Herezh_dev/tenseurs_mai99/Tenseur/TenseurQ2gene.h

505 lines
23 KiB
C
Raw Normal View History

// 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)
// 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/>.
/************************************************************************
* UNIVERSITE DE BRETAGNE SUD (UBS) --- LORIENT *
************************************************************************
* IRDL - Equipe DE GENIE MECANIQUE ET MATERIAUX (EG2M) *
* Centre de Recherche Rue de Saint Maudé - 56325 Lorient cedex *
* tel. 02.97.32.82.47 http://IRDL.fr *
************************************************************************
* DATE: 16/12/2019 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerard.rio@univ-ubs.fr) *
* phone 02.97.32.82.47 *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: Definition d'une classe derivee de tenseur du 4ieme ordre *
* de dimension2, il s'agit ici d'une classe générale, sans *
* particularités: c-a-d 16 composantes. *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
#ifndef TENSEURQ2GENE_H
#define TENSEURQ2GENE_H
#include <iostream>
#include "TenseurQ.h"
#include "PtTabRel.h"
# include "Tableau2_T.h"
#include "Tenseur2.h"
//**************************************************************************
// pour l'instant on n'utilise que des tenseurs d'ordre deux symétriques
// à chaque fois qu'apparaît un tenseurs du second ordre
// si besoin est on améliora
////////////:::://////////////::::::///////////::::::://////////::::::///////
//------------------------------------------------------------------
// cas des composantes 4 fois contravariantes 2HHHH
//------------------------------------------------------------------
class TenseurQ2geneHHHH : public TenseurHHHH
{ // surcharge de l'operator de lecture
friend istream & operator >> (istream &, TenseurQ2geneHHHH &);
// surcharge de l'operator d'ecriture
friend ostream & operator << (ostream &, const TenseurQ2geneHHHH &);
public :
// Constructeur
TenseurQ2geneHHHH() ; // par défaut
// initialisation de toutes les composantes a une meme valeur val
TenseurQ2geneHHHH(const double val);
// initialisation à partir d'un produit tensoriel avec 3 cas
// cas = 1 : produit tensoriel normal
// *this=aHH(i,j).bHH(k,l) gBi gBj gBk gBl
// cas = 2 : produit tensoriel barre
// *this=aHH(i,k).bHH(j,l) gBi gBj gBk gBl
// cas = 3 : produit tensoriel under barre
// *this=aHH(i,l).bHH(j,k) gBi gBj gBk gBl
TenseurQ2geneHHHH(int cas, const TenseurHH & aHH, const TenseurHH & bHH);
TenseurQ2geneHHHH(int cas, const Tenseur2HH & aHH, const Tenseur2HH & bHH);
// DESTRUCTEUR :
~TenseurQ2geneHHHH() ;
// constructeur a partir d'une instance non differenciee
TenseurQ2geneHHHH (const TenseurHHHH &);
// constructeur de copie
TenseurQ2geneHHHH (const TenseurQ2geneHHHH &);
// METHODES PUBLIQUES :
//2) virtuelles
// initialise toutes les composantes à val
void Inita(double val) ;
// operations
TenseurHHHH & operator + ( const TenseurHHHH &) const ;
void operator += ( const TenseurHHHH &);
TenseurHHHH & operator - () const ; // oppose du tenseur
TenseurHHHH & operator - ( const TenseurHHHH &) const ;
void operator -= ( const TenseurHHHH &);
TenseurHHHH & operator = ( const TenseurHHHH &);
TenseurHHHH & operator = ( const TenseurQ2geneHHHH & B)
{ return this->operator=((TenseurHHHH &) B); };
TenseurHHHH & operator * (const double &) const ;
void operator *= ( const double &);
TenseurHHHH & operator / ( const double &) const ;
void operator /= ( const double &);
// produit deux fois contracte à droite avec un tenseur du second ordre
// différent à gauche !! def dans TenseurQ.h à l'aide de la fonction privée Prod_gauche
TenseurHH& operator && ( const TenseurBB & ) const ;
// produit deux fois contracte à droite avec un tenseur du quatrième ordre
// différent à gauche !! def dans TenseurQ.h à l'aide de la fonction privée Prod_gauche
TenseurHHHH& operator && ( const TenseurBBHH & ) const ;
TenseurHHBB& operator && ( const TenseurBBBB & ) const ;
//fonctions définissant le produit tensoriel normal de deux tenseurs
// *this=aHH(i,j).bHH(k,l) gBi gBj gBk gBl
static TenseurHHHH & Prod_tensoriel(const TenseurHH & aHH, const TenseurHH & bHH) ;
//fonctions définissant le produit tensoriel barre de deux tenseurs
// *this=aHH(i,k).bHH(j,l) gBi gBj gBk gBl
static TenseurHHHH & Prod_tensoriel_barre(const TenseurHH & aHH, const TenseurHH & bHH) ;
//fonctions définissant le produit tensoriel under_barre de deux tenseurs
// *this=aHH(i,l).bHH(j,k) gBi gBj gBk gBl
static TenseurHHHH & Prod_tensoriel_under_barre(const TenseurHH & aHH, const TenseurHH & bHH) ;
// ATTENTION creation d'un tenseur transpose qui est supprime par Libere
// les 2 premiers indices sont échangés avec les deux derniers indices
TenseurHHHH & Transpose1et2avec3et4() const ;
// affectation de B dans this, plusZero = false: les données manquantes sont inchangées,
// plusZero = true: les données manquantes sont mises à 0
// si au contraire la dimension de B est plus grande que *this, il y a uniquement affectation
// des données possibles
void Affectation_trans_dimension(const TenseurHHHH & B,bool plusZero);
// création d'un tenseur symétrique / au deux premiers indices et / au deux derniers indices
// B(i,i,i,i) = A(i,i,i,i); B(i,j,k,k) = 1/2(A(i,j,k,k)+ A(j,i,k,k)); si 2 premiers indices différents
// B(i,i,k,l) = 1/2(A(i,i,k,l)+ A(j,i,l,k)); si 2 derniers indices différents
// B(i,j,k,l) = 1/4(A(i,j,k,l)+ A(j,i,k,l) + A(i,j,l,k)+ A(j,i,l,k)); si tous les indices différents
TenseurHHHH & Symetrise1et2_3et4() const;
// test
int operator == ( const TenseurHHHH &) const ;
// change la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en ecriture,
void Change (int i, int j, int k, int l,const double& val) ;
// en cumul : équivalent de +=
void ChangePlus (int i, int j, int k, int l,const double& val);
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en lecture seule
double operator () (int i, int j, int k, int l) const ;
// calcul du maximum en valeur absolu des composantes du tenseur
double MaxiComposante() const;
// lecture et écriture de données
istream & Lecture(istream & entree);
ostream & Ecriture(ostream & sort) const ;
protected :
// allocator dans la liste de data
listdouble16Iter ipointe;
// fonction pour le produit contracté à gauche
TenseurHH& Prod_gauche( const TenseurBB & F) const;
TenseurBBHH& Prod_gauche( const TenseurBBBB & F) const;
TenseurHHHH& Prod_gauche( const TenseurHHBB & F) const;
};
//
//------------------------------------------------------------------
// cas des composantes 4 fois covariantes
//------------------------------------------------------------------
class TenseurQ2geneBBBB : public TenseurBBBB
{ // surcharge de l'operator de lecture
friend istream & operator >> (istream &, TenseurQ2geneBBBB &);
// surcharge de l'operator d'ecriture
friend ostream & operator << (ostream &, const TenseurQ2geneBBBB &);
public :
// Constructeur
TenseurQ2geneBBBB() ; // par défaut
// initialisation de toutes les composantes a une meme valeur val
TenseurQ2geneBBBB(const double val);
// initialisation à partir d'un produit tensoriel avec 3 cas
// cas = 1 : produit tensoriel normal
// *this=aBB(i,j).bBB(k,l) gHi gHj gHk gHl
// cas = 2 : produit tensoriel barre
// *this=aBB(i,k).bBB(j,l) gHi gHj gHk gHl
// cas = 3 : produit tensoriel under barre
// *this=aBB(i,l).bBB(j,k) gHi gHj gHk gHl
TenseurQ2geneBBBB(int cas, const TenseurBB & aBB, const TenseurBB & bBB);
TenseurQ2geneBBBB(int cas, const Tenseur2BB & aBB, const Tenseur2BB & bBB);
// DESTRUCTEUR :
~TenseurQ2geneBBBB() ;
// constructeur a partir d'une instance non differenciee
TenseurQ2geneBBBB (const TenseurBBBB &);
// constructeur de copie
TenseurQ2geneBBBB (const TenseurQ2geneBBBB &);
// METHODES PUBLIQUES :
//2) virtuelles
// initialise toutes les composantes à val
void Inita(double val) ;
// operations
TenseurBBBB & operator + ( const TenseurBBBB &) const ;
void operator += ( const TenseurBBBB &);
TenseurBBBB & operator - () const ; // oppose du tenseur
TenseurBBBB & operator - ( const TenseurBBBB &) const ;
void operator -= ( const TenseurBBBB &);
TenseurBBBB & operator = ( const TenseurBBBB &);
TenseurBBBB & operator = ( const TenseurQ2geneBBBB & B)
{ return this->operator=((TenseurBBBB &) B); };
TenseurBBBB & operator * (const double &) const ;
void operator *= ( const double &);
TenseurBBBB & operator / ( const double &) const ;
void operator /= ( const double &);
// produit deux fois contracte à droite avec un tenseur du second ordre
// différent à gauche !! def dans TenseurQ.h à l'aide de la fonction privée Prod_gauche
TenseurBB& operator && ( const TenseurHH & ) const ;
// produit deux fois contracte à droite avec un tenseur du quatrième ordre
// différent à gauche !! def dans TenseurQ.h à l'aide de la fonction privée Prod_gauche
TenseurBBBB& operator && ( const TenseurHHBB & ) const ;
TenseurBBHH& operator && ( const TenseurHHHH & ) const ;
//fonctions définissant le produit tensoriel normal de deux tenseurs
// *this=aBB(i,j).bBB(k,l) gHi gHj gHk gHl
static TenseurBBBB & Prod_tensoriel(const TenseurBB & aBB, const TenseurBB & bBB) ;
//fonctions définissant le produit tensoriel barre de deux tenseurs
// *this=aBB(i,k).bBB(j,l) gHi gHj gHk gHl
static TenseurBBBB & Prod_tensoriel_barre(const TenseurBB & aBB, const TenseurBB & bBB) ;
//fonctions définissant le produit tensoriel under_barre de deux tenseurs
// *this=aBB(i,l).bBB(j,k) gHi gHj gHk gHl
static TenseurBBBB & Prod_tensoriel_under_barre(const TenseurBB & aBB, const TenseurBB & bBB) ;
// ATTENTION creation d'un tenseur transpose qui est supprime par Libere
// les 2 premiers indices sont échangés avec les deux derniers indices
TenseurBBBB & Transpose1et2avec3et4() const ;
// affectation de B dans this, plusZero = false: les données manquantes sont inchangées,
// plusZero = true: les données manquantes sont mises à 0
// si au contraire la dimension de B est plus grande que *this, il y a uniquement affectation
// des données possibles
void Affectation_trans_dimension(const TenseurBBBB & B,bool plusZero);
// création d'un tenseur symétrique / au deux premiers indices et / au deux derniers indices
// B(i,i,i,i) = A(i,i,i,i); B(i,j,k,k) = 1/2(A(i,j,k,k)+ A(j,i,k,k)); si 2 premiers indices différents
// B(i,i,k,l) = 1/2(A(i,i,k,l)+ A(j,i,l,k)); si 2 derniers indices différents
// B(i,j,k,l) = 1/4(A(i,j,k,l)+ A(j,i,k,l) + A(i,j,l,k)+ A(j,i,l,k)); si tous les indices différents
TenseurBBBB & Symetrise1et2_3et4() const;
// test
int operator == ( const TenseurBBBB &) const ;
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en ecriture,
void Change (int i, int j, int k, int l,const double& val) ;
// en cumul : équivalent de +=
void ChangePlus (int i, int j, int k, int l,const double& val);
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en lecture seule
double operator () (int i, int j, int k, int l) const ;
// calcul du maximum en valeur absolu des composantes du tenseur
double MaxiComposante() const;
// lecture et écriture de données
istream & Lecture(istream & entree);
ostream & Ecriture(ostream & sort) const ;
protected :
// allocator dans la liste de data
listdouble16Iter ipointe;
// fonction pour le poduit contracté à gauche
TenseurBB& Prod_gauche( const TenseurHH & F) const;
TenseurHHBB& Prod_gauche( const TenseurHHHH & F) const;
TenseurBBBB& Prod_gauche( const TenseurBBHH & F) const;
};
//
//------------------------------------------------------------------
// cas des composantes mixte 2BBHH
//------------------------------------------------------------------
class TenseurQ2geneBBHH : public TenseurBBHH
{ // surcharge de l'operator de lecture
friend istream & operator >> (istream &, TenseurQ2geneBBHH &);
// surcharge de l'operator d'ecriture
friend ostream & operator << (ostream &, const TenseurQ2geneBBHH &);
public :
// Constructeur
TenseurQ2geneBBHH() ; // par défaut
// initialisation de toutes les composantes a une meme valeur val
TenseurQ2geneBBHH(const double val);
// initialisation à partir d'un produit tensoriel normal
// *this=aBB(i,j).bHH(k,l) gHi gHj gBk gBl
TenseurQ2geneBBHH(const TenseurBB & aBB, const TenseurHH & bHH);
TenseurQ2geneBBHH(const Tenseur2BB & aBB, const Tenseur2HH & bHH);
// DESTRUCTEUR :
~TenseurQ2geneBBHH() ;
// constructeur a partir d'une instance non differenciee
TenseurQ2geneBBHH (const TenseurBBHH &);
// constructeur de copie
TenseurQ2geneBBHH (const TenseurQ2geneBBHH &);
// METHODES PUBLIQUES :
//2) virtuelles
// initialise toutes les composantes à val
void Inita(double val) ;
// operations
TenseurBBHH & operator + ( const TenseurBBHH &) const ;
void operator += ( const TenseurBBHH &);
TenseurBBHH & operator - () const ; // oppose du tenseur
TenseurBBHH & operator - ( const TenseurBBHH &) const ;
void operator -= ( const TenseurBBHH &);
TenseurBBHH & operator = ( const TenseurBBHH &);
TenseurBBHH & operator * (const double &) const ;
void operator *= ( const double &);
TenseurBBHH & operator / ( const double &) const ;
void operator /= ( const double &);
// produit deux fois contracte à droite avec un tenseur du second ordre
// différent à gauche !! def dans TenseurQ.h à l'aide de la fonction privée Prod_gauche
TenseurBB& operator && ( const TenseurBB & ) const ;
// produit deux fois contracte à droite avec un tenseur du quatrième ordre
// différent à gauche !! def dans TenseurQ.h à l'aide de la fonction privée Prod_gauche
TenseurBBBB& operator && ( const TenseurBBBB & ) const ;
TenseurBBHH& operator && ( const TenseurBBHH & ) const ;
//fonctions définissant le produit tensoriel normal de deux tenseurs
// *this=aBB(i,j).bHH(k,l) gHi gHj gBk gBl
static TenseurBBHH & Prod_tensoriel(const TenseurBB & aBB, const TenseurHH & bHH) ;
// ATTENTION creation d'un tenseur transpose qui est supprime par Libere
// les 2 premiers indices sont échangés avec les deux derniers indices
TenseurHHBB & Transpose1et2avec3et4() const ;
// affectation de B dans this, plusZero = false: les données manquantes sont inchangées,
// plusZero = true: les données manquantes sont mises à 0
// si au contraire la dimension de B est plus grande que *this, il y a uniquement affectation
// des données possibles
void Affectation_trans_dimension(const TenseurBBHH & B,bool plusZero);
// test
int operator == ( const TenseurBBHH &) const ;
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en ecriture,
void Change (int i, int j, int k, int l,const double& val) ;
// en cumul : équivalent de +=
void ChangePlus (int i, int j, int k, int l,const double& val);
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en lecture seule
double operator () (int i, int j, int k, int l) const ;
// calcul du maximum en valeur absolu des composantes du tenseur
double MaxiComposante() const;
// lecture et écriture de données
istream & Lecture(istream & entree);
ostream & Ecriture(ostream & sort) const ;
protected :
// allocator dans la liste de data
listdouble16Iter ipointe;
// fonction pour le poduit contracté à gauche
TenseurHH& Prod_gauche( const TenseurHH & F) const;
TenseurBBHH& Prod_gauche( const TenseurBBHH & F) const;
TenseurHHHH& Prod_gauche( const TenseurHHHH & F) const;
};
//
//------------------------------------------------------------------
// cas des composantes mixte 2HHBB
//------------------------------------------------------------------
class TenseurQ2geneHHBB : public TenseurHHBB
{ // surcharge de l'operator de lecture
friend istream & operator >> (istream &, TenseurQ2geneHHBB &);
// surcharge de l'operator d'ecriture
friend ostream & operator << (ostream &, const TenseurQ2geneHHBB &);
public :
// Constructeur
TenseurQ2geneHHBB() ; // par défaut
// initialisation de toutes les composantes a une meme valeur val
TenseurQ2geneHHBB(const double val);
// initialisation à partir d'un produit tensoriel normal
// *this=aHH(i,j).bBB(k,l) gBi gBj gHk gHl
TenseurQ2geneHHBB(const TenseurHH & aHH, const TenseurBB & bBB);
TenseurQ2geneHHBB(const Tenseur2HH & aHH, const Tenseur2BB & bBB);
// DESTRUCTEUR :
~TenseurQ2geneHHBB() ;
// constructeur a partir d'une instance non differenciee
TenseurQ2geneHHBB (const TenseurHHBB &);
// constructeur de copie
TenseurQ2geneHHBB (const TenseurQ2geneHHBB &);
// METHODES PUBLIQUES :
//2) virtuelles
// initialise toutes les composantes à val
void Inita(double val) ;
// operations
TenseurHHBB & operator + ( const TenseurHHBB &) const ;
void operator += ( const TenseurHHBB &);
TenseurHHBB & operator - () const ; // oppose du tenseur
TenseurHHBB & operator - ( const TenseurHHBB &) const ;
void operator -= ( const TenseurHHBB &);
TenseurHHBB & operator = ( const TenseurHHBB &);
TenseurHHBB & operator * (const double &) const ;
void operator *= ( const double &);
TenseurHHBB & operator / ( const double &) const ;
void operator /= ( const double &);
// produit deux fois contracte à droite avec un tenseur du second ordre
// différent à gauche !! def dans TenseurQ.h à l'aide de la fonction privée Prod_gauche
TenseurHH& operator && ( const TenseurHH & ) const ;
// produit deux fois contracte à droite avec un tenseur du quatrième ordre
// différent à gauche !! def dans TenseurQ.h à l'aide de la fonction privée Prod_gauche
TenseurHHHH& operator && ( const TenseurHHHH & ) const ;
TenseurHHBB& operator && ( const TenseurHHBB & ) const ;
//fonctions définissant le produit tensoriel normal de deux tenseurs
// *this=aHH(i,j).bBB(k,l) gBi gBj gHk gHl
static TenseurHHBB & Prod_tensoriel(const TenseurHH & aHH, const TenseurBB & bBB) ;
// ATTENTION creation d'un tenseur transpose qui est supprime par Libere
// les 2 premiers indices sont échangés avec les deux derniers indices
TenseurBBHH & Transpose1et2avec3et4() const ;
// affectation de B dans this, plusZero = false: les données manquantes sont inchangées,
// plusZero = true: les données manquantes sont mises à 0
// si au contraire la dimension de B est plus grande que *this, il y a uniquement affectation
// des données possibles
void Affectation_trans_dimension(const TenseurHHBB & B,bool plusZero);
// test
int operator == ( const TenseurHHBB &) const ;
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en ecriture,
void Change (int i, int j, int k, int l,const double& val) ;
// en cumul : équivalent de +=
void ChangePlus (int i, int j, int k, int l,const double& val);
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en lecture seule
double operator () (int i, int j, int k, int l) const ;
// calcul du maximum en valeur absolu des composantes du tenseur
double MaxiComposante() const;
// lecture et écriture de données
istream & Lecture(istream & entree);
ostream & Ecriture(ostream & sort) const ;
protected :
// allocator dans la liste de data
listdouble16Iter ipointe;
// fonction pour le produit contracté à gauche
TenseurBB& Prod_gauche( const TenseurBB & F) const;
TenseurHHBB& Prod_gauche( const TenseurHHBB & F) const;
TenseurBBBB& Prod_gauche( const TenseurBBBB & F) const;
};
#ifndef MISE_AU_POINT
#include "TenseurQ2gene-1.cc"
#include "TenseurQ2gene-2.cc"
#define TenseurQ2gene_H_deja_inclus
#endif
#endif