// FICHIER : SfeMembT.h
// CLASSE : SfeMembT
// 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) .
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// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
//
// Copyright (C) 1997-2021 Université Bretagne Sud (France)
// AUTHOR : Gérard Rio
// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
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// it under the terms of the GNU General Public License as published by
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//
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// along with this program. If not, see .
//
// For more information, please consult: .
/************************************************************************
* DATE: 04/07/2008 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: *
* $ *
* La classe SfeMembT permet de declarer des elements SFE et de realiser*
* le calcul du residu local et de la raideur locale pour une loi de *
* comportement donnee. La dimension de l'espace pour un tel element est*
* soit 2 ou 3 suivant que l'on travaille en contrainte plane ou 3D *
* l'interpolation le nombre de point d'integration sont definit dans *
* les classes derivees. *
* *
* l'element est virtuel. $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
// -----------classe pour un calcul de mecanique---------
#ifndef SFEMEMBT_H
#define SFEMEMBT_H
#include "ParaGlob.h"
#include "ElemMeca.h"
#include "Met_Sfe1.h"
#include "ElemGeomC0.h"
#include "GeomSeg.h"
#include "Noeud.h"
#include "UtilLecture.h"
#include "Tenseur.h"
#include "NevezTenseur.h"
#include "DeformationSfe1.h"
#include "EnuTypeCL.h"
#include "Epai.h"
/// @addtogroup groupe_des_elements_finis
/// @{
///
class SfeMembT : public ElemMeca
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
// Constructeur par defaut
SfeMembT ();
// Constructeur fonction d'un numero
// d'identification , d'identificateur d'interpolation et de geometrie
// et éventuellement un string d'information annexe
SfeMembT (int num_mail,int num_id,Enum_interpol id_interp_elt,Enum_geom id_geom_elt,string info="");
// Constructeur fonction d'un numero de maillage et d'identification,
// du tableau de connexite des noeuds, d'identificateur d'interpolation et de geometrie
// et éventuellement un string d'information annexe
SfeMembT (int num_mail,int num_id,Enum_interpol id_interp_elt,Enum_geom id_geom_elt,
const Tableau& tab,string info="") ;
// Constructeur de copie
SfeMembT (const SfeMembT& sfe);
// DESTRUCTEUR :
~SfeMembT ();
// Surcharge de l'operateur = : realise l'affectation entre deux instances de SfeMembT
// SfeMembT& operator= (const SfeMembT& sfe);
// METHODES :
// 1) derivant des virtuelles pures
// Lecture des donnees de la classe sur fichier
void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture *,Tableau * );
// affichage d'info en fonction de ordre
// ordre = "commande" : affichage d'un exemple d'entree pour l'élément
void Info_com_Element(UtilLecture * entreePrinc,string& ordre,Tableau * tabMaillageNoeud)
{ return Element::Info_com_El(nombre->nbnte,entreePrinc,ordre,tabMaillageNoeud);};
// ramene l'element geometrique
ElemGeomC0& ElementGeometrique() const { return *(unefois->doCoMemb->eleCentre);};
// ramene l'element geometrique en constant
const ElemGeomC0& ElementGeometrique_const() const {return *(unefois->doCoMemb->eleCentre);};
// calcul d'un point dans l'élément réel en fonction des coordonnées dans l'élément de référence associé
// temps: indique si l'on veut les coordonnées à t = 0, ou t ou tdt
// 1) cas où l'on utilise la place passée en argument
Coordonnee & Point_physique(const Coordonnee& c_int,Coordonnee & co,Enum_dure temps);
// 3) cas où l'on veut les coordonnées aux 1, 2 ou trois temps selon la taille du tableau t_co
void Point_physique(const Coordonnee& c_int,Tableau & t_co);
// -- connaissances particulières sur l'élément
// ramène l'épaisseur de l'élément
// =0. si la notion d'épaisseurs ne veut rien dire pour l'élément
virtual double Epaisseurs(Enum_dure enu, const Coordonnee& ) {return H(enu);};
// ramène l'épaisseur moyenne de l'élément (indépendante du point)
// =0. si la notion d'épaisseurs ne veut rien dire pour l'élément
virtual double EpaisseurMoyenne(Enum_dure enu) {return H(enu);};
// vérification que la courbure ne soit pas anormale au temps enu
// inf_normale : indique en entrée le det mini pour la courbure en locale
// retour 1: si tout est ok,
// 0: une courbure trop grande a été détecté
// retour = -1 : il y a un pb inconnue dans le calcul
int Test_courbure_anormale3(Enum_dure enu,double inf_normale);
// retourne la liste des données particulières actuellement utilisés
// par l'élément (actif ou non), sont exclu de cette liste les données particulières des noeuds
// reliés à l'élément
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
List_io Les_types_particuliers_internes(bool absolue) const;
// récupération de grandeurs particulières au numéro d'ordre = iteg
// celles-ci peuvent être quelconques
// en retour liTQ est modifié et contiend les infos sur les grandeurs particulières
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
void Grandeur_particuliere (bool absolue,List_io& liTQ,int iteg);
// inactive les ddl du problème primaire de mécanique
inline void Inactive_ddl_primaire()
{ElemMeca::Inact_ddl_primaire(unefois->doCoMemb->tab_ddl);};
// active les ddl du problème primaire de mécanique
inline void Active_ddl_primaire()
{ElemMeca::Act_ddl_primaire(unefois->doCoMemb->tab_ddl);};
// ajout des ddl de contraintes pour les noeuds de l'élément
inline void Plus_ddl_Sigma()
{ElemMeca::Ad_ddl_Sigma(unefois->doCoMemb->tab_ddlErr);};
// inactive les ddl du problème de recherche d'erreur : les contraintes
inline void Inactive_ddl_Sigma()
{ElemMeca::Inact_ddl_Sigma(unefois->doCoMemb->tab_ddlErr);};
// active les ddl du problème de recherche d'erreur : les contraintes
inline void Active_ddl_Sigma()
{ElemMeca::Act_ddl_Sigma(unefois->doCoMemb->tab_ddlErr);};
// active le premier ddl du problème de recherche d'erreur : SIGMA11
inline void Active_premier_ddl_Sigma()
{ElemMeca::Act_premier_ddl_Sigma();};
// lecture de données diverses sur le flot d'entrée
void LectureContraintes(UtilLecture * entreePrinc)
{ if (unefois->CalResPrem_t == 1)
ElemMeca::LectureDesContraintes (false,entreePrinc,lesPtMecaInt.TabSigHH_t());
else
{ ElemMeca::LectureDesContraintes (true,entreePrinc,lesPtMecaInt.TabSigHH_t());
unefois->CalResPrem_t = 1;
}
};
// retour des contraintes en absolu retour true si elle existe sinon false
bool ContraintesAbsolues(Tableau & tabSig)
{ if (unefois->CalResPrem_t == 1)
ElemMeca::ContraintesEnAbsolues(false,lesPtMecaInt.TabSigHH_t(),tabSig);
else
{ ElemMeca::ContraintesEnAbsolues(true,lesPtMecaInt.TabSigHH_t(),tabSig);
unefois->CalResPrem_t = 1;
}
return true; }
// methode relatives au nombre de pt d'integ
int Nb_pt_int_surf() { return nombre->nbis;}; // nb total de pt d'integ de surface
int Nb_pt_int_epai() { return nombre->nbie;}; // nb total de pt d'integ d'epaisseur
// Libere la place occupee par le residu et eventuellement la raideur
// par l'appel de Libere de la classe mere et libere les differents tenseurs
// intermediaires cree pour le calcul et les grandeurs pointee
// de la raideur et du residu
void Libere ();
// acquisition d'une loi de comportement
void DefLoi (LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi);
// définition de conditions limites pouvant affecter l'élément
// on peut ainsi soit mettre une nouvelle condition, soit changer une ancienne condition
// en cours de calcul, la condition peut changer
// cas d'une seule arête, nb_ar = le numéro de l'arete
// si arTypeCL == RIEN_TYPE_CL, la condition est supprimée, et vpla n'est pas utilisé
void DefCondLim(const EnuTypeCL & arTypeCL,const Coordonnee3& vpla,const int& nb_ar);
// cas de plusieurs arêtes
// si arTypeCL(i) == RIEN_TYPE_CL, la condition est supprimée, et vpla(i) n'est pas utilisé
// cas de plusieurs arêtes, la dimension des tableaux = le nombre d'arêtes
void DefCondLim(const Tableau & arTypeCL,const Tableau & vpla );
// test si l'element est complet
// = 1 tout est ok, =0 element incomplet
int TestComplet();
// Compléter pour la mise en place de la gestion de l'hourglass
Element* Complet_Hourglass(LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi, const BlocGen & bloc) {return this;};
// procedure permettant de completer l'element apres
// sa creation avec les donnees du bloc transmis
// peut etre appeler plusieurs fois
// ici il s'agit de l'epaisseurs
Element* Complete(BlocGen & bloc,LesFonctions_nD* lesFonctionsnD);
// ramene l'epaisseur
inline double H(Enum_dure enu = TEMPS_tdt )
{ if (donnee_specif.epais != NULL){switch (enu)
{ case TEMPS_0: return donnee_specif.epais->epaisseur0; break;
case TEMPS_t: return donnee_specif.epais->epaisseur_t; break;
case TEMPS_tdt: return donnee_specif.epais->epaisseur_tdt; break;
}; return 0.;}
else {return def->DonneeInterpoleeScalaire(EPAIS,enu);};};
// les coordonnees des points dans l'epaisseur
virtual double KSI(int i) = 0;
// ramene vrai si la surface numéro ns existe pour l'élément
// dans le cas des éléments sfe il ne peut y avoir qu'une
// seule surface
bool SurfExiste(int ns) const
{ if ((ns==1)&&(ParaGlob::Dimension() >= 2)) return true; else return false;};
// ramene vrai si l'arête numéro na existe pour l'élément
bool AreteExiste(int na) const
{if ((na <= 3) || (na>= 1)) return true; else return false;};
// retourne les tableaux de ddl associés aux noeuds, gere par l'element
// ce tableau et specifique a l'element
const DdlElement & TableauDdl() const
{ return unefois->doCoMemb->tab_ddl; };
// Calcul du residu local et de la raideur locale,
// pour le schema implicite
Element::ResRaid Calcul_implicit (const ParaAlgoControle & pa);
// Calcul du residu local a t
// pour le schema explicit par exemple
Vecteur* CalculResidu_t (const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::CalculResidu(false,pa);};
// Calcul du residu local a tdt
// pour le schema explicit par exemple
Vecteur* CalculResidu_tdt (const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::CalculResidu(true,pa);};
// Calcul de la matrice masse pour l'élément
Mat_pleine * CalculMatriceMasse (Enum_calcul_masse id_calcul_masse) ;
// --------- calcul dynamique ---------
// calcul de la longueur d'arrête de l'élément minimal
// divisé par la célérité la plus rapide dans le matériau
double Long_arrete_mini_sur_c(Enum_dure temps)
{ int nbn_aconsiderer = 3;
return ElemMeca::Interne_Long_arrete_mini_sur_c(temps,nbn_aconsiderer);};
//------- calcul d'erreur, remontée des contraintes -------------------
// 1) calcul du résidu et de la matrice de raideur pour le calcul d'erreur
Element::Er_ResRaid ContrainteAuNoeud_ResRaid();
// 2) remontée aux erreurs aux noeuds
Element::Er_ResRaid ErreurAuNoeud_ResRaid();
// ------- affichage ou récupération d'informations --------------
// retourne un numero d'ordre d'un point le plus près ou est exprimé la grandeur enum
// par exemple un point d'intégration, mais n'est utilisable qu'avec des méthodes particulières
// par exemple CoordPtInteg, ou Valeur_a_diff_temps
// car le numéro d'ordre peut-être différent du numéro d'intégration au sens classique
// temps: dit si c'est à 0 ou t ou tdt
int PointLePlusPres(Enum_dure temps,Enum_ddl enu, const Coordonnee& M);
// recuperation des coordonnées du point de numéro d'ordre iteg pour
// la grandeur enu
// temps: dit si c'est à 0 ou t ou tdt
// si erreur retourne erreur à true
Coordonnee CoordPtInteg(Enum_dure temps,Enum_ddl enu,int iteg,bool& erreur);
// récupération des valeurs au numéro d'ordre = iteg pour
// les grandeur enu
Tableau Valeur_a_diff_temps(bool absolue,Enum_dure enu_t,const List_io& enu,int iteg);
// récupération des valeurs au numéro d'ordre = iteg pour les grandeurs enu
// ici il s'agit de grandeurs tensorielles, le retour s'effectue dans la liste
// de conteneurs quelconque associée
void ValTensorielle_a_diff_temps(bool absolue,Enum_dure ,List_io& ,int );
// 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
// c'est le cas par exemple des noeuds exterieurs pour les éléments SFE
// 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
// pour des éléments particulier (ex: SFE) la méthode est surchargée
virtual int CalculNormale_noeud(Enum_dure temps, const Noeud& noe,Coordonnee& coor);
//============= lecture écriture dans base info ==========
// cas donne le niveau de la récupération
// = 1 : on récupère tout
// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Lecture_base_info
(ifstream& ent,const Tableau * tabMaillageNoeud,const int cas) ;
// cas donne le niveau de sauvegarde
// = 1 : on sauvegarde tout
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Ecriture_base_info(ofstream& sort,const int cas) ;
// 2) derivant des virtuelles
// ramène le nombre de points d'intégration de surface correspondant à un type énuméré
// ramène 0 si l'élément n'est pas une plaque ou coque
virtual int NbPtIntegSurface(Enum_ddl ) const;
// ramène le nombre de points d'intégration en épaisseur correspondant à un type énuméré
// ramène 0 si l'élément n'est pas une plaque ou coque
virtual int NbPtIntegEpaiss(Enum_ddl ) const ;
// ramene l'element geometrique de surface correspondant au ddl passé en paramètre
// ou null si ce n'est pas définie, dans ce cas si l'élément géométrique de surface est 2D
// cela signifie qu'il faut se référer à l'élément générique: ElementGeometrie(...
virtual ElemGeomC0* ElementGeometrieSurface(Enum_ddl ) const ;
// ramene l'element geometrique d'épaisseur correspondant au ddl passé en paramètre
// ou null si ce n'est pas définie, dans ce cas si l'élément géométrique de surface est 2D
// cela signifie que tout est constant (identique) dans l'épaisseur
virtual ElemGeomC0* ElementGeometrieEpaiss(Enum_ddl ) const;
// retourne un tableau de ddl element, correspondant à la
// composante de sigma -> SIG11, pour chaque noeud qui contiend
// des ddl de contrainte
// -> utilisé pour l'assemblage de la raideur d'erreur
inline DdlElement& Tableau_de_Sig1() const
{return unefois->doCoMemb->tab_Err1Sig11;} ;
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t+dt vers t
void TdtversT();
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t vers tdt
void TversTdt();
// calcul de l'erreur sur l'élément. Ce calcul n'est disponible
// qu'une fois la remontée aux contraintes effectuées sinon aucune
// action. En retour la valeur de l'erreur sur l'élément
// type indique le type de calcul d'erreur :
void ErreurElement(int type,double& errElemRelative
,double& numerateur, double& denominateur);
// mise à jour de la boite d'encombrement de l'élément, suivant les axes I_a globales
// en retour coordonnées du point mini dans retour.Premier() et du point maxi dans .Second()
// la méthode est différente de la méthode générale car il faut prendre en compte l'épaisseur de l'élément
virtual const DeuxCoordonnees& Boite_encombre_element(Enum_dure temps);
// calcul des seconds membres suivant les chargements
// cas d'un chargement volumique,
// force indique la force volumique appliquée
// retourne le second membre résultant
// ici on l'épaisseur de l'élément pour constituer le volume
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_volumique_E_t
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,const ParaAlgoControle & pa,bool sur_volume_finale_)
{ return SfeMembT::SM_charge_volumique_E(force,pt_fonct,false,pa,sur_volume_finale_);} ;
// -> explicite à tdt
Vecteur SM_charge_volumique_E_tdt
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,const ParaAlgoControle & pa,bool sur_volume_finale_)
{ return SfeMembT::SM_charge_volumique_E(force,pt_fonct,true,pa,sur_volume_finale_);} ;
// -> implicite,
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
ResRaid SMR_charge_volumique_I
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,const ParaAlgoControle & pa,bool sur_volume_finale_) ;
// cas d'un chargement surfacique, sur les frontières des éléments
// force indique la force surfacique appliquée
// numface indique le numéro de la face chargée
// retourne le second membre résultant
// -> version explicite à t
Vecteur SM_charge_surfacique_E_t
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_surfacique_E(force,pt_fonct,numFace,false,pa);} ;
// -> version explicite à tdt
Vecteur SM_charge_surfacique_E_tdt
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_surfacique_E(force,pt_fonct,numFace,true,pa);} ;
// -> implicite,
// pa : permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
ResRaid SMR_charge_surfacique_I
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa) ;
// cas d'un chargement lineique, sur les aretes frontières des éléments
// force indique la force lineique appliquée
// numarete indique le numéro de l'arete chargée
// retourne le second membre résultant
// NB: il y a une définition par défaut pour les éléments qui n'ont pas
// d'arete externe -> message d'erreur d'où le virtuel et non virtuel pur
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_lineique_E_t(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_lineique_E(force,pt_fonct,numArete,false,pa);} ;
// -> explicite à tdt
Vecteur SM_charge_lineique_E_tdt(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_lineique_E(force,pt_fonct,numArete,true,pa);} ;
// -> implicite,
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
ResRaid SMR_charge_lineique_I(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa) ;
// cas d'un chargement lineique suiveuse, sur les aretes frontières des éléments 2D (uniquement)
// force indique la force lineique appliquée
// numarete indique le numéro de l'arete chargée
// retourne le second membre résultant
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_lineique_Suiv_E_t(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_lineique_Suiv_E(force,pt_fonct,numArete,false,pa);} ;
// -> explicite à tdt
Vecteur SM_charge_lineique_Suiv_E_tdt(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_lineique_Suiv_E(force,pt_fonct,numArete,true,pa);} ;
// -> implicite,
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
ResRaid SMR_charge_lineique_Suiv_I(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa) ;
// cas d'un chargement de type pression, sur les frontières des éléments
// pression indique la pression appliquée
// numface indique le numéro de la face chargée
// retourne le second membre résultant
// NB: il y a une définition par défaut pour les éléments qui n'ont pas de
// surface externe -> message d'erreur d'où le virtuel et non virtuel pur
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_pression_E_t(double pression,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_pression_E(pression,pt_fonct,numFace,false,pa);};
// -> explicite à tdt
Vecteur SM_charge_pression_E_tdt(double pression,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_pression_E(pression,pt_fonct,numFace,true,pa);};
// -> implicite,
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
ResRaid SMR_charge_pression_I(double pression,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa) ;
// cas d'un chargement de type pression unidirectionnelle, sur les frontières des éléments
// presUniDir indique le vecteur appliquée
// numface indique le numéro de la face chargée
// retourne le second membre résultant
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_presUniDir_E_t(const Coordonnee& presUniDir,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_presUniDir_E(presUniDir,pt_fonct,numFace,false,pa);} ;
// -> explicite à tdt
Vecteur SM_charge_presUniDir_E_tdt(const Coordonnee& presUniDir,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
{ return SfeMembT::SM_charge_presUniDir_E(presUniDir,pt_fonct,numFace,true,pa);} ;
// -> implicite,
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
ResRaid SMR_charge_presUniDir_I(const Coordonnee& presUniDir,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa);
// cas d'un chargement surfacique hydrostatique,
// poidvol: indique le poids volumique du liquide
// M_liquide : un point de la surface libre
// dir_normal_liquide : direction normale à la surface libre
// retourne le second membre résultant
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_hydrostatique_E_t(const Coordonnee& dir_normal_liquide,const double& poidvol
,int numFace,const Coordonnee& M_liquide,const ParaAlgoControle & pa
,bool sans_limitation)
{ return SfeMembT::SM_charge_hydrostatique_E(dir_normal_liquide,poidvol,numFace,M_liquide,false,pa,sans_limitation);};
// -> explicite à tdt
Vecteur SM_charge_hydrostatique_E_tdt(const Coordonnee& dir_normal_liquide,const double& poidvol
,int numFace,const Coordonnee& M_liquide,const ParaAlgoControle & pa
,bool sans_limitation)
{ return SfeMembT::SM_charge_hydrostatique_E(dir_normal_liquide,poidvol,numFace,M_liquide,true,pa,sans_limitation);};
// -> implicite,
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
ResRaid SMR_charge_hydrostatique_I(const Coordonnee& dir_normal_liquide,const double& poidvol
,int numFace,const Coordonnee& M_liquide,const ParaAlgoControle & pa
,bool sans_limitation) ;
// cas d'un chargement surfacique hydro-dynamique,
// Il y a trois forces: une suivant la direction de la vitesse: de type traînée aerodynamique
// Fn = poids_volu * fn(V) * S * (normale*u) * u, u étant le vecteur directeur de V (donc unitaire)
// une suivant la direction normale à la vitesse de type portance
// Ft = poids_volu * ft(V) * S * (normale*u) * w, w unitaire, normal à V, et dans le plan n et V
// une suivant la vitesse tangente de type frottement visqueux
// T = to(Vt) * S * ut, Vt étant la vitesse tangentielle et ut étant le vecteur directeur de Vt
// coef_mul: est un coefficient multiplicateur global (de tout)
// retourne le second membre résultant
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_hydrodynamique_E_t( Courbe1D* frot_fluid,const double& poidvol
, Courbe1D* coef_aero_n,int numFace,const double& coef_mul
, Courbe1D* coef_aero_t,const ParaAlgoControle & pa)
{return SM_charge_hydrodynamique_E(frot_fluid,poidvol,coef_aero_n,numFace,coef_mul,coef_aero_t,false,pa);};
// -> explicite à tdt
Vecteur SM_charge_hydrodynamique_E_tdt( Courbe1D* frot_fluid,const double& poidvol
, Courbe1D* coef_aero_n,int numFace,const double& coef_mul
, Courbe1D* coef_aero_t,const ParaAlgoControle & pa)
{return SM_charge_hydrodynamique_E(frot_fluid,poidvol,coef_aero_n,numFace,coef_mul,coef_aero_t,true,pa);};
// -> implicite,
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
ResRaid SMR_charge_hydrodynamique_I( Courbe1D* frot_fluid,const double& poidvol
, Courbe1D* coef_aero_n,int numFace,const double& coef_mul
, Courbe1D* coef_aero_t,const ParaAlgoControle & pa) ;
// ramène le nombre de points d'intégration correspondant à un type énuméré
virtual int NbPtInteg(Enum_ddl enu) const;
// ========= définition et/ou construction des frontières ===============
// Calcul des frontieres de l'element
// creation des elements frontieres et retour du tableau de ces elements
// la création n'a lieu qu'au premier appel
// ou lorsque l'on force le paramètre force a true
// dans ce dernier cas seul les frontière effacées sont recréée
Tableau const & Frontiere(bool force = false);
// ramène la frontière point
// éventuellement création des frontieres points de l'element et stockage dans l'element
// si c'est la première fois sinon il y a seulement retour de l'elements
// a moins que le paramètre force est mis a true
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
// num indique le numéro du point à créer (numérotation EF)
// ElFrontiere* const Frontiere_points(int num,bool force = false);
// ramène la frontière linéique
// éventuellement création des frontieres linéique de l'element et stockage dans l'element
// si c'est la première fois et en 3D sinon il y a seulement retour de l'elements
// a moins que le paramètre force est mis a true
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
// num indique le numéro de l'arête à créer (numérotation EF)
// ElFrontiere* const Frontiere_lineique(int num,bool force = false);
// ramène la frontière surfacique
// éventuellement création des frontieres surfacique de l'element et stockage dans l'element
// si c'est la première fois sinon il y a seulement retour de l'elements
// a moins que le paramètre force est mis a true
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
// num indique le numéro de la surface à créer (numérotation EF)
// ici normalement uniquement 1 possible
// ElFrontiere* const Frontiere_surfacique(int num,bool force = false);
// 3) methodes propres a l'element
// ajout du tableau specific de ddl des noeuds
// la procedure met a jour les ddl(relatif a l'element, c-a-d Xi)
// des noeuds constituants l'element
void ConstTabDdl();
// -------------- definition de la classe conteneur de donnees communes ------------
class DonnComSfe
{ public :
DonnComSfe (ElemGeomC0* eleCentre,const GeomSeg& seg,const DdlElement& tab
,DdlElement& tabErr,DdlElement& tab_Err1Sig,DdlElement& tab_ddlXi_C
,const Met_Sfe1& met_gene,Tableau & resEr
,Mat_pleine& raidEr,ElemGeomC0* eleEr,GeomSeg& segEr,ElemGeomC0* eleS
,GeomSeg& segmS,Vecteur& residu_int,Mat_pleine& raideur_int
,Tableau & residus_extN,Tableau & raideurs_extN
,Tableau & residus_extA,Tableau & raideurs_extA
,Tableau & residus_extS,Tableau & raideurs_extS
,Mat_pleine& mat_masse, ElemGeomC0* eleMas,const GeomSeg& segMas,int nbi
,Tableau const & tabTypeCL,Tableau const & vplan
,Tableau & nMetVTab_ddl,const Met_abstraite& met_cent ) ;
DonnComSfe(DonnComSfe& a);
~DonnComSfe();
// variables
ElemGeomC0* eleCentre; // contiend les fonctions d'interpolation et
// les derivees de surface
GeomSeg segment; // epaisseur
DdlElement tab_ddl; // tableau des degres
//de liberte des noeuds de l'element commun a tous les elements
DdlElement tab_ddlXi_C; // tableau des degres de liberte Xi des noeuds de l'element central,
// (sans ddl d'épaisseur s'ils existent !), et commun a tous les elements
Tableau nMetVTab_ddl; // numérotation des ddl i de la métrique vers celle de tab_ddl:
// nMetVTab_ddl(i) = le numéro dans Tab_ddl
Met_Sfe1 met_SfeMembT;
Met_abstraite met_surf_cent; // métrique de la surface centrale, et relative uniquement aux xi centraux
Tableau tabType_rienCL; // tableau donnant les conditions limites par défaut
Tableau vplan_rien; // c'est-à-dire : aucune condition
Mat_pleine matGeom ; // matrice géométrique
Mat_pleine matInit ; // matrice initiale
Tableau d_epsBB; // place pour la variation des def
Tableau d_sigHH; // place pour la variation des contraintes
Tableau < Tableau2 > d2_epsBB; // variation seconde des déformations
// ---- concernant les frontières et particulièrement le calcul de second membre
ElemGeomC0* eleS; // contiend les fonctions d'interpolation et les derivees
GeomSeg segS; // " " "
// calcul d'erreur
DdlElement tab_ddlErr; // tableau des degres servant pour le calcul
// d'erreur : contraintes
DdlElement tab_Err1Sig11; // tableau du ddl SIG11 pour chaque noeud, servant pour le calcul
// d'erreur : contraintes, en fait pour l'assemblage
Tableau resErr; // residu pour le calcul d'erreur
Mat_pleine raidErr; // raideur pour le calcul d'erreur
ElemGeomC0* eleEr; // contiend les fonctions d'interpolation et
// les derivees pour le calcul du hessien dans
//la résolution de la fonctionnelle d'erreur
GeomSeg segmentEr; // epaisseur
// -------- calcul de résidus, de raideur : interne ou pour les efforts extérieurs ----------
// on utilise des pointeurs pour optimiser la place (même place pointé éventuellement)
Vecteur residu_interne;
Mat_pleine raideur_interne;
Tableau residus_externeN; // pour les noeuds
Tableau raideurs_externeN; // pour les noeuds
Tableau residus_externeA; // pour les aretes
Tableau raideurs_externeA; // pour les aretes
Tableau residus_externeS; // pour la surface
Tableau raideurs_externeS; // pour la surface
// ------ données concernant la dynamique --------
Mat_pleine matrice_masse;
ElemGeomC0* eleMas; // contiend les fonctions d'interpolation et ...
// pour les calculs relatifs à la masse
GeomSeg segmentMas; // epaisseur
// --- blocage éventuel de stabilisation normale à la membrane
// utilisé dans: ElemMeca::Cal_implicit_StabMembBiel, ElemMeca::Cal_explicit_StabMembBiel
Mat_pleine* sfematD; // raideur éventuelle,
Vecteur* sferesD; // résidu éventuelle,
Tableau * noeud_a_prendre_en_compte; // choix des noeuds à stabiliser
};
// classe contenant tous les indicateurs statique qui sont modifiés une seule fois
// et un pointeur sur les données statiques communes
// la classe est interne, toutes les variables sont publique. Un pointeur sur une instance de la
// classe est défini. Son allocation est effectuée dans les classes dérivées
class UneFois
{ public :
UneFois () ; // constructeur par défaut
~UneFois () ; // destructeur
// VARIABLES :
public :
SfeMembT::DonnComSfe * doCoMemb;
// incicateurs permettant de dimensionner seulement au premier passage
// utilise dans "CalculResidu" et "Calcul_implicit"
int CalResPrem_t; int CalResPrem_tdt; // à t ou à tdt
int CalimpPrem;
int dualSortSfe; // pour la sortie des valeurs au pt d'integ
int CalSMlin_t; // pour les seconds membres concernant les arretes
int CalSMlin_tdt; // pour les seconds membres concernant les arretes
int CalSMRlin; // pour les seconds membres concernant les arretes
int CalSMsurf_t; // pour les seconds membres concernant les surfaces
int CalSMsurf_tdt; // pour les seconds membres concernant les surfaces
int CalSMRsurf; // pour les seconds membres concernant les surfaces
int CalSMvol_t; // pour les seconds membres concernant les volumes
int CalSMvol_tdt; // pour les seconds membres concernant les volumes
int CalSMvol; // pour les seconds membres concernant les volumes
int CalDynamique; // pour le calcul de la matrice de masse
int CalPt_0_t_tdt; // pour le calcul de point à 0 t et tdt
// ---------- sauvegarde du nombre d'élément en cours --------
int nbelem_in_Prog;
};
// ------------------------------------------------------------------------------------
protected :
// VARIABLES PRIVEES :
UneFois * unefois; // pointeur défini dans la classe dérivée
// les données spécifiques sont groupées dans une structure pour sécuriser
// le passage de paramètre dans init par exemple
class Donnee_specif
{ public :
// --- cas de l'épaisseur stockée dans l'élément -----
Donnee_specif() : epais(new Epai)
{epais->epaisseur0=epaisseur_defaut;epais->epaisseur_t=epaisseur_defaut;
epais->epaisseur_tdt=epaisseur_defaut;
};
Donnee_specif(double epai0,double epai_t,double epai_tdt) : epais(new Epai)
{epais->epaisseur0=epai0;epais->epaisseur_t=epai_t;epais->epaisseur_tdt=epai_tdt;};
Donnee_specif(double epai) : epais(new Epai) // cas d'une seule valeur: on initialise tout avec
{epais->epaisseur0=epais->epaisseur_t=epais->epaisseur_tdt=epai;};
Donnee_specif(const Donnee_specif& a) : epais(NULL)
{if (a.epais != NULL){ epais = new Epai(*a.epais);};}; // recopie via le constructeur de copie
// --- cas de l'épaisseur pouvant être stockée aux noeuds, donc rien à l'élément
// si l'on veut un élément 3D, il faut qu'ici epas == NULL
Donnee_specif(const Epai * epas)
{if (epas != NULL) {epais = new Epai(*epas);} else {epais = NULL;}; };
~Donnee_specif() {if (epais != NULL) delete epais;};
Donnee_specif & operator = ( const Donnee_specif& a)
{ if (a.epais == NULL) { if(epais != NULL) {delete epais;epais=NULL;}}
else // sinon cas où a.epais != NULL
{if (epais == NULL) {epais=new Epai(*a.epais);}
else { *epais = *a.epais;};
};
return *this;};
// data
// epaisseurs de l'element
Epai * epais; // pointeur qui est non null pour un élément 2D et null pour un élément 3D
};
Donnee_specif donnee_specif;
// grandeurs aux points d'intégration: contraintes, déformations, vitesses de def etc.
LesPtIntegMecaInterne lesPtMecaInt;
// information concernant des conditions limites éventuelles, qui ont des répercutions sur
// le calcul de la métrique par exemple. Par défaut areteTypeCL et vplan pointent sur les variables
// communes de la classe tabType_rienCL et vplan_rien, qui indiquent aucune conditions limites
Tableau * areteTypeCL; // areteTypeCL(i) : si différent de RIEN_TYPE_CL, indique le type de condition
// limite de l'arête i,
Tableau * vplan; // util pour des conditions de tangente imposée
// si areteTypeCL(i) = TANGENTE_CL , alors vplan(i) contient
// un vecteur du plan normal à la tangente,
// l'arête donne un second vecteur
Tableau t_N_centre; // tableau des noeuds du centre (sert par ex pour le calcul des SM)
// type structuré et fonction virtuelle pour construire les éléments
// la fonction est défini dans le type dérivé
class NombresConstruire
{ public:
int nbnce; // nb de noeud de l'element central
int nbnte; // nombre total de noeud
int nbneA ; // le nombre de noeud des aretes de l'élément central
int nbis; // le nombre de point d'intégration de surface pour le calcul mécanique
int nbie; // nombre de pt d'integ d'epaisseur pour le calcul mécanique
int nbisEr; // le nombre de point d'intégration de surface pour le calcul d'erreur
int nbieEr; // le nombre de point d'intégration d'épaisseur pour le calcul d'erreur
int nbiSur; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de second membre surfacique
int nbiA; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de second membre linéique
int nbisMas; // le nombre de point d'intégration de surface pour le calcul de la matrice masse
int nbieMas; // le nombre de point d'intégration d'épaisseurpour le calcul de la matrice masse
};
NombresConstruire * nombre; // le pointeur défini dans la classe dérivée
// =====>>>> methodes appelees par les classes dérivees <<<<=====
// fonction d'initialisation servant dans les classes derivant
// au niveau du constructeur, si rien initialisation par defaut
SfeMembT::DonnComSfe* Init(ElemGeomC0* eleCentre,ElemGeomC0* eleEr
,ElemGeomC0* eleS,ElemGeomC0* eleMas,int type_calcul_jacobien = 1
,Donnee_specif donnee_specif = Donnee_specif(),bool sans_init_noeud = false);
// destructions de certaines grandeurs pointées, créées au niveau de l'initialisation
void Destruction();
// ==== >>>> methodes virtuelles dérivant d'ElemMeca ============
// ramene la dimension des tenseurs contraintes et déformations de l'élément
int Dim_sig_eps() const {return 2;};
//------------ fonctions uniquement a usage interne ----------
private :
// definition des données communes
// epaisAuNoeud indique si oui ou non l'épaisseur est définit aux noeuds
SfeMembT::DonnComSfe* Def_DonneeCommune(bool epaisAuNoeud,ElemGeomC0* eleCentre,ElemGeomC0* eleEr
,ElemGeomC0* eleS,ElemGeomC0* eleMas);
// Calcul du residu local a t ou tdt en fonction du booleen
Vecteur* CalculResidu (bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
private: // pour éviter les modifications par les classes dérivées
static TenseurHH * sig_bulk_pourSfe_HH; // variable de travail pour le bulk
// calcul des seconds membres suivant les chargements
// cas d'un chargement volumique,
// force indique la force volumique appliquée
// retourne le second membre résultant
// ici on l'épaisseur de l'élément pour constituer le volume
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
Vecteur SM_charge_volumique_E
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa,bool sur_volume_finale_);
// cas d'un chargement surfacique, sur les frontières des éléments
// force indique la force surfacique appliquée
// numface indique le numéro de la face chargée
// retourne le second membre résultant
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
Vecteur SM_charge_surfacique_E
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
// cas d'un chargement lineique, sur les aretes frontières des éléments
// force indique la force lineique appliquée
// numarete indique le numéro de l'arete chargée
// retourne le second membre résultant
// NB: il y a une définition par défaut pour les éléments qui n'ont pas
// d'arete externe -> message d'erreur d'où le virtuel et non virtuel pur
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
Vecteur SM_charge_lineique_E
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
// cas d'un chargement lineique suiveuse, sur les aretes frontières des éléments 2D (uniquement)
// force indique la force lineique appliquée
// numarete indique le numéro de l'arete chargée
// retourne le second membre résultant
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_lineique_Suiv_E
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
// cas d'un chargement de type pression, sur les frontières des éléments
// pression indique la pression appliquée
// numface indique le numéro de la face chargée
// retourne le second membre résultant
// NB: il y a une définition par défaut pour les éléments qui n'ont pas de
// surface externe -> message d'erreur d'où le virtuel et non virtuel pur
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
Vecteur SM_charge_pression_E
(double pression,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
// cas d'un chargement de type pression unidirectionnelle, sur les frontières des éléments
// presUniDir indique le vecteur appliquée
// numface indique le numéro de la face chargée
// retourne le second membre résultant
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
Vecteur SM_charge_presUniDir_E
(const Coordonnee& presUniDir,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa) ;
// cas d'un chargement surfacique hydrostatique,
// poidvol: indique le poids volumique du liquide
// M_liquide : un point de la surface libre
// dir_normal_liquide : direction normale à la surface libre
// retourne le second membre résultant
// -> explicite à t
Vecteur SM_charge_hydrostatique_E(const Coordonnee& dir_normal_liquide,const double& poidvol
,int numFace,const Coordonnee& M_liquide,bool atdt
,const ParaAlgoControle & pa
,bool sans_limitation);
// cas d'un chargement surfacique hydro-dynamique,
// voir méthode explicite plus haut, pour les arguments
// retourne le second membre résultant
// bool atdt : permet de spécifier à t ou a t+dt
Vecteur SM_charge_hydrodynamique_E( Courbe1D* frot_fluid,const double& poidvol
, Courbe1D* coef_aero_n,int numFace,const double& coef_mul
, Courbe1D* coef_aero_t,bool atdt
,const ParaAlgoControle & pa) ;
// calcul de la nouvelle épaisseur et de la raideur associée
// void CalEpaisseurEtVar(const ParaAlgoControle & pa, const double& module_compressibilite);
// calcul de la nouvelle épaisseur à tdt (sans raideur) avec métrique en explicite
// mise à jour du volume au pti
void CalEpaisseurAtdtExp_et_vol_pti(const double& epaisseur0, const ParaAlgoControle & pa
,const double & epaisseur_t, PtIntegMecaInterne & ptIntegMeca
,double & epaisseur_tdt, const Met_abstraite::Expli_t_tdt& ex);
// calcul de la nouvelle épaisseur (sans raideur) avec métrique en implicite
// mise à jour du volume au pti
void CalEpaisseurAtdtImp_et_vol_pti(const double& epaisseur0, const ParaAlgoControle & pa
,const double & epaisseur_t, PtIntegMecaInterne & ptIntegMeca
,double & epaisseur_tdt, const Met_abstraite::Impli& ex);
// calcul de la nouvelle épaisseur moyenne finale (sans raideur)
// mise à jour des volumes aux pti
// ramène l'épaisseur moyenne calculée à atdt
const double& CalEpaisseurMoyenne_et_vol_pti(bool atdt);
//test si le jacobien due aux gi finaux est très différent du jacobien de la facette
bool Delta_Jacobien_anormal(const Deformation::SaveDefResul* don
,int nisur,int niepais);
};
/// @} // end of group
#endif