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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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//
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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 "ElFrontiere.h"
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#include "ParaAlgoControle.h"
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#include "Util.h"
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//----------------------------------------------------------------
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// def des donnees commune a tous les elements
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//----------------------------------------------------------------
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unsigned int ElFrontiere::nrand = 0;
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// CONSTRUCTEURS :
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// par defaut
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ElFrontiere::ElFrontiere () :
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tabNoeud(),ddlElem(),tabfront(),encomb_min(),encomb_max()
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{ };
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// fonction du tableau des noeuds sommet
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ElFrontiere::ElFrontiere ( const Tableau <Noeud *>& tab, const DdlElement& TddlElem,int nbnoeud ) :
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tabNoeud(tab),ddlElem(TddlElem),tabfront()
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,encomb_min(ParaGlob::Dimension()),encomb_max(ParaGlob::Dimension())
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{
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#ifdef MISE_AU_POINT
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if ((tabNoeud.Taille() != nbnoeud) || (ddlElem.NbNoeud() != nbnoeud))
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{ cout << "\nErreur : mauvais dimensionnement de tableau"
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<< " \n nbnoeud = " << nbnoeud << ", dim tableau de noeud "
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<< tabNoeud.Taille()
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<< " , dim ddlelem " << ddlElem.NbNoeud() ;
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cout << "\nElFrontiere::ElFrontiere (int nbnoeud,Tableau <Noeud *>&"
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<< " tab,DdlElement& TddlElem,int nbnoeud ) " << endl;
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Sortie(1);
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|
};
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||
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#endif
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// définition de la boite d'encombrement
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AjourBoiteEncombrement();
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};
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|
// de copie
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ElFrontiere::ElFrontiere( const ElFrontiere& a) :
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tabNoeud(a.tabNoeud),ddlElem(a.ddlElem),tabfront(a.tabfront)
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|
|
,encomb_min(a.encomb_min),encomb_max(a.encomb_max)
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||
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{ };
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// DESTRUCTEUR :
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ElFrontiere::~ElFrontiere ()
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{};
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// surcharge de l'affectation
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ElFrontiere& ElFrontiere::operator = ( const ElFrontiere& a)
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{ this->tabNoeud = a.tabNoeud;
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this->ddlElem = a.ddlElem;
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this->tabfront = a.tabfront;
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encomb_min=a.encomb_min;encomb_max=a.encomb_max;
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return *this;
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};
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// surcharge des tests
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// ne concerne que le tableau de noeud de l'élément frontière !!
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bool ElFrontiere::operator == ( const ElFrontiere& a) const
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{ // on ne teste pas l'encombrement car il dépend des points donc a priori en découle
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// test ok si même maillage et même type d'élément
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if ( (this->TypeFrontiere() == a.TypeFrontiere())
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&& (tabNoeud(1)->Num_Mail() == a.tabNoeud(1)->Num_Mail()))
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{int ta = this->tabNoeud.Taille(); // nb de noeud
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switch (ta)
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{ case 1 : // cas d'une frontière point, on simplifie
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if (this->tabNoeud(1) == a.tabNoeud(1)) {return true;} else {return false;}
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break;
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case 2 : // cas où la frontière est à 2 noeuds uniquement
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{if (this->tabNoeud(1) == a.tabNoeud(1))
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|
{if (this->tabNoeud(2) == a.tabNoeud(2)) {return true;} else {return false;}}
|
||
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|
else if (this->tabNoeud(1) == a.tabNoeud(2))
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||
|
|
{if (this->tabNoeud(2) == a.tabNoeud(1)) {return true;} else {return false;}}
|
||
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else {return false;};
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||
|
|
break;
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}
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default : // les autres cas
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{// récup de l'élément géométrique
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const ElemGeomC0 & elemgeom = this->ElementGeometrique();
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const Tableau <int> & ind = elemgeom.Ind(); // récup du tableau des tranches
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int nb_tranche = ind.Taille(); // le nombre d'intervalle de numéros de noeuds constituant la numérotation
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|
// vérification que la taille de toutes les tranches est au moins supérieure à 1
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#ifdef MISE_AU_POINT
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if (nb_tranche == 0)
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{cout << "\n *** erreur, pas de tranche de nb de noeud definie "
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<< "\n ElFrontiere::MemeNoeud(... " << endl;
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Sortie(1);
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};
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for (int i1=1;i1<=nb_tranche;i1++)
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|
if (ind(i1) < 1)
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|
{cout << "\n *** erreur, une tranche de nb de noeud est nulle "
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||
|
|
<< " tableau ind: " << ind
|
||
|
|
<< "\n ElFrontiere::MemeNoeud(... " << endl;
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||
|
|
Sortie(1);
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|
};
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||
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#endif
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// on balaie chaque intervalle
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int deb_intervalle = 0; int fin_intervalle = 0; // init
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for (int iter =1;iter<= nb_tranche;iter++)
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{ int tranche = ind(iter);
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deb_intervalle = fin_intervalle+1; // mise à jour des bornes de l'intervalle de scrutation
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|
fin_intervalle += tranche; // " "
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|
// on commence par chercher un premier noeud identique dans l'intervalle
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bool res = false;
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int nd; // indice du cote this
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Noeud * ptNoeud_a = a.tabNoeud(deb_intervalle);
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for (nd=deb_intervalle; nd<= fin_intervalle; nd++)
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|
{if (this->tabNoeud(nd) == ptNoeud_a)
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{ res = true; break; };
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};
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if (!res) // on arrête de suite si
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{return false;}; // on n'a pas trouvé de premier noeud !!
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// s'il n'y a qu'un seule noeud dans la tranche, on a finit cette tranche sinon on continue
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|
if (tranche > 1)
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{ // on regarde dans quel sens il faut tourner
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int ndplus = nd + 1; if (ndplus > fin_intervalle) ndplus -= tranche;
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|
|
int ndmoins = nd - 1; if (ndmoins < deb_intervalle) ndmoins += tranche;
|
||
|
|
if (this->tabNoeud(ndplus) == a.tabNoeud(deb_intervalle+1))
|
||
|
|
{// on est dans le bon sens en augmentant, et c'est ok pour le 2ième noeud,
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|
|
// continue que s'il y a plus de 2 noeuds dans la tranche
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if (tranche > 2)
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{ for (int i=1;i<= (tranche-2);i++)
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||
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|
{ ndplus++; if (ndplus > fin_intervalle) ndplus -= tranche;
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||
|
|
if (this->tabNoeud(ndplus) != a.tabNoeud(deb_intervalle+i+1))
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|
|
return false;
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|
};
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||
|
|
};
|
||
|
|
// sinon ok, on vient de balayer tous les noeuds, on continue
|
||
|
|
}
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||
|
|
// le sens 1 ne marche pas , on regarde l'autre sens
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||
|
|
else if (this->tabNoeud(ndmoins) == a.tabNoeud(deb_intervalle+1))
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|
|
{// le bon sens est finalement en diminuant
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|
|
// continue que s'il y a plus de 2 noeuds dans la tranche
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|
|
if (tranche > 2)
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||
|
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{ for (int i=1;i<= (tranche-2);i++)
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||
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|
{ ndmoins--; if (ndmoins < deb_intervalle) ndmoins += tranche;
|
||
|
|
if (this->tabNoeud(ndmoins) != a.tabNoeud(deb_intervalle+i+1))
|
||
|
|
return false;
|
||
|
|
};
|
||
|
|
};
|
||
|
|
// sinon ok, on vient de balayer tous les noeuds, on continue
|
||
|
|
}
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||
|
|
else // sinon ne marche pas dans les deux sens
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||
|
|
{ return false;};
|
||
|
|
};
|
||
|
|
}; // fin de la boucle sur les tranches
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||
|
|
|
||
|
|
}; // fin du cas courant (default du switch)
|
||
|
|
}; // fin du switch sur le nombre de noeuds
|
||
|
|
}
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||
|
|
else // le type est different et ou le numéro de maillage est différent
|
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|
return false;
|
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|
// si on arrive ici, cela veut dire que toutes les égalités sont bonnes pour un cas autre que
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|
// point ou frontière à 2 noeuds
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|
return true;
|
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|
};
|
||
|
|
|
||
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|
// retourne un element frontiere ayant une orientation opposee
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ElFrontiere * ElFrontiere::Oppose() const
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{ int tail = tabNoeud.Taille(); // dim du tableau de noeud
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|
Tableau <Noeud *> tab(tail);
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|
|
// récup de l'élément géométrique attaché à l'élément frontière
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const ElemGeomC0 & elemgeom = this->ElementGeometrique();
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|
// récup du tableau de connection de l'inverse de l'élément
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const Tableau<int> t_inv = elemgeom.InvConnec();
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|
|
// on definit le tableau tab
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|
for (int i=1;i<= tail;i++)
|
||
|
|
tab(i) = tabNoeud(t_inv(i));
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|
|
// construction des ddl de l'élément
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||
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|
Tableau <int> tt(tail);
|
||
|
|
for (int j=1;j<= tail;j++)
|
||
|
|
tt(j) = ddlElem.NbDdl(t_inv(j));
|
||
|
|
DdlElement dElem(tail,tt);
|
||
|
|
for (int k=1;k<= tail;k++)
|
||
|
|
dElem.Change_un_ddlNoeudElement(k,ddlElem(t_inv(k)));
|
||
|
|
// création de l'élément frontière inverse
|
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|
|
ElFrontiere * pt = this->NevezElemFront(tab,dElem);
|
||
|
|
return pt;
|
||
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|
};
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|
|
|
||
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|
// effacement de la place memoire des frontieres de l'element frontiere
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|
void ElFrontiere::EffaceFrontiere()
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|
{ for (int i=1; i<= tabfront.Taille(); i++)
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||
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|
delete (tabfront(i));
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|
|
tabfront.Libere();
|
||
|
|
};
|
||
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|
|
||
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|
// cas d'un élément frontière surface:
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|
// ramène une surface approximative de l'élément (toujours > 0) : calculée à l'aide
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|
// d'une triangulation, puis des produits vectoriels
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|
|
// ramène une valeur nulle, s'il n'y a pas de surface
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double ElFrontiere::SurfaceApprox()
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|
{ // si on est en dimension 1, les frontières ne peuvent pas être des surfaces
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|
if (ParaGlob::Dimension() == 1)
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return 0;
|
||
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|
// on commence par récupérer la triangulation
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|
ElemGeomC0 const & elemGeom = this->ElementGeometrique();
|
||
|
|
// si c'est un élément de dimension 1, il n'y a également pas de notion de surface
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||
|
|
if (elemGeom.Dimension() == 1)
|
||
|
|
return 0;
|
||
|
|
// maintenant il ne reste que les frontières de dimension 2 dans un espace 2 ou 3
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|
|
const Tableau<Tableau<Tableau<int> > >& tab_tri_lin = elemGeom.Trian_lin();
|
||
|
|
const Tableau<Tableau<int> >& tab_tri_lin_1 = tab_tri_lin(1); // car l'élément a une face
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||
|
|
int nb_tri = tab_tri_lin.Taille();
|
||
|
|
double surface=0.; // init
|
||
|
|
for (int i=1; i<= nb_tri; i++)
|
||
|
|
{ // calcul des deux vecteurs représentants les cotés du triangle
|
||
|
|
Coordonnee AB = tabNoeud(tab_tri_lin_1(i)(2))->Coord2() - tabNoeud(tab_tri_lin_1(i)(1))->Coord2();
|
||
|
|
Coordonnee AC = tabNoeud(tab_tri_lin_1(i)(3))->Coord2() - tabNoeud(tab_tri_lin_1(i)(1))->Coord2();
|
||
|
|
// surface de la facette
|
||
|
|
surface += 0.5 * Dabs(Util::Determinant(AB,AC));
|
||
|
|
};
|
||
|
|
return surface;
|
||
|
|
};
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
// ramène la distance maxi entre deux noeuds de l'élément à tdt
|
||
|
|
double ElFrontiere::MaxDiagonale_tdt()
|
||
|
|
{ double maxdiagonale = 0;
|
||
|
|
int nbnoeud=tabNoeud.Taille();
|
||
|
|
for (int i=1;i<=nbnoeud;i++)
|
||
|
|
for (int j=i+1; j<= nbnoeud; j++)
|
||
|
|
{ double dist= (tabNoeud(i)->Coord2() - tabNoeud(j)->Coord2()).Norme();
|
||
|
|
maxdiagonale = MaX(maxdiagonale,dist);
|
||
|
|
};
|
||
|
|
return maxdiagonale;
|
||
|
|
};
|
||
|
|
|
||
|
|
// met à jour la boite d'encombrement
|
||
|
|
void ElFrontiere::AjourBoiteEncombrement()
|
||
|
|
{ int tab_taille= tabNoeud.Taille();
|
||
|
|
for (int i=1;i<=tab_taille;i++)
|
||
|
|
{ if (tabNoeud(i)->ExisteCoord1())
|
||
|
|
// on travaille sur la taille actuelle
|
||
|
|
{ Coordonnee co=tabNoeud(i)->Coord1();
|
||
|
|
encomb_min.Modif_en_min(co);encomb_max.Modif_en_max(co);
|
||
|
|
}
|
||
|
|
else
|
||
|
|
// on travaille avec la taille initiale
|
||
|
|
{ Coordonnee co=tabNoeud(i)->Coord0();
|
||
|
|
encomb_min.Modif_en_min(co);
|
||
|
|
encomb_max.Modif_en_max(co);
|
||
|
|
}
|
||
|
|
}
|
||
|
|
// maintenant on tiend compte d'un facteur majorant pour incertitude
|
||
|
|
Coordonnee delta=(encomb_max- encomb_min)
|
||
|
|
* (ParaGlob::param->ParaAlgoControleActifs().Extra_boite_prelocalisation()-1.);
|
||
|
|
// dans le cas de surface plane on peut avoir une boite avec une épaisseur nulle,
|
||
|
|
// comme il s'agit d'une boite d'encombrement assez grossière on ajoute une valeur par défaut
|
||
|
|
// par défaut on prend une valeur par défaut du max de delta
|
||
|
|
double miniajout = (ParaGlob::param->ParaAlgoControleActifs().Rapport_Extra_boite_mini_prelocalisation())
|
||
|
|
* delta.Max_val_abs();
|
||
|
|
delta.Ajout_meme_valeur(miniajout);
|
||
|
|
// mise à jour de l'encombrement
|
||
|
|
encomb_min -= delta; encomb_max += delta;
|
||
|
|
};
|
||
|
|
|
||
|
|
// calcul de la projection normale d'un point sur la frontière
|
||
|
|
// ramène true si la projection est effective, si elle est hors de l'élément
|
||
|
|
// ramène false
|
||
|
|
// P : retour du point projeté (s'il existe)
|
||
|
|
bool ElFrontiere::Projection_normale(const Coordonnee& A, Coordonnee& P)
|
||
|
|
{ int dim = A.Dimension(); // dimension des points
|
||
|
|
bool retour = false; // init par défaut
|
||
|
|
if (this->TypeFrontiere() == "FrontPointF")
|
||
|
|
{// cas où la frontière est un point
|
||
|
|
// par défaut la projection est le point frontière
|
||
|
|
// il n'y a qu'un seul noeud d'ou le pointeur du noeud frontière
|
||
|
|
Noeud * noe = TabNoeud()(1);
|
||
|
|
if (tabNoeud(1)->ExisteCoord2())
|
||
|
|
{P = noe->Coord2();}
|
||
|
|
else if (tabNoeud(1)->ExisteCoord1())
|
||
|
|
{P = noe->Coord1();}
|
||
|
|
else
|
||
|
|
{P = noe->Coord2();};
|
||
|
|
retour = true;
|
||
|
|
}
|
||
|
|
else
|
||
|
|
{// cas d'un plan ou d'une droite
|
||
|
|
Plan pl(dim); Droite dr(dim); int indic; // def des variables de tangence
|
||
|
|
// constitution d'un plan tangent ou de la droite tangente au point de reference
|
||
|
|
this->TangentRef(dr,pl,indic);
|
||
|
|
// cas général : algorithme de recherche de projection
|
||
|
|
// - initialisation
|
||
|
|
Coordonnee M(dim); // le point cherché d'intersection avec la surface
|
||
|
|
Coordonnee M1; // le point courant de la surface
|
||
|
|
int compteur = 0; double nm = 0.; // grandeurs de contrôle
|
||
|
|
double max_compteur = ParaGlob::param->ParaAlgoControleActifs().Nb_boucle_newton_position_sur_frontiere();
|
||
|
|
// distance maxi entre le point d'inter du plan et le point correspondant de la surface
|
||
|
|
double dismini = ParaGlob::param->ParaAlgoControleActifs().Precision_pt_sur_front();
|
||
|
|
//---------------------------------------
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// recherche du point d'intersection M
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//---------------------------------------
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do
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{// calcul de l'intersection
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if (indic == 1)
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// cas d'une droite
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{ // calcul du projeté d'un point sur la doite
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M = dr.Projete(A);
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}
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else
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// cas d'un plan
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{ // calcul du projeté d'un point sur le plan
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M = pl.Projete(A);
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};
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// calcul du point M1 de la surface correspondant a M
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// et en même temps calcul de dr ou pl au point M1
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this->Tangent(M,M1,dr,pl,indic);
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nm = (M1 - M).Norme();
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// test d'arret si l'on est en dehors de la boite d'encombrement
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// cout << "\n"; M1.Affiche();elfront->Encom_mini_FR().Affiche();elfront->Encom_maxi_FR().Affiche();cout << endl;
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// if (!(In_boite_emcombrement(M1)))
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// break;
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compteur++;
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}
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while ((compteur <= max_compteur) && (nm >= dismini)) ;
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// ici on recherche avec une précision donnée
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double extra_in_surface = ParaGlob::param->ParaAlgoControleActifs().PointInternePrecThetaiInterne();
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// si le point appartient à l'élément c'est ok sinon non
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if (InSurf(extra_in_surface))
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{// retour du point d'intersection
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P = M1;retour = true;
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}
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else
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{retour = false;};
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};
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// retour
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return retour;
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};
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//----- lecture écriture base info -----
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// pour l'instant on ne sauvegarde rien car ce n'est pas une bonne idée, et cela ne servira a rien
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// lecture base info
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void ElFrontiere::Lecture_base_info_ElFrontiere(ifstream& ent)
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{ /*// lecture du type et vérification
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string nom_type;
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ent >> nom_type;
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if (nom_type != "ElFrontiere")
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Sortie(1);
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// le tableau de noeud associé à l'élément frontière
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int taille ;
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ent >> nom_type >> taille;
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tabNoeud.Change_taille(taille);
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int num_noeud,num_mail;
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|
for (int i=1;i<=taille;i++)
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||
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{ // l' indicateur pour le numéro de maillage et le numéro de noeud
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ent >> num_mail >> num_noeud;
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tabNoeud(i)->Change_num_Mail(num_mail);
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|
|
tabNoeud(i)->Change_num_noeud(num_noeud);
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||
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|
}
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||
|
|
// les ddléléments associés
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||
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ent >> ddlElem;
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||
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|
// le tableau d'éléments frontières
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|
ent >> nom_type >> taille;
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||
|
|
tabfront.Change_taille(taille);
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||
|
|
for (int i=1;i<=taille;i++)
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||
|
|
tabfront(i)->Lecture_base_info_ElFrontiere(ent);
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||
|
|
// la boite d'encombrement
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ent >> nom_type >> encomb_min >> encomb_max ;
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|
*/
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|
};
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||
|
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// écriture base info
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void ElFrontiere::Ecriture_base_info_ElFrontiere(ofstream& sort )
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{ /*// un identificateur de type
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sort << "ElFrontiere \n";
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||
|
|
// le tableau de noeud associé à l'élément frontière
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||
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int taille = tabNoeud.Taille();
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||
|
|
sort << "taille_noeud= " << taille << " \n";
|
||
|
|
for (int i=1;i<=taille;i++)
|
||
|
|
{ // un indicateur pour le numéro de maillage et le numéro de noeud
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||
|
|
sort << tabNoeud(i)->Num_Mail() << " " << tabNoeud(i)->Num_noeud() << " ";
|
||
|
|
}
|
||
|
|
// les ddléléments associés
|
||
|
|
sort << ddlElem;
|
||
|
|
// le tableau d'éléments frontières
|
||
|
|
taille = tabfront.Taille();
|
||
|
|
sort << "taille_tabfront= " << taille << " \n";
|
||
|
|
for (int i=1;i<=taille;i++)
|
||
|
|
tabfront(i)->Ecriture_base_info_ElFrontiere(sort);
|
||
|
|
// la boite d'encombrement
|
||
|
|
sort << "encombrement " << encomb_min << " " << encomb_max << " \n";
|
||
|
|
*/
|
||
|
|
|
||
|
|
};
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//-------------------- méthode interne --------
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// test si le point passé en argument appartient à la boite d'encombrement de la frontière
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// tous les points sont supposées avoir la même dimension
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bool ElFrontiere::In_boite_emcombrement(const Coordonnee& M) const
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{ // on va essayer de faire efficace, pour cela on test le minimum
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#ifdef MISE_AU_POINT
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if ((M.Dimension() != ParaGlob::Dimension())|| (M.Dimension() != encomb_min.Dimension()))
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{ cout << "\n *** pb de dimensions non coherente !! "
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<< "\n ElFrontiere::In_boite_emcombrement(...";
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Sortie(1);
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};
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#endif
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switch (ParaGlob::Dimension())
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{ case 3: if ((M(3)<encomb_min(3)) || (M(3) > encomb_max(3))) return false;
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|
case 2: if ((M(2)<encomb_min(2)) || (M(2) > encomb_max(2))) return false;
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||
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|
case 1: if ((M(1)<encomb_min(1)) || (M(1) > encomb_max(1))) return false;
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||
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|
};
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||
|
|
// si on arrive ici c'est que le point est interne
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|
return true;
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};
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