Herezh_dev/Algo/GalerkinContinu/AlgoDynaExplicite/AlgoRungeKutta.h

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2021-09-26 14:31:23 +02:00
// 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.
//
2023-05-03 17:23:49 +02:00
// Copyright (C) 1997-2022 Université Bretagne Sud (France)
2021-09-26 14:31:23 +02:00
// 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: 8/06/06 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: Algorithme de calcul dynamique, méthode de Runge Kutta, *
* pour de la mecanique du solide. *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
#ifndef AGORIRUNGEKUTTA_T
#define AGORIRUNGEKUTTA_T
#include "Algori.h"
#include "Assemblage.h"
#include "Algo_edp.h"
/// @addtogroup Les_algorithmes_de_resolutions_globales
/// @{
///
/// BUT: Algorithme de calcul dynamique, méthode de Runge Kutta,
/// pour de la mecanique du solide.
class AlgoriRungeKutta : public Algori
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
AlgoriRungeKutta () ; // 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
AlgoriRungeKutta (const bool avec_typeDeCal
,const list <EnumSousTypeCalcul>& soustype
,const list <bool>& avec_soustypeDeCal
,UtilLecture& entreePrinc);
// constructeur de copie
AlgoriRungeKutta (const AlgoriRungeKutta& 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() != DYNA_RUNGE_KUTTA)
{ cout << "\n *** erreur lors de la creation par copie d'un algo DYNA_RUNGE_KUTTA "
<< " l'algo passe en parametre est en fait : " << Nom_TypeCalcul(algo->TypeDeCalcul())
<< " arret !! " << flush;
Sortie(1);
2023-05-03 17:23:49 +02:00
return NULL;
2021-09-26 14:31:23 +02:00
}
else
{ AlgoriRungeKutta* inter = (AlgoriRungeKutta*) algo;
return ((Algori *) new AlgoriRungeKutta(*inter));
};
};
// DESTRUCTEUR :
~AlgoriRungeKutta () ;
// 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 :
// liste de variables de travail déclarées ici pour éviter le passage de paramètre entre les
// méthodes internes à la classe
// variables modifiées par Modif_transi_pas_de_temps, et Gestion_pas_de_temps
double delta_t,unsurdeltat,deltatSurDeux,deltat2;
// -- variables de transferts internes nécessaires pour : Dyna_point --
// === pointeurs d'instance et classe particulières
LesMaillages * lesMail_;
LesReferences* lesRef_;
LesCourbes1D* lesCourbes1D_;
LesFonctions_nD* lesFonctionsnD_;
Charge* charge_;
LesCondLim* lesCondLim_;
LesContacts* lesContacts_;
Assemblage * Ass1, * Ass2, * Ass3; // pointeurs d'assemblages
// === variables scalaires
double maxPuissExt; // maxi de la puissance des efforts externes
double maxPuissInt; // maxi de la puissance des efforts internes
double maxReaction; // maxi des reactions
int inReaction; // pointeur d'assemblage pour le maxi de reaction
int inSol; // pointeur d'assemblage du maxi de variation de ddl
double maxDeltaDdl; // maxi de variation de ddl
int cas_combi_ddl; // def combinaison des ddl
int icas; // idem cas_combi_ddl mais pour lesCondlim
bool erreurSecondMembre; // pour la gestion des erreurs de calcul au second membre
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
// === vecteurs
Vecteur vglobin; // puissance interne : pour ddl accélération
Vecteur vglobex; // puissance externe
Vecteur vglobaal; // puissance totale
Vecteur vcontact; // puissance des forces de contact
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
// ... partie relative à une résolution de l'avancement par une intégration de l'équation différentielle
Algo_edp alg_edp;
int cas_kutta; // indique le type de runge_kutta que l'on veut utiliser
double erreurAbsolue,erreurRelative; // précision absolue et relative que l'on désire sur le calcul Xtdt et vitessetdt
double erreur_maxi_global; // l'erreur obtenue
int nbMaxiAppel; // nombre maxi d'appel de la fonction dérivée
bool pilotage_un_step; // indique s'il y a pilotage ou pas
Vecteur estime_erreur;
Vecteur val_fonc_initiale,der_val_fonc_initiale,val_fonc,der_val_fonc;
Vecteur val_fonc_final,der_val_fonc_final;
double scale_fac; // facteur d'homogénéisation des vecteurs _val_fonc_
// 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, et division par nbstep
// ceci pour garantir que l'on fait le calcul avec 1 step
// 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,int nbstep);
// modification transitoire du pas de temps et modif en conséquence si nécessaire
// utilisée en continu par RK
// delta_tau : nouveau pas de temps transitoire imposé
void Modif_transi_pas_de_temps(const double & delta_tau);
//---- 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();
// ------- pour RK : calcul du vecteur dérivée -----------------
// calcul de l'expression permettant d'obtenir la dérivée temporelle du problème
// utilisée dans la résolution de l'équation d'équilibre dynamique par la méthode RK
// en entrée:
// tau: temps courant
// val_fonc: qui contient à la suite X et X_point à tau
// en sortie:
// der_val_fonc : qui contient à la suite: X_point et gamma
// erreur : =0: le calcul est licite, si diff de 0, indique qu'il y a eu une erreur
// =1: la norme de sigma est supérieure à la valeur limite de saturation
Vecteur& Dyna_point(const double & tau, const Vecteur & val_fonc
,Vecteur & der_val_fonc,int& erreur);
// vérification de l'intégrité du résultat calculé
// erreur : =0: le calcul est licite, si diff de 0, indique qu'il y a eu une erreur
// =1: la norme de sigma est supérieure à la valeur limite de saturation
void Verif_integrite_Solution(const double & tau, const Vecteur & val_fonc,int & erreur);
};
/// @} // end of group
#endif