// 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.
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// Copyright (C) 1997-2022 Université Bretagne Sud (France)
// AUTHOR : Gérard Rio
// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
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//
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// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
//
// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
/************************************************************************
* DATE: 23/01/97 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
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* BUT: Classe generique des elements frontieres. *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
#ifndef ELFRONTIERE_H
#define ELFRONTIERE_H
#include "Tableau_T.h"
#include "Noeud.h"
#include "string.h"
// #include "bool.h"
#include "DdlElement.h"
#include "Plan.h"
#include "ElemGeomC0.h"
#include "Met_abstraite.h"
#include "Enum_type_geom.h"
#include "Enum_dure.h"
/** @defgroup Les_Elements_de_frontiere
*
* BUT: groupe concernant les éléments géométriques définissant les frontières 1D, 2D, 3D
*
* \author Gérard Rio
* \version 1.0
* \date 23/01/97
* \brief groupe concernant les éléments géométriques définissant les frontières 1D, 2D, 3D
*
*/
/// @addtogroup Les_Elements_de_frontiere
/// @{
///
class ElFrontiere
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
// par defaut
ElFrontiere ();
// fonction du tableau des noeuds sommet, des ddlElements
ElFrontiere (const Tableau <Noeud *>& tab,const DdlElement& ddlElem);
// nbnoeud permet de faire les verifications de tailles de tableau en debug
// par les classe derivees
ElFrontiere (const Tableau <Noeud *>& tab,const DdlElement& ddlElem,int nbnoeud);
ElFrontiere(const ElFrontiere& a); // de copie
// DESTRUCTEUR : défini dans les classes dérivées
virtual ~ElFrontiere () ;
// METHODES PUBLIQUES :
// surcharge de l'affectation
virtual ElFrontiere& operator = (const ElFrontiere& a);
// retourne le type de l'element frontiere
virtual string TypeFrontiere() const = 0;
// retourne le type de géométrie de l'élément frontière: POINT_G, LIGNE ou SURFACE
Enum_type_geom Type_geom_front() const
{return Type_geom_generique(ElementGeometrique().TypeGeometrie());};
// retourne l'élément géométrique attaché à l'élément frontière
virtual ElemGeomC0 & ElementGeometrique() const = 0;
// surcharge des tests
// ========================================================================
// IMPORTANT !!!
// le test d'egalite ne concerne que les noeuds , pas
// les donnees particulieres des elements derivees, qui en faites sont
// sujet a variation, donc pas discriminant¨
// ========================================================================
virtual bool operator == (const ElFrontiere& a) const;
bool operator != (const ElFrontiere& a) const
{ if (*this == a) return false; else return true; };
// test de relation d'ordre : on utilise uniquement
// les numéros de noeuds et de maillage
// l'idée est d'avoir un moyen de classer les frontières entres elles
// pour ensuite par exemple, pouvoir classer des listes de frontières
inline bool operator < (const ElFrontiere& a) const;
// retourne le tableau de noeud en lecture seulement
inline const Tableau <Noeud *>& TabNoeud_const() const { return tabNoeud;} ;
// retourne le tableau de noeud en lecture lecture/écriture
inline Tableau <Noeud *>& TabNoeud() { return tabNoeud;} ;
// retourne les ddl elements en lecture / écriture
inline DdlElement& DdlElem() { return ddlElem;} ;
// retourne les ddl elements en lecture seulement
inline const DdlElement& DdlElem_const() const { return ddlElem;} ;
// retourne le tableau d'element frontiere en lecture / écriture
inline Tableau <ElFrontiere*>& TabFront() { return tabfront;};
// retourne le tableau d'element frontiere en lecture uniquement
inline const Tableau <ElFrontiere*>& TabFront_const() const { return tabfront;};
// creation d'un nouvelle element frontiere identique
virtual ElFrontiere * NevezElemFront() const = 0;
// creation d'un nouvelle element frontiere de meme type mais
// avec des donnees differentes
virtual ElFrontiere * NevezElemFront
( const Tableau <Noeud *>& tab, const DdlElement& ddlElem) const = 0;
// cree et retourne un element frontiere ayant une orientation opposee
virtual ElFrontiere * Oppose() const;
// ramene et calcul les coordonnees du point de reference de l'element
virtual Coordonnee Ref() = 0;
// calcul éventuel de la normale à un noeud
// ce calcul existe pour les éléments 2D, 1D axi, et aussi pour les éléments 1D
// qui possède un repère d'orientation
// en retour coor = la normale si coor.Dimension() est = à la dimension de l'espace
// si le calcul n'existe pas --> coor.Dimension() = 0
// ramène un entier :
// == 1 : calcul normal
// == 0 : problème de calcul -> coor.Dimension() = 0
// == 2 : indique que le calcul n'est pas licite pour le noeud passé en paramètre
// mais il n'y a pas d'erreur, c'est seulement que l'élément n'est pas ad hoc pour
// calculer la normale à ce noeud là
// temps: indique à quel moment on veut le calcul
int CalculNormale_noeud(Enum_dure temps,const Noeud& noe,Coordonnee& coor);
// ramene un plan tangent ou une droite tangente au point de reference
// si indic = 1 -> une droite, =2 -> un plan
// ces infos sont stocke et sauvegardees dans l'element de frontiere
virtual void TangentRef(Droite& dr, Plan& pl, int& indic) = 0;
// M est un point appartenant au dernier plan tangent, sauvegarde dans l'element frontiere
// - calcul du point M1 correspondant sur la surface, M1 est stocke
// _ calcul et retour du plan tangent (ou une droite tangente) au point M1
// si indic = 1 -> une droite, =2 -> un plan
// ces infos sont stocke et sauvegardees dans l'element de frontiere
virtual void Tangent(const Coordonnee& M,Coordonnee& M1, Droite& dr, Plan& pl, int& indic) = 0;
// ramene un autre plan tangent ou une droite tangente genere de maniere pseudo aleatoire
// si indic = 1 -> une droite, =2 -> un plan
// ces infos sont stocke et sauvegardees dans l'element de frontiere
virtual void AutreTangent(Droite& dr, Plan& pl, int& indic) = 0;
// ramene true si le dernier point M1 est dans l'element , sinon false
// le calcul est fait à eps relatif près
virtual bool InSurf(const double& eps) const = 0;
// actualise , puis ramene le dernier plan tangent (ou droite tangente) calcule
// dans le cas 1D, ramene un point
// en sortie : si indic =0 -> un point, indic = 1 -> une droite, indic = 2 -> un plan
// ramène éventuellement la variation du vecteur normale pour un plan en 3D ou une ligne en 2D
// dans le cas d'une ligne en 3D ramène la variation du vecteur tangent: si var_normale = true, sinon ramène NULL
virtual Tableau <Coordonnee >* DernierTangent(Droite& dr, Plan& pl, int& indic,bool avec_var=false) = 0;
// affichage des infos de l'elements frontiere
virtual void Affiche(Enum_dure temp = TEMPS_tdt) const = 0;
// test si la position d'un point est du bon cote ( c-a-d hors matiere) ou non
// si le point est sur la surface, ramène false
// ramene true si hors matiere, sinon false
// le test sur a est executer uniquement dans les cas suivants :
// dimension 3D et frontiere 2D
// dimension 3D axi et frontière 1D
// dimension 2D et frontiere 1D
// ->>> dimension 3D et frontiere 1D, pas de verif
// ->>> autre cas ne doivent pas arriver normalement !!
// retour de r = distance du point à la surface, ligne
virtual bool BonCote_t( const Coordonnee& a,double& r) const = 0; // cas ou on utilise la frontiere a t
virtual bool BonCote_tdt( const Coordonnee& a,double& r) const = 0; // cas ou on utilise la frontiere a tdt
// calcul les fonctions d'interpolation au dernier point de projection sauvegarde
virtual const Vecteur& Phi() = 0;
// creation et ramene des pointeurs sur les frontieres de l'element frontiere
// au premier appel il y a construction, ensuite on ne fait que ramener le tableau
// à moins qu'il soit effacé
virtual Tableau <ElFrontiere*>& Frontiere() = 0;
// effacement de la place memoire des frontieres de l'element frontiere
virtual void EffaceFrontiere();
// ramène la métrique associée à l'élément
virtual Met_abstraite * Metrique() =0;
// cas d'un élément frontière surface:
// ramène une surface approximative de l'élément (toujours > 0) : calculée à l'aide
// d'une triangulation, puis des produits vectoriels
// ramène une valeur nulle, s'il n'y a pas de surface
double SurfaceApprox();
// cas d'un élément frontière ligne:
// ramène, une longueur approximative de l'élément (toujours > 0) : calculée à l'aide
// de la ligne représentée par une suite de segments rejoignants les noeuds
// ramène une valeur nulle, s'il n'y a pas de ligne
virtual double LongueurApprox() { return 0; };
// ramène la distance maxi entre deux noeuds de l'élément à tdt
double MaxDiagonale_tdt();
// ramène l'encombrement de l'élément sous forme du point ayant les coordonnées mini
// et le point ayant les coordonnées les maxi
const Coordonnee& Encom_mini() {return encomb_min;};
const Coordonnee& Encom_maxi() {return encomb_max;};
// met à jour la boite d'encombrement
void AjourBoiteEncombrement();
// 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 Projection_normale(const Coordonnee& M, Coordonnee& P);
//----- lecture écriture de restart -----
// ceci concerne uniquement les informations de la classe générique
void Lecture_base_info_ElFrontiere(istream& ent);
void Ecriture_base_info_ElFrontiere(ostream& sort);
// ceci concerne uniquement les informations spécifiques des classes dérivées
// dans le cas de l'utilisation de la frontière pour la projection d'un point sur la frontière
// il s'agit donc d'un cas particulier
virtual void Lecture_base_info_ElFrontiere_pour_projection(istream& ent) = 0;
virtual void Ecriture_base_info_ElFrontiere_pour_projection(ostream& sort) = 0;
protected :
// VARIABLES PROTEGEES :
Tableau <Noeud *> tabNoeud; // le tableau de noeud associe a l'element frontiere
DdlElement ddlElem; // les ddl specifiques aux noeuds de l'element frontiere
Tableau <ElFrontiere*> tabfront; // frontiere de l'element frontiere
Coordonnee encomb_min,encomb_max; // boite d'encombrement des noeuds de l'élément
static unsigned int nrand ; // pour la generation de nombre aleatoire
// METHODES PROTEGEES :
// test si le point passé en argument appartient à la boite d'encombrement de la frontière
// fonction interne pour faciliter les tests, mais c'est celle de Front qui est a utiliser
bool In_boite_emcombrement(const Coordonnee& M) const;
};
/// @} // end of group
#endif