// FICHIER : Hysteresis1D_2.cc
// CLASSE : Hysteresis1D


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// of mechanics for large transformations of solid structures.
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//#include "Debug.h"

# include <iostream>
using namespace std;  //introduces namespace std
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include "Sortie.h"
#include "ConstMath.h"
#include "ExceptionsLoiComp.h"

#include "Hysteresis1D.h"



// calcul de l'expression permettant d'obtenir la dérivée temporelle de la contrainte
// en fait il s'agit de l'équation constitutive
// utilisée dans la résolution explicite (runge par exemple) de l'équation constitutive
// 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& Hysteresis1D::Sigma_point(const double & tau, const Vecteur & sigma_tau
                      , Vecteur& sig_point,int & erreur)
  { // récup de la contrainte à tau
    double titi= tau; // sert à rien, c'est pour taire le compilo car tau ne sert pas directement
    sigma_tauBH.Coor(1,1) = sigma_tau(1);
    //modif : 1 juin 2014
// non on fait la vérif sur le delta cf. plus bas
//    // on vérifie que l'amplitude de la contrainte transmise, n'est pas supérieure à la saturation
//    double sigma_tau_II = sigma_tauBH.II();
//    if ( sigma_tau_II > Qzero*Qzero)  {erreur = 1; }
//    else { erreur = 0;};
    // variation de sigma de R à tau
    delta_sigma_barre_R_a_tauBH = sigma_tauBH - sigma_barre_BH_R;
    double deux_xmu = 2. * xmu; // pour simplifier
    // calcul de QdeltaSigma
    double QdeltaSigma = sqrt((delta_sigma_barre_R_a_tauBH * delta_sigma_barre_R_a_tauBH).Trace());

    if ( QdeltaSigma > (Qzero+ConstMath::unpeupetit))  {erreur = 1; }
    else { erreur = 0;};

    // calcul de Beta
    double unsurwprimeQ0_puiss_np = 1./pow(wprime*Qzero,xnp);
    double beta;
    if (xnp == 2.)
      {beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np ;}
    else  
      {double puiss = pow(QdeltaSigma,2.-xnp);
       if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
       beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np / puiss;
      };
    // calcul de phi
    // il n'y a pas - QdeltaSigma * QdeltaSigma * wprime_point / (2.*xmu * wprime)
    // car on est en chargement radial, donc wprime_point = 0
    double phitau = delta_sigma_barre_R_a_tauBH && delta_barre_epsBH ;
    // -- calcul de la dérivée temporelle de la contrainte
    // on considère que D est constant = delta_barre_epsBH/deltat et comme deltat = 1 
    //  ==> = delta_barre_epsBH
    // variables intermédiaires pour les tests
    betaphideltasigHB = beta * phitau * delta_sigma_barre_R_a_tauBH;
    deuxmudeltaepsHB = deux_xmu * delta_barre_epsBH;
    // formule normale :   sigma_pointBH = deux_xmu * delta_barre_epsBH + beta * phitau * delta_sigma_barre_R_a_tauBH;
    sigma_pointBH = deuxmudeltaepsHB + betaphideltasigHB;
    // on limite la variation de la dérivée de la contrainte 
    if (deuxmudeltaepsHB(1,1) > 0.)
     {// cas d'une contrainte positive et normalement la dérivée doit évoluer entre 2mu et 0 (saturation)
      if (sigma_pointBH(1,1) < 0. ) sigma_pointBH.Coor(1,1) = 0.;
      if (sigma_pointBH(1,1) > deuxmudeltaepsHB(1,1)) sigma_pointBH.Coor(1,1) = deuxmudeltaepsHB(1,1);
     }
    else
     {// cas d'une contrainte négative et normalement la dérivée doit évoluer entre -2mu et 0 (saturation)
      if (sigma_pointBH(1,1) < deuxmudeltaepsHB(1,1) ) sigma_pointBH.Coor(1,1) = deuxmudeltaepsHB(1,1);
      if (sigma_pointBH(1,1) > 0.) sigma_pointBH.Coor(1,1) = 0.;
     };
    // retour de la dérivée temporelle de la contrainte
    sig_point(1) = sigma_pointBH(1,1);
    return sig_point;
    };

// vérification de l'intégrité du sigma 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 Hysteresis1D::Verif_integrite_Sigma(const double & , const Vecteur & sigma_tau,int & erreur)
  { // récup de la contrainte à tau
    sigma_tauBH.Coor(1,1) = sigma_tau(1);
    //modif : 1 juin 2014
// non on fait la vérif sur le delta cf. plus bas
//    // on vérifie que l'amplitude de la contrainte transmise, n'est pas supérieure à la saturation
//    double sigma_tau_II = sigma_tauBH.II();
//    if ( sigma_tau_II > Qzero*Qzero)  {erreur = 1; }
//    else { erreur = 0;};
    // variation de sigma de R à tau
    delta_sigma_barre_R_a_tauBH = sigma_tauBH - sigma_barre_BH_R;
    // calcul de QdeltaSigma
    double QdeltaSigma = sqrt((delta_sigma_barre_R_a_tauBH * delta_sigma_barre_R_a_tauBH).Trace());

    if ( QdeltaSigma > (Qzero+ConstMath::unpeupetit))  {erreur = 1; }
    else { erreur = 0;};
 };

// méthode permettant le calcul de sigma à tdt par différente méthodes: linéarisation
// ou kutta
// en sortie calcul de : 
//    sigma_t_barre_tdt, delta_sigma_barre_tdt_BH
void Hysteresis1D::CalculContrainte_tdt(Tableau<double>& indicateurs_resolution)
	{// le calcul de la contrainte s'effectue par la résolution de l'équation différentielle
      // du schéma constitutif
      //  sigma_point = 2*mu*D_barre + beta*phi*(delta_barre de t à R de Sigma)      
  
      if ((sortie_post)&&(indicateurs_resolution.Taille()!= 5)) // dimensionnement éventuelle de la sortie d'indicateurs
        indicateurs_resolution.Change_taille(5); 

      //-- choix de la méthode
      switch (type_resolution_equa_constitutive)
       {case 1: // cas de la linéarisation de l'équation
         {// ----- pour ce faire on appelle une methode de recherche de zero
          Vecteur val_initiale(1); // on démarre la recherche à la valeur à t 
          Vecteur racine(1);            // dimensionnement init du résultat à 0.
          Mat_pleine  der_at_racine(1,1); // dimensionnement et init de la matrice dérivée à 0.
                // comme la matrice n'est pas forcément définit positive on utilise CRAMER      
          der_at_racine.Change_Choix_resolution(CRAMER,RIEN_PRECONDITIONNEMENT);
          // 1== résolution de l'équation constitutive d'avancement discrétisée en euler implicite 
          int nb_incr_total,nb_iter_total; // variables intermédiaires d'indicateurs, pas utilisées pour l'instant
          bool conver=alg_zero.Newton_raphson
                   (*this,&Hysteresis1D::Residu_constitutif,&Hysteresis1D::Mat_tangente_constitutif
                    ,val_initiale,racine,der_at_racine,nb_incr_total,nb_iter_total
                    ,maxi_delta_var_sig_sur_iter_pour_Newton);
          if(sortie_post) // sauvegarde éventuelle des indicateurs
            {indicateurs_resolution(1)+=nb_incr_total;indicateurs_resolution(2)+=nb_iter_total;
            };
          if (!conver)
            { cout << "\n non convergence sur l'algo de la resolution du schema constitutif"
                   << "\n Hysteresis1D::CalculContrainte_tdt (...";
              Sortie(1);           
             }; 
          delta_sigma_barre_tdt_BH.Coor(1,1)=racine(1); // récup de la solution
          sigma_t_barre_tdt = sigma_i_barre_BH + delta_sigma_barre_tdt_BH;  
          break;
         }
        case 2: // cas d'une résolution par intégration explicite par du kutta
         {// def des variables de calcul (peut-être ensuite à mettre dans le dimensionnement global)
          Vecteur sig_initiale(1),dersig_initiale(1);
          sig_initiale(1)=sigma_i_barre_BH(1,1);
          double tdeb=0.,tfi=1.;
          // calcul de la dérivée initiale
          int erreur=0; //init d'une erreur de calcul de Sigma_point
          Sigma_point(tdeb,sig_initiale,dersig_initiale,erreur);
          if (erreur) // cas où le calcul de la dérivée initiale n'est pas possible, on ne peut pas aller plus loin
            { if (Permet_affichage() > 0)
                cout << "\n erreur dans  l'algo de la resolution du schema constitutif"
                     << " au niveau du calcul de la derivee initiale "
                     << "\n Hysteresis1D::CalculContrainte_tdt() (..." << endl;
              // on génère une exception
              throw ErrNonConvergence_loiDeComportement();break;
            }; 
          
          Vecteur sig_finale(1),dersig_finale(1);
          double dernierTemps=0.,dernierdeltat=0.; // valeurs de retour
          int nombreAppelF=0,nb_step=0;            //  "          "
          double erreur_maxi_global=0.;            //   "
          
          // appel de la fonction kutta
          int conver=alg_edp.Pilotage_kutta
                      (cas_kutta,*this,& Hysteresis1D::Sigma_point,& Hysteresis1D::Verif_integrite_Sigma
                       ,sig_initiale,dersig_initiale
                       ,tdeb,tfi,erreurAbsolue,erreurRelative
                       ,sig_finale,dersig_finale,dernierTemps,dernierdeltat
                       ,nombreAppelF,nb_step,erreur_maxi_global);
          if(sortie_post) // sauvegarde éventuelle des indicateurs
            {indicateurs_resolution(3)+=nombreAppelF;indicateurs_resolution(4)+=nb_step;
             indicateurs_resolution(5)+=erreur_maxi_global;
            };
           // gestion de l'erreur de retour
          if (conver !=2)
            { // on appel kutta45 sans gestion d'erreur !!
              double deltat=tfi-tdeb;
              Vecteur estime_erreur(1);
              alg_edp.Runge_Kutta_step45(*this,& Hysteresis1D::Sigma_point,& Hysteresis1D::Verif_integrite_Sigma
                       ,sig_initiale,dersig_initiale
                       ,tdeb,deltat,sig_finale,estime_erreur);
              if (estime_erreur(1) >= ConstMath::tresgrand)
               { // là on ne peur rien faire
                 if (Permet_affichage() > 0)
                   cout << "\n erreur fatale dans  l'algo de la resolution du schema constitutif"
                        << " au niveau de l'appel directe de  calcul de alg_edp.Runge_Kutta_step45 "
                        << "\n Hysteresis1D::CalculContrainte_tdt() (..." << endl;
                 // on génère une exception
                 throw ErrNonConvergence_loiDeComportement();break;
               }
              else if (Permet_affichage() > 4)
              	{cout << "\n erreur dans la resolution de l'equation constitutive avec Runge Kutta"
                      << " indication de retour = " << conver << "appel direct de kutta45-> erreur estimee= "
                      << estime_erreur(1)
                      << "\n Hysteresis1D::CalculContrainte_tdt (...";
               //  Sortie(1);
               // pour le debug
     //          if ((Dabs(estime_erreur(1)) > 10) || (Dabs(sig_finale(1)) > 10))
     //             alg_edp.Runge_Kutta_step45(*this,& Hysteresis1D::Sigma_point,sig_initiale,dersig_initiale
     //                    ,tdeb,deltat,sig_finale,estime_erreur);
                 
              	};
             };
          // récup des résultats
          sigma_t_barre_tdt.Coor(1,1)=sig_finale(1);
          delta_sigma_barre_tdt_BH =  sigma_t_barre_tdt - sigma_i_barre_BH;   
          
          break;
         }
       };
		
	};

// =============== fonction protegee ============

		  	
// calcul de la fonction résidu de la résolution de l'équation constitutive
// l'argument test ramène
//     . 1 si le calcul a été ok, -1 s'il y a eu un pb, mais on peut continuer, 0 s'il y a eu un pb
//       fatal, qui invalide le calcul du résidu
Vecteur& Hysteresis1D::Residu_constitutif (const double & alpha,const Vecteur & x, int& test)
  { // tout d'abord on calcul le vecteur sigma
    rdelta_sigma_barre_tdt_BH.Coor(1,1) = x(1); // accroissement de t à tdt
    // variation de sigma de R à tdt
    rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt = sigma_i_barre_BH + rdelta_sigma_barre_tdt_BH - sigma_barre_BH_R;
    double deux_xmu = 2. * xmu; // pour simplifier
    delta_barre_alpha_epsBH = alpha * delta_barre_epsBH; // limitation de la charge
    // calcul de QdeltaSigma
    double QdeltaSigma = sqrt((rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt * rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt).Trace());
    // calcul de Beta
    double unsurwprimeQ0_puiss_np = 1./pow(wprime*Qzero,xnp);
    double beta;
    if (xnp == 2.)
      {beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np ;}
    else  
      {double puiss = pow(QdeltaSigma,2.-xnp);
       if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
       beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np / puiss;
      };
//    switch (cas_prager)
//     { case 1: beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np ; break;
//       case 2: { double puiss = pow(QdeltaSigma,2.-xnp);
//                 if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
//                 beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np / puiss; break;}
//       case 3: beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np / pow(QdeltaSigma,2.-xnp); break;
//       }         
    // calcul de phidt
    double phidt = rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt && delta_barre_alpha_epsBH;     
    // calcul du résidu
    residuBH = rdelta_sigma_barre_tdt_BH 
              - deux_xmu * delta_barre_alpha_epsBH - beta * phidt * rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt;
    // a priori ici on n'envisage pas de pb de calcul (pour l'instant)
    test = 1;
    // retour du résidu
    residu(1) = residuBH(1,1);
    return residu;
    };  	

// calcul de la matrice tangente de la résolution de l'équation constitutive
//     . 1 si le calcul a été ok, -1 s'il y a eu un pb, mais on peut continuer, 0 s'il y a eu un pb
//       fatal, qui invalide le calcul du résidu et de la dérivée
Mat_abstraite& Hysteresis1D::Mat_tangente_constitutif
                              (const double & alpha,const Vecteur & x, Vecteur& residu, int& test)
  { // récupération du vecteur delta_sigma
    rdelta_sigma_barre_tdt_BH.Coor(1,1) = x(1);
    rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt = sigma_i_barre_BH + rdelta_sigma_barre_tdt_BH - sigma_barre_BH_R;
    double deux_xmu = 2. * xmu; // pour simplifier
    delta_barre_alpha_epsBH = alpha * delta_barre_epsBH; // limitation de la charge
    // calcul de QdeltaSigma
    double QdeltaSigma = sqrt((rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt * rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt).Trace());
    double unsurQdeltaSigma; // on limite la valeur par exemple pour le démarrage
    if ( Dabs(QdeltaSigma) > ConstMath::pasmalpetit) {unsurQdeltaSigma=1./QdeltaSigma;} 
            else unsurQdeltaSigma = ConstMath::grand;
    // calcul de Beta
    double unsurwprimeQ0_puiss_np = 1./pow(wprime*Qzero,xnp);
    double beta;
    if (xnp == 2.)
      {beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np ;}
    else  
      {double puiss = pow(QdeltaSigma,2.-xnp);
       if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
       beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np / puiss;
      };
//    switch (cas_prager)
//     { case 1: beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np ; break;
//       case 2: { double puiss = pow(QdeltaSigma,2.-xnp);
//                 if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
//                 beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np / puiss; break;}
//       case 3: beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np / pow(QdeltaSigma,2.-xnp); break;
//       }         
    // calcul de phidt
    double phidt = rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt && delta_barre_alpha_epsBH;     
    // calcul du résidu
    residuBH = rdelta_sigma_barre_tdt_BH 
              - deux_xmu * delta_barre_alpha_epsBH - beta * phidt * rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt;
    // retour du résidu
    residu(1) = residuBH(1,1);
    
    // -- calcul de la variation du résidu
    // on n'utilise pas de tenseur du quatrième ordre en 1D par simplicité: toutes les grandeurs
    // = un double
    double d_SigRtdt = 1.;
    // variation de QdeltaSigma : rappel de la formule puis simplification
    // d_QdeltaSigma = 0.5 * unsurQdeltaSigma * 
    //              (( rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt * d_SigRtdt + d_SigRtdt * rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt) && IdHB1);
    double d_QdeltaSigma = unsurQdeltaSigma * rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt(1,1);
    // variation de beta
    double d_beta;
    if (xnp == 2.)
      {d_beta = 0.;}
    else  
      {double puiss = pow(QdeltaSigma,3.-xnp);
       if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
       d_beta = -deux_xmu * unsurwprimeQ0_puiss_np * (xnp-2.)
                * d_QdeltaSigma  / puiss;
      };
//    switch (cas_prager)
//     { case 1: d_beta = 0. ; break;
//       case 2: { double puiss = pow(QdeltaSigma,3.-xnp);
//                 if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
//                 d_beta = -deux_xmu * unsurwprimeQ0_puiss_np * (xnp-2.)
//                      * d_QdeltaSigma  / puiss; break;}
//       case 3: { d_beta = -deux_xmu * unsurwprimeQ0_puiss_np * (xnp-2.)
//                      * d_QdeltaSigma * (pow(QdeltaSigma,xnp-3.)); break; }
//       }         
    // variation de phidt
    double d_phidt= d_SigRtdt * delta_barre_alpha_epsBH(1,1);
    // variation du résidu
    double d_res = d_SigRtdt - d_beta * phidt * rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt(1,1)
                             - beta * d_phidt *  rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt(1,1)
                             - beta * phidt * d_SigRtdt;                 
    // a priori ici on n'envisage pas de pb de calcul (pour l'instant)
    test = 1;
    // retour de la matrice tangente
    derResidu(1,1)=d_res;
    return derResidu;
   };	

// calcul de l'opérateur tangent : dsigma/depsilon
TenseurQ1geneBHBH& Hysteresis1D::Dsig_depsilon(TenseurQ1geneBHBH& dsig_deps)
 {  // calcul des termes élémentaires de l'équation constitutive
    double deux_xmu = 2. * xmu; // pour simplifier
    // calcul de QdeltaSigma
    double QdeltaSigma = sqrt((delta_sigma_barre_BH_Ratdt * delta_sigma_barre_BH_Ratdt).Trace());
    double unsurQdeltaSigma; // on limite la valeur par exemple pour le démarrage
    if ( Dabs(QdeltaSigma) > ConstMath::pasmalpetit) {unsurQdeltaSigma=1./QdeltaSigma;} 
           else unsurQdeltaSigma = ConstMath::grand;
    // calcul de Beta
    double unsurwprimeQ0_puiss_np = 1./pow(wprime*Qzero,xnp);
    double beta;
    if (xnp == 2.)
      {beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np ;}
    else  
      {double puiss = pow(QdeltaSigma,2.-xnp);
       if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
       beta = - deux_xmu *  unsurwprimeQ0_puiss_np / puiss;
      };
    // calcul de phidt
    double phidt = delta_sigma_barre_BH_Ratdt && delta_barre_epsBH;     
    // ---- calcul des dérivées des termes élémentaires par rapport à sigmaij
    // on n'utilise pas de tenseur du quatrième ordre en 1D par simplicité: toutes les grandeurs
    // = un double
    double d_SigRtdt_dsig = 1.;
    // variation de QdeltaSigma : rappel de la formule puis simplification
    // d_QdeltaSigma = 0.5 * unsurQdeltaSigma * 
    //              (( rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt * d_SigRtdt + d_SigRtdt * rdelta_sigma_barre_BH_Ratdt) && IdHB1);
    double d_QdeltaSigma_dsig = unsurQdeltaSigma * delta_sigma_barre_BH_Ratdt(1,1);
    // variation de beta
    double d_beta_dsig;
    if (xnp == 2.)
      {d_beta_dsig = 0.;}
    else  
      {double puiss = pow(QdeltaSigma,3.-xnp);
       if (Dabs(puiss) <= ConstMath::pasmalpetit) puiss = Signe(puiss,ConstMath::pasmalpetit); 
       d_beta_dsig = -deux_xmu * unsurwprimeQ0_puiss_np * (xnp-2.)
                * d_QdeltaSigma_dsig  / puiss;
      };
    // variation de phidt
    double d_phidt_dsig= d_SigRtdt_dsig * delta_barre_epsBH(1,1);
    // ---- calcul du terme H
    double HT = (1.- beta * phidt) * d_SigRtdt_dsig  
                             - d_beta_dsig * phidt * delta_sigma_barre_BH_Ratdt(1,1)
                             - beta * d_phidt_dsig *  delta_sigma_barre_BH_Ratdt(1,1);
    // ---- calcul des dérivées des termes élémentaires par rapport à epsilon_kl
    // ici la notion de déviateur n'exite pas: le déviateur = le tenseur
    double d_delta_eps_deps = 1.;
    double d_phidt_deps = delta_sigma_barre_BH_Ratdt(1,1) * d_delta_eps_deps;
    // ---- calcul du terme M
    double M = deux_xmu * d_delta_eps_deps - beta * delta_sigma_barre_BH_Ratdt(1,1) * d_phidt_deps;
    // ----- calcul de l'opérateur tangent
    double optang=M/HT;
    #ifdef MISE_AU_POINT
      if (Dabs(optang) <= ConstMath::trespetit)
         { cout << "\n erreur l'operateur tangent: " << optang << " , est nul !!"
                << "\n  Hysteresis1D::Dsig_depsilon (... ";
           Sortie(1);     
          }       
    #endif
    dsig_deps.Change(1,1,1,1,optang);

//----- vérife avec dérivée numérique
// double divise = delta_barre_epsBH(1,1);
// if (Dabs(divise) <= ConstMath::pasmalpetit) divise = Signe(divise,ConstMath::pasmalpetit); 
// double optang_num =(sigma_t_barre_tdt(1,1)-sigma_i_barre_BH(1,1))/divise;
// if (Dabs(optang_num) <= ConstMath::pasmalpetit) optang_num = Signe(optang_num,ConstMath::pasmalpetit); 
// 
// dsig_deps.Change(1,1,1,1,optang_num);
//     
//    cout << "\n optang= " << optang << " approchee= " 
//        << optang_num;
    
    return dsig_deps;
  };	
     

// --------------- méthodes internes ---------------:
// affinage d'un point de coincidence
// ramène true si le traitement est exactement terminé, sinon false, ce qui signifie qu'il
// faut encore continuer à utiliser l'équation d'évolution
// premiere_charge : indique si c'est oui ou non une coincidence avec la première charge
// pt_sur_principal : indique si oui ou non les pointeurs iafct et iatens pointent sur les listes
// principales
// iatens_princ et iafct_princ: pointeurs sur les listes principales
bool Hysteresis1D::Coincidence(double& unSur_wprimeCarre,bool premiere_charge
        ,SaveResulHysteresis1D & save_resul,double& W_a
        ,List_io <Tenseur1BH>::iterator& iatens,List_io <double>::iterator& iafct,bool& pt_sur_principal
        ,List_io <Tenseur1BH>::iterator& iatens_princ,List_io <double>::iterator& iafct_princ
        ,double& delta_W_a)
 { // tout d'abord on vérifie que l'on n'est pas exactement à un point de
   // coincidence à la précision près
   double c =   (W_a - delta_W_a)  -  *iafct;
   bool coin_exacte = false; // drapeau indiquant si l'on a une coincidence exacte ou pas
//   if (Abs(save_resul.fonction_aide_t - save_resul.fct_aide.front()) <= tolerance_coincidence)
   if ((Abs(W_a - *iafct) <= tolerance_coincidence) || (c >= 0.))  // !!! rajoue du cas c>0 pour voir !!!!
     { if (save_resul.modif == 0)
          {save_resul.modif = 1;} // on signale que c'est une coincidence
//       else if (save_resul.modif == 1)  // cas ou l'on suit une inversion: a priori une erreur
// modif: 6 mars 2015
       else if (save_resul.modif == 2)  // cas ou l'on suit une inversion
          {save_resul.modif = 3;} // on signale que l'on est en mixte
       // on signale qu'il y a une coincidence exacte (pour le retour de la méthode Coincidence)   
       save_resul.sigma_barre_BH_tdt = sigma_t_barre_tdt;
       coin_exacte = true;
       
// a finir de modifier !!!!!!!!!!!!!!!       
//cout << "\n on passe par le truc non modifié";
      
//       save_resul.fonction_aide_tdt = W_a;
// modif: 6 mars 2015

      





       if (premiere_charge)
         {save_resul.wprime_tdt = 1.;
          save_resul.fonction_aide_tdt = 0.; // La fonction initiale = 0
         }
       else
         {save_resul.wprime_tdt = wprime;
         };
       save_resul.nb_coincidence++;
       return true;
      };   
   // --- sinon on continue mais le traitement ne sera pas fini !! 
 
   // dans une première étape on tente de calculer plus précisemment le point d'inversion,
   //  en supposant une approximation linéaire  de l'évolution de sigma sur le pas de temps: 
   //  cf thèse nicolas: (9.56)
   // avec cependant un facteur 4 qui manque sur a: la formule 9.56 est fausse
   // la formule 9.55 montre qu'il faut un facteur 4
   bool bon_calcul = false; // permet de savoir si le calcul précis est correcte
   double a = 4. * unSur_wprimeCarre * (delta_barre_epsBH && delta_sigma_barre_tdt_BH);
   double b = 2. * unSur_wprimeCarre * (delta_barre_epsBH && delta_sigma_barre_BH_Rat);
   #ifdef MISE_AU_POINT
   if(!premiere_charge)
    if (c >= 0.) // signifie qu'au pas précédent on n'a pas bien détecté une coincidence
     { cout << "\n erreur algo coincidence : 1 "
            << "\n  Hysteresis1D::Coincidence(... ";
       Sortie(1);
      }       
   #endif
   // recherche de racine
   double racine1,racine2; int cas;
   alg_zero.SecondDegre(a,b,c,racine1,racine2,cas);
   // traitement suivant les différents cas
   switch (cas)
    { case 1: // deux racines distinctes
       { // normalement les deux racines sont de signe opposé, seule la positive <=1 est recevable
         if (racine1*racine2 <=0.)
           {// on regarde si racine2 <= 1 ce qui est le cas normal
            if (racine2 <= 1.) // racine2 est la plus grande donc positive
              // cas normal, on valide la procédure
              { bon_calcul = true;}
            #ifdef MISE_AU_POINT
            else // sinon cela signifie que la méthode n'est pas bonne
               { cout << "\n warning algo coincidence, dans la recherche des racines de l'equa 2 degre "
                      << " la seconde racine est superieur a 1"
                      << "\n  Hysteresis1D::Coincidence(... ";
                }       
            #endif
            }
         else 
          {  
           #ifdef MISE_AU_POINT
           // normalement a >=0 donc avec c <0 on ne doit pas avoir 2 racines du même signe
           if(!premiere_charge) // sauf dans le cas de la première charge
            { cout << "\n erreur algo coincidence, dans la recherche des racines de l'equa 2 degre "
                      << " les deux racines sont du meme signe ??, a= " <<a<<" c= " << c << " racine1= "
                      << racine1 << "  racine2= " << racine1
                      << "\n  Hysteresis1D::Coincidence(... ";
             }       
           #endif
           // on regarde si une des racines convient
           // a priori on garde la plus grande, si les deux conviennent
           double la_plus_grande = MaX(racine1,racine2);
           if ((la_plus_grande>0.) && (la_plus_grande<1.))
             { racine2=la_plus_grande; bon_calcul = true;}
           else // sinon on test l'autre
            { double la_plus_petite = MiN(racine1,racine2);
              if ((la_plus_petite>0.) && (la_plus_petite<1.))
                { racine2=la_plus_petite; bon_calcul = true;}
              // sinon rien tous les autres cas sont mauvais
             }    
           }
         break;
        }
      case 2: // deux racines identiques
       { // normalement la racine doit être comprise entre 0 et 1, sinon non recevable
         if ((racine2>=0.) && (racine2 <= 1.))
            // cas normal, on valide la procédure
            { bon_calcul = true;}
         // tous les autres cas sont mauvais               
         break;
        }
      case -3: // une racine simple
       { // normalement la racine doit être comprise entre 0 et 1, sinon non recevable
         if ((racine1>=0.) && (racine1 <= 1.))
            // cas normal, on valide la procédure
            { bon_calcul = true; 
              racine2=racine1; // pour la suite
              }
         // tous les autres cas sont mauvais               
         break;
        }
     }
   if (!bon_calcul)
    // cas où la recherche fine avec la résolution de l'équat du second degré n'a pas marché
    { // on utilise une interpolation plus grossière à l'aide de la fonction de charge
      cout << "\n on passe par l'interpolation de la fonction d'aide";
      double W_t=W_a - delta_W_a;
      racine2 = (*iafct - W_t) / delta_W_a;
      #ifdef MISE_AU_POINT
      // normalement racine2 est compris entre 0 et 1
      if ( (racine2 < 0.) || (racine2 > 1.))
          { cout << "\n erreur algo coincidence, dans la recherche de racine2 a l'aide de la fonction de charge "
                 << " W_ref= " <<*iafct<<" W_t= " << W_t << " delta_W_a= " << delta_W_a
                 << "\n  Hysteresis1D::Coincidence(... ";
            Sortie(1);        
           }       
      #endif
     }
   // maintenant on traite les infos  
   // calcul de la valeur de sigma au point de coincidence, qui servira pour un nouveau calcul
   sigma_i_barre_BH +=  racine2 * delta_sigma_barre_tdt_BH;
   // calcul du reste d'incrément de déformation qu'il faut utiliser pour la suite
   delta_barre_epsBH *= (1.-racine2);
   // mise à jour des différents pointeurs 
   if (premiere_charge) // cas où l'on sait déjà que l'on a rejoint la courbe de première charge
        { wprime = 1.; unSur_wprimeCarre = 1./(wprime*wprime);
          iatens = save_resul.sigma_barre_BH_R.end(); iatens--;
          iafct = save_resul.fct_aide.end();iafct--;        
         }
   if (!premiere_charge) // cas où on ne sait pas que l'on est sur une courbe de première charge      
        // donc a priori  courbes secondaires, donc il existe au moins 2 pt de références enregistrées
        // à moins qu'en dépilant on s'apperçoit que l'on a également rejoint la courbe de première charge
           // on commence par essayer de remonter de 2 dans les listes de pointeurs 
          {// on définit le pointeur de première fonction de charge
           List_io <double>::iterator ip1 = save_resul.fct_aide.end();ip1--;           
           if(pt_sur_principal)
             // on est sur la liste principale, et  pas sur la première charge, on dépile
             {iatens++;iafct++;iatens_princ++; iafct_princ++;
              // on vérifie que l'on n'a pas rejoint la première charge, ce qui peut arriver lorsque l'on passe
              // de tout traction en directement une coincidence en compression 
              if (iafct == ip1)
                { premiere_charge = true;}
              else // sinon on peut encore dépiler ce qui est le cas d'une boucle 
               { iatens++;iafct++;iatens_princ++; iafct_princ++;
                 // puis on recommence la vérif 
                 if (iafct == ip1)
                   { premiere_charge = true;} // dans ce cas la coincidence est avec la première charge
                 // sinon on laisse comme c'est, et premiere_charge est false  
                 }
               }    
           else // sinon il faut tester si l'on épuise la liste secondaire
             { iatens++;iafct++; // on incrémente
               // puis on vérifie que l'incrémentation est valide
               if (iatens == save_resul.sigma_barre_BH_R_t_a_tdt.end())
                 { // on est revenu sur la liste principale
                  iatens = iatens_princ; iafct = iafct_princ;
                  // comme l'incrémentation que l'on venait de faire n'était pas valide
                  // on la refait, mais maintenant sur la liste principale
 // pas sur à vérifier ---------- !!!!!!!!!!!                 
                  iatens++;iatens_princ++; iafct++; iafct_princ++;
                  pt_sur_principal = true;
                  // on vérifie que l'on n'a pas rejoint la première charge, 
                  // ce qui peut arriver lorsque l'on passe
                  // de tout traction en directement une coincidence en compression 
                  if (iafct == ip1)
                    { premiere_charge = true;} // et le traitement sera fait après
                  else // sinon on peut encore dépiler ce qui est le cas d'une boucle 
                    { iatens++;iafct++;iatens_princ++; iafct_princ++;
                      // puis on recommence la vérif 
                      if (iafct == ip1)
                        { premiere_charge = true;} // dans ce cas la coincidence est avec la première charge
                      // sinon on laisse comme c'est, et premiere_charge est false  
                     }
                 }
               } // fin du else quand on parcours la liste secondaire
         } // fin du else : cas on on est pas sur la première charge 
   
   // traitement particulier dans le cas où on a rejoint la première charge
   if (premiere_charge) // cas où l'on est sur la courbe de première charge
        { wprime = 1.; unSur_wprimeCarre = 1./(wprime*wprime);
          iatens = save_resul.sigma_barre_BH_R.end(); iatens--;
          iafct = save_resul.fct_aide.end();iafct--;
          W_a = *save_resul.ip2; // on récupère la valeur de la fct d'aide au deuxième point        
         }
   else
      // on met à jour la fonction d'aide, en indiquant que l'on a rattrapé une courbe
      {W_a = *iafct; wprime = 2.; unSur_wprimeCarre = 1./(wprime*wprime);}
          
   // gestion pour la sauvegarde ultérieure            
   if (save_resul.modif == 0)
      {save_resul.modif = 1;} // on signale qu'il y a une coincidence
   else if (save_resul.modif == 2)  // cas ou l'on suit une inversion
      {save_resul.modif = 3;} // on signale que l'on est en mixte
   // sinon cela signifie que l'on est déjà en mixte   
   save_resul.indic_coin.push_back(true); // signale la coincidence  
   save_resul.nb_coincidence++; // on incrémente le nombre de coincidence sur le pas de temps
   // fin et retour, comme le calcul n'est pas fini on retourne false
   return false;   
  };

// initialisation éventuelle des variables thermo-dépendantes
void Hysteresis1D::Init_thermo_dependance()
 { // cas d'une thermo dépendance, on calcul les grandeurs en fonction de la température
   if (xnp_temperature != NULL) xnp = xnp_temperature->Valeur(*temperature);
   if (Qzero_temperature != NULL) Qzero = Qzero_temperature->Valeur(*temperature);
   if (xmu_temperature != NULL) xmu = xmu_temperature->Valeur(*temperature);		
 };		  	

 // calcul de l'avancement temporel sur 1 pas,
 // utilisé par les 3 programmes principaux: 
 // Calcul_SigmaHH, Calcul_DsigmaHH_tdt, Calcul_dsigma_deps,
 void Hysteresis1D::Avancement_temporel(const Tenseur1BB & delta_epsBB,const Tenseur1HH & gijHH
                                 ,SaveResulHysteresis1D & save_resul
                                 ,Tenseur1HH & sigHH)
 {    
    // le tenseur des contraintes initiale en mixte, qui sera considéré comme la contrainte de début
    // de calcul, pour toute la suite, s'il y a plusieurs passage dans la boucle while qui suit, 
    // sigma_i_barre_BH variera, à chaque passage
    // on utilise le sigmaBH sauvegardé plutôt que le sigmaHH ce qui signifie que l'on effectue un transport
    // en mixte plutôt qu'en 2 fois contravariants !!
    sigma_i_barre_BH = save_resul.sigma_barre_BH_t;
    
    //récup et initialisation des variables de travail
    // iatens_princ: pointeur sur la liste déjà enregistrée, iatens: pointeur courant
    List_io <Tenseur1BH>::iterator iatens_princ = save_resul.sigma_barre_BH_R.begin();
    List_io <Tenseur1BH>::iterator iatens = iatens_princ;
    // idem pour la fonction d'aide
    List_io <double>::iterator iafct_princ = save_resul.fct_aide.begin();
    List_io <double>::iterator iafct = iafct_princ;
    // un pointeur qui indique si les pointeurs courants sont sur les listes principales ou 
    // sur les nouvelles liste
    bool pt_sur_principal = true; 
    save_resul.nb_coincidence=0; // init au début du pas, pour l'instant on n'a pas de coïncidence

    double W_a = save_resul.fonction_aide_t; // valeur courante de la fonction d'aide
    double delta_W_a = 0.; // valeur courante du delta W
    wprime = save_resul.wprime_t; // initialisation du paramètre de masing
    double unSur_wprimeCarre= 1./(wprime*wprime);
    delta_barre_epsBH = delta_epsBB * gijHH; // incrément de def en mixte
    
    // indicateur pour gérer la fin du traitement
    bool fin_traitement= false;
    //  ==== 1 ===  calcul de la contrainte à tdt =============
    // faire tant que fin_traitement n'est pas bon 
    int nb_coin_inver=0; // compteur pour éviter une boucle infinie
    while (!fin_traitement)
     {// initialisation des variables de travail qui peuvent varier à chaque passage 
      sigma_barre_BH_R = *iatens; // la contrainte de référence
      delta_sigma_barre_BH_Rat = sigma_i_barre_BH - sigma_barre_BH_R;
     
      // le calcul de la contrainte s'effectue par la résolution de l'équation différentielle
      // du schéma constitutif
      //  sigma_point = 2*mu*D_barre + beta*phi*(delta_barre de t à R de Sigma) 
    
      // méthode permettant le calcul de sigma à tdt par différente méthodes: linéarisation
      // ou kutta
      // en sortie calcul de : 
      //    sigma_t_barre_tdt, delta_sigma_barre_tdt_BH
      CalculContrainte_tdt(save_resul.indicateurs_resolution);
      
      delta_sigma_barre_BH_Ratdt =  sigma_t_barre_tdt - sigma_barre_BH_R;
      
      // 2==== gestion de la mémoire discrète
//      double phi_1_dt = delta_sigma_barre_BH_Rat && delta_barre_epsBH;
// modif le 10 mai 2016: a priori il vaut mieux calculer le phi à tdt plutôt que t
      double phi_1_dt = delta_sigma_barre_BH_Ratdt && delta_barre_epsBH;
      
      if (phi_1_dt<0.) // au lieu de (delta_W_a < 0.) : cf. thèse de Nicolas
       // --- cas de la détection d'un point d'inversion ----
       { // on vérifie la cohérence de la valeur de la fonction d'aide (qui n'a rien à voir ici
         // et donc doit être inférieur au maxi)
         if (W_a > *iafct)
           {cout << "\n erreur dans l'algorithme de gestion de la memoire discrete,  "
                 << " bien que l'on ait detecte un point d'inversion, il se trouve que la fonction d'aide "
                 << " est superieur au dernier maxi, ce qui signifie que le calcul de l'integrale de la puissance "
                 << " non reversible (phi(t)) n'a pas ete correcte (c'est une erreur cumulee), du sans doute a des pas de temps trop grand, "
                 << " il n'est pas possible de continuer le calcul, essayer de le reprendre avec un pas de temps plus petit ! "
                 << " \n W_a= " << W_a  << " iafct= " << *iafct 
                 << "\n Hysteresis1D::Avancement_temporel(..." 
                 << endl;
            Sortie(1);
           };
 // -----  débug (a virer ) ------ 
//     // on vérifie que le niveau de la fonction d'aide est acceptable
//     //  d'abord les points déjà existants
//	 List_io <double>::iterator iaf,iafend = save_resul.fct_aide.end();
//	 for (iaf=save_resul.fct_aide.begin();iaf!=iafend;iaf++)
//        if (W_a > *iaf)
//           {cout << "\n erreur 1 W_a= " << W_a << " *iaf= " << *iaf 
//                 << " iafct= " << *iafct << endl;Sortie(1);}
//     // ensuite la liste intermédiaire
//	 List_io <double>::iterator iafe,iafende = save_resul.fct_aide_t_a_tdt.end();
//	 for (iafe=save_resul.fct_aide_t_a_tdt.begin();iafe!=iafende;iafe++)
//        if (W_a > *iafe)
//           {cout << "\n erreur 2 " << endl;Sortie(1);}
// ----- fin débug  (a virer ) ------ 
       
         if (save_resul.modif == 0)
           {save_resul.modif = 2;} // on signale qu'il y a une inversion
         else if (save_resul.modif == 1)  // cas ou l'inversion suit une coincidence
           {save_resul.modif = 3;} // on signale que l'on est en mixte
         // sinon c'est = 3, on le laisse en 3 : c'est-a-dire en mixte  
         save_resul.indic_coin.push_back(false); // signale l'inversion  
         // ajout de la contrainte de référence = sigma at, et du niveau de la fonction d'aide
         save_resul.sigma_barre_BH_R_t_a_tdt.push_front(sigma_i_barre_BH); 
         save_resul.fct_aide_t_a_tdt.push_front(W_a);
         iatens = save_resul.sigma_barre_BH_R_t_a_tdt.begin(); // pour l'init du début du while générale
         iafct = save_resul.fct_aide_t_a_tdt.begin();
         pt_sur_principal = false; // on indique que maintenant on pointe sur la nouvelle liste
         W_a=0.; delta_W_a = 0.; // on ré-initialise pour les futures coincidences éventuelles
         // on indique le point d'inversion pour les futurs traitements
         sigma_barre_BH_R = save_resul.sigma_barre_BH_R_t_a_tdt.front();
         // point d'inversion
         save_resul.wprime_tdt = 2.;
         wprime = 2.; unSur_wprimeCarre = 1./(wprime*wprime);
         fin_traitement = false; // il faut recalculer avec le nouveau point d'inversion
       }
      else // sinon (phi_1_dt >= 0.) donc pas d'inversion
       {double phidt = delta_sigma_barre_BH_Ratdt && delta_barre_epsBH;
        // dans l'expression suivante, on utilise la règle des trapèzes pour le calcul de l'incrément
        delta_W_a =  0.5*(phi_1_dt + phidt) * unSur_wprimeCarre;
        W_a += delta_W_a;
        if ((W_a <= *iafct) // cas normal après plusieurs inversion
            || (save_resul.fct_aide.size() == 1) || (wprime == 1.)) // cas de la courbe de première charge
         { // --- cas d'une évolution normale sans inversion ni coincidence ---
           // mais cette évolution peut-être la fin après une coincidence par exemple, donc
           // on ne modifie pas save_resul.modif
           save_resul.sigma_barre_BH_tdt = sigma_t_barre_tdt;
           save_resul.fonction_aide_tdt = W_a;
           save_resul.wprime_tdt = wprime;
           fin_traitement = true;
           // calcul de la contrainte de retour
           sigHH = gijHH * sigma_t_barre_tdt;
         }
        else // sinon (W_a > save_resul.fct_aide.front()) -> coincidence 
         { // et ici il y a forcément plus de 1 point d'inversion
           if (W_a <= *(save_resul.ip2))
//           if (W_a > *(save_resul.ip2))
            { // --- cas d'une coincidence quelconque ou sur première charge ---
              fin_traitement = Coincidence(unSur_wprimeCarre,false,save_resul,W_a,iatens
                                     ,iafct,pt_sur_principal,iatens_princ,iafct_princ,delta_W_a);
              if (fin_traitement) // calcul de la contrainte de retour si le traitement est fini
                  sigHH = gijHH * sigma_t_barre_tdt;
             }
           else // coincidence avec la courbe de première charge
            { fin_traitement = Coincidence(unSur_wprimeCarre,true,save_resul,W_a,iatens
                                    ,iafct,pt_sur_principal,iatens_princ,iafct_princ,delta_W_a);
              if (fin_traitement) // calcul de la contrainte de retour si le traitement est fini
                  sigHH = gijHH * sigma_t_barre_tdt;
             }       
          }; // -- fin du else du if (phi_1_dt<0.) : évolution normale
       }; // -- fin du else du if (phi_1_dt<0.) :  point d'inversion
        
      // on regarde si l'on n'a pas dépassé le nombre de boucle maxi permis: ce qui permet
      // d'éviter les boucles infinies
      nb_coin_inver++;
      if (nb_coin_inver > nb_maxInvCoinSurUnPas)
       { // dans ce cas cela signifie qu'il y a pb et on arrête en générant une interruption d'erreur
         // de convergence dans une loi de comportement
           throw ErrNonConvergence_loiDeComportement();break;
       };
     }; // -- fin du While (!fin_traitement)
 };

/*          // **********calcul d'une dérivée numérique-------------
          double peti= 1.E-10;
          double lambda_ver = lambda+peti;
          double un_sur_1_plus_2_G_lambda_ver = 1. / (1. + deux_G*lambda_ver);
          double un_sur_1_plus_2_G_lambda2_ver = 
                    un_sur_1_plus_2_G_lambda_ver * un_sur_1_plus_2_G_lambda_ver;
          double alphaa_ver = un_sur_1_plus_2_G_lambda_ver*deux_G;
          double alphaa2_ver = un_sur_1_plus_2_G_lambda2_ver * deux_G_carre;
          double omega_ver = alphaa_ver*K/(alphaa_ver+2.*K); double omega2_ver = omega_ver*omega_ver; 
          // a moins que lambda soit très grand on  considère qu'omega est positif
          // par contre lambda peut-être négatif
  //        if (lambda >= 0)
          double   delta_eps_equi_ver = 2.*lambda_ver*omega_ver * eps_elasBH(1,1);
 //         delta_eps_equi = 2.*lambda*omega * sqrt(c_c);
          double epsilon_barre_ver = epsilon_barre_t +  // def plastique cumulée
                            delta_eps_equi_ver; 
          // nouvelle valeur de la variation de sigma_barre
          // et valeur de la tangente de la courbe d'écrouissage
          Courbe1D::ValDer valder_ver = f_ecrouissage->Valeur_Et_derivee(epsilon_barre_ver);
          double sig_equi_ver = valder_ver.valeur;
                                      
          // calcul du résidu
          double res_plas_ver = 3.*c_c*omega2_ver - sig_equi_ver * sig_equi_ver * un_tiers;
          double der1 = 3.*c_c*(omega2_ver-omega2)/peti;
          double dereps_barre = (epsilon_barre_ver -epsilon_barre)/peti;
          double der2 = un_tiers*(- sig_equi_ver * sig_equi_ver - - sig_equi * sig_equi)/peti;
          double der = (res_plas_ver - res_plas)/peti;
          double delta_lambda_ver = - res_plas/der ; 
          // **********fin du calcul de la dérivée numérique------- */