lesMail
	                          ,Assemblage& Ass, int compteur
                           ,const DiversStockage* diversStockage,LesReferences* lesRef
                           ,const Enum_ddl & N_ddl,LesContacts* lescontacts
                           ,LesFonctions_nD*  lesFonctionsnD);
    // calcul de la matrice masse dans le cas de l'algorithme de relaxation dynamique avec optimisation en continu
    // de la matrice masse
    // force_recalcul_masse : un indicateur pour forcer le calcul éventuellement
    // en retour est mis à false s'il était true en entrée
    void CalculEnContinuMatriceMasse(const int& relax_vit_acce,LesMaillages * lesMail
	                            ,Assemblage& Ass, int compteur
                             ,const DiversStockage* diversStockage,LesReferences* lesRef
                             ,const Enum_ddl & N_ddl,bool premier_calcul
                             ,LesContacts* lescontacts
                             ,bool & force_recalcul_masse,LesFonctions_nD*  lesFonctionsnD);
 
    // dans le cas d'une relaxation de type 4 (mixte cinétique et visqueuse, on test pour savoir
    // s'il faut du visqueux ou du cinétique
    // ramène true si on continue en cinétique
    // false si on bascule
    // force_recalcul_masse : un indicateur de retour qui s'applique uniquement si
    // et_recalcul_masse_a_la_transition = true
    // et que l'on est juste à la transition, sinon il est toujours false
    bool Cinetique_ou_visqueux(bool & force_recalcul_masse);
 
    // calcul du facteur lambda en fonction de ce qui est demandé (automatique ou via une fonction etc.)
    double Calcul_Lambda();
 
    // fonction virtuelle permettant de mettre à jour les infos aux noeuds
    // à cause de certains contact (ex: cas_contact = 4)
    // Les vecteurs Xtdt et Vtdt  sont mis à jour par la méthode
    // la vitesse locale du noeud est mis à jour en fonction de la position locale et de l'algo
    virtual void Repercussion_algo_sur_cinematique(LesContacts* lesContacts,Vecteur& Xtdt,Vecteur& Vtdt) ;

    // des fonctions inlines pour mettre à jour des grandeurs globales
    // -- initialisation du fait que l'on est en amortissement cinétique (=1) ou visqueux (0)
    void Transfert_ParaGlob_AMOR_CINET_VISQUEUX() const
     {void* pt_void =  ParaGlob::param->Mise_a_jour_grandeur_consultable(AMOR_CINET_VISQUEUX);
      TypeQuelconque* pt_quelc = (TypeQuelconque*) pt_void;
      Grandeur_scalaire_entier& gr
                      = *((Grandeur_scalaire_entier*) pt_quelc->Grandeur_pointee()); // pour simplifier
      if (visqueux_activer)
        {*(gr.ConteneurEntier()) = 0;}
      else {*(gr.ConteneurEntier()) = 1;};
     };
 };
 /// @}  // end of group

#endif