// FICHIER : Projection_anisotrope_3D.h
// CLASSE : Projection_anisotrope_3D
// 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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// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
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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: 11/06/2019 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: *
* La classe Projection_anisotrope_3D permet de calculer la contrainte *
* et ses variations pour une loi initialement isotrope 3D puis *
* ensuite projetée de manière anisotrope en 3D dans l'espace réel. *
* Plusieurs projections sont envisagées. *
* 1) La première implantée concerne une homotétie des composantes de *
* contraintes par rapport à un repère particulier orthonormé ce qui *
* conduit initialement à une loi orthotrope. L'opérateur d'homotétie *
* est représenté par un tenseur du quatrième ordre, diagonal dans *
* son repère initiale de définition. Ce repère est donc principal. *
* Ensuite ce tenseur est convecté matériellement pour prendre en *
* compte les déplacements solides et les variations d'angles entre *
* les directions principales du tenseur du 4ième ordre. *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
/** @defgroup Les_lois_anisotropes
*
* BUT: groupe des lois anisotropes
*
*
* \author Gérard Rio
* \version 1.0
* \date 11/06/2019
* \brief Définition des lois anisotropes
*
*/
#ifndef PROJECTION_ANISOTROPE_3D_H
#define PROJECTION_ANISOTROPE_3D_H
#include "Base3D3.h"
#include "Coordonnee2.h"
#include "Ponderation.h"
#include "Loi_comp_abstraite.h"
#include "Enum_proj_aniso.h"
#include "TenseurQ3gene.h"
/// @addtogroup Les_lois_anisotropes
/// @{
///
class Projection_anisotrope_3D : public Loi_comp_abstraite
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
// Constructeur par defaut
Projection_anisotrope_3D ();
// Constructeur de copie
Projection_anisotrope_3D (const Projection_anisotrope_3D& loi) ;
// DESTRUCTEUR :
~Projection_anisotrope_3D ();
// initialise les donnees particulieres a l'elements
// de matiere traite ( c-a-dire au pt calcule)
// Il y a creation d'une instance de SaveResul particuliere
// a la loi concernee
// la SaveResul classe est remplie par les instances heritantes
// le pointeur de SaveResul est sauvegarde au niveau de l'element
// c'a-d que les info particulieres au point considere sont stocke
// au niveau de l'element et non de la loi.
class SaveResulProjection_anisotrope_3D: public SaveResul
{ public :
SaveResulProjection_anisotrope_3D(); // constructeur par défaut (a ne pas utiliser)
// le constructeur courant
SaveResulProjection_anisotrope_3D(SaveResul* l_SaveResul,TenseurHH* l_siHH
,TenseurHH* l_siHH_t
,EnergieMeca l_energ_,EnergieMeca l_energ_t_
,bool avec_ponderation);
SaveResulProjection_anisotrope_3D(const SaveResulProjection_anisotrope_3D& sav); // de copie
virtual ~SaveResulProjection_anisotrope_3D(); // destructeur
// définition d'une nouvelle instance identique
// appelle du constructeur via new
SaveResul * Nevez_SaveResul() const{return (new SaveResulProjection_anisotrope_3D(*this));};
// affectation
virtual SaveResul & operator = ( const SaveResul & a);
//============= 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 (istream& ent, 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(ostream& sort,const int cas);
// mise à jour des informations transitoires
void TdtversT();
void TversTdt();
// affichage à l'écran des infos
void Affiche() const;
//changement de base de toutes les grandeurs internes tensorielles stockées
// beta(i,j) represente les coordonnees de la nouvelle base naturelle gpB dans l'ancienne gB
// gpB(i) = beta(i,j) * gB(j), i indice de ligne, j indice de colonne
// gpH(i) = gamma(i,j) * gH(j)
virtual void ChBase_des_grandeurs(const Mat_pleine& beta,const Mat_pleine& gamma);
// procedure permettant de completer éventuellement les données particulières
// de la loi stockées
// au niveau du point d'intégration par exemple: exemple: un repère d'anisotropie
// completer est appelé apres sa creation avec les donnees du bloc transmis
// peut etre appeler plusieurs fois
SaveResul* Complete_SaveResul(const BlocGen & bloc, const Tableau <Coordonnee>& tab_coor
,const Loi_comp_abstraite* loi);
// ---- méthodes spécifiques
// initialise les informations de travail concernant le pas de temps en cours
void Init_debut_calcul();
//-------------------------------------------------------------------
// données
//-------------------------------------------------------------------
// - partie repère d'orthotropie
// 1) le repère lui-même
// soit O_B est non nul et O_H est NULL
// soit l'inverse,
// c'est celui qui est non nul, qui indique le type de convection
BaseB * O_B; // définit éventuellement les coordonnées covariante
// convectées donc fixes, de O, dans gi_H_tdt
BaseH * O_H; // définit éventuellement les coordonnées contravariante
// convectées donc fixes, de O, dans gi_B_tdt
// 2) le repère obtenu par convection -> O', exprimé
BaseH Op_H,Op_H_t; // définit les coordonnées contravariante
// de la base transportée
// 2) les tenseurs intermédiaires
TenseurHH* eps_loc_HH; // def local dans le repère O'_a
TenseurHH* sig_loc_HH; // contrainte local dans le repère O'_a
// les 6 paramètres de la loi dans l'ordre suivant
// double A1,A2,A3,B12,B13,B23; // paramètres de la loi
Vecteur *para_loi;
// données protégées
// les données protégées de la loi interne
SaveResul* SaveResul_interne;
// les contraintes initiales particulières de la loi
TenseurHH* l_sigoHH,* l_sigoHH_t; // valeur courante, et valeur sauvegardée au pas précédent
// énergies pour la loi interne
EnergieMeca l_energ,l_energ_t; // valeur courante, et valeur sauvegardée au pas précédent
// fonctions de pondération
double f_ponder,f_ponder_t; // le résultat des fonctions de pondérations
// = 1 si pas de pondération
};
SaveResul * New_et_Initialise();
friend class SaveResulProjection_anisotrope_3D;
// Lecture des donnees de la classe sur fichier
void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture * ,LesCourbes1D& lesCourbes1D
,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD);
// affichage de la loi
void Affiche() const ;
// test si la loi est complete
// = 1 tout est ok, =0 loi incomplete
int TestComplet();
// calcul d'un module d'young équivalent à la loi, ceci pour un
// chargement nul
double Module_young_equivalent(Enum_dure temps,const Deformation & ,SaveResul * saveResul);
// récupération d'un module de compressibilité équivalent à la loi pour un chargement non nul
// il s'agit ici de la relation -pression = sigma_trace/3. = module de compressibilité * I_eps
double Module_compressibilite_equivalent(Enum_dure temps,const Deformation & def,SaveResul * saveResul);
// récupération de la variation relative d'épaisseur calculée: h/h0
// cette variation n'est utile que pour des lois en contraintes planes
// - pour les lois 3D : retour d'un nombre très grand, indiquant que cette fonction est invalide
// - pour les lois 2D def planes: retour de 0
// les infos nécessaires à la récupération , sont stockées dans saveResul
// qui est le conteneur spécifique au point où a été calculé la loi
virtual double HsurH0(SaveResul * saveResul) const {return ConstMath::tresgrand;};
// activation des données des noeuds et/ou elements nécessaires au fonctionnement de la loi
// exemple: mise en service des ddl de température aux noeuds
virtual void Activation_donnees(Tableau<Noeud *>& tabnoeud,bool dilatation,LesPtIntegMecaInterne& lesPtMecaInt);
// récupération des grandeurs particulière (hors ddl )
// correspondant à liTQ
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
virtual void Grandeur_particuliere
(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ,Loi_comp_abstraite::SaveResul * saveDon,list<int>&) const;
// récupération de la liste de tous les grandeurs particulières
// ces grandeurs sont ajoutées à la liste passées en paramètres
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
virtual void ListeGrandeurs_particulieres(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ) const;
// création d'une loi à l'identique et ramène un pointeur sur la loi créée
Loi_comp_abstraite* Nouvelle_loi_identique() const { return (new Projection_anisotrope_3D(*this)); };
// indique le type Enum_comp_3D_CP_DP_1D correspondant à une loi de comportement
// la fonction est simple dans le cas d'une loi basique, par contre dans le cas
// d'une loi combinée, la réponse dépend des lois internes donc c'est redéfini
// dans les classes dérivées
virtual Enum_comp_3D_CP_DP_1D Comportement_3D_CP_DP_1D();
//----- lecture écriture de restart -----
// 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_loi(istream& ent,const int cas,LesReferences& lesRef,LesCourbes1D& lesCourbes1D
,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD);
// cas donne le niveau de sauvegarde
// = 1 : on sauvegarde tout
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Ecriture_base_info_loi(ostream& sort,const int cas);
// affichage et definition interactive des commandes particulières à chaques lois
void Info_commande_LoisDeComp(UtilLecture& lec);
// récupe du nom de repère
const string& NomRepere() const {return nom_repere;};
// récupe du type de transport
const int& Type_transport() const {return type_transport;};
protected :
Enum_proj_aniso type_projection; // le type de projection de la loi
// donnees protegees
//------------ premier type de projection: PROJ_ORTHO ---------
// - coef de la loi
double A1,A2,A3,B12,B13,B23; // paramètres de la loi
Tableau2 <double*> hij; // idem sous forme de tableau
Tableau <Fonction_nD* > fct_para; // fonction nD éventuelle d'évolution des paramètres
bool Bll_fct_para; // indicateur pour le cas particulier où il n'y a aucune fct_para
string nom_repere; // le nom du repère d'anisotropie associé
int cas_calcul; // indique le choix entre différents types de calcul possible
// = 0 : calcul normal
// = 1 : calcul seulement déviatorique (la partie sphérique est mise à zéro)
// = 2 : calcul seulement sphérique (la partie déviatorique est mise à zéro)
double ratio_inf_module_compressibilite; // indique le ratio mini / au module initial
Mat_pleine inv_loi; // matrice pour inverser la relation eps_jj = mat * sig_ii
// type de transport
int type_transport; // = 0 : par défaut: transport de type contravariant
// = 1 : transport de type covariant
BaseB Op_B; // coordonnée de la base de travail : correspond à la base O'_i actuelle exprimée dans g^j
// correspond au transport de type covariant
BaseB d_Op_B; // variation du repère: c'est une grandeur de travail
BaseB pO_B; // les vecteurs O_i non normés: grandeur de travail
BaseH d_Op_H; // idem
BaseH pO_H; // les vecteurs O_i non normés: grandeur de travail
BaseH alpha_H; // coordonnées locales de O_a: O_a = alpha_a^{.i} * g_i
Mat_pleine beta; // matrice de passage de g_i à O'_i: O'_i = beta_i^{.j} * g_i
Mat_pleine gamma; // matrice de passage de g^i à O'^i: O'^i = gamma^i^_{.j} * g^j
Mat_pleine beta_transpose;
Mat_pleine gamma_transpose;
Mat_pleine beta_inv; // l'inverse
// ----- controle de la sortie des informations
// -> maintenant définit dans LoiAbstraiteGeneral
// int permet_affichage; // pour permettre un affichage spécifique dans les méthodes,
// pour les erreurs et des warnings
int sortie_post; // permet de stocker et ensuite d'accéder en post-traitement à certaines données
// = 0 par défaut,
// = 1 : on stocke toutes les grandeurs et elles sont disponibles en sortie
// on introduit un certain nombre de tenseur du quatrième ordre, qui vont nous servir pour
// Calcul_dsigma_deps, dans le cas où on n'est pas en orthonormee
Tenseur3HHHH I_x_I_HHHH,I_xbarre_I_HHHH,I_x_eps_HHHH,Ixbarre_eps_HHHH;
TenseurQ3geneHHHH dsig_ijkl_HHHH; // tenseur de travail pour Calcul_dsigma_deps
// cas d'un point d'intégration locale (méthode CalculGrandeurTravail par exemple)
PtIntegMecaInterne ptintmeca;
//------------------------------ lois internes --------------------
// un type énuméré pour faciliter la lecture
enum Enumcompletudecalcul { CONTRAINTE_ET_TANGENT =0, CONTRAINTE_UNIQUEMENT, TANGENT_UNIQUEMENT};
// donnees protegees
Loi_comp_abstraite * loi_interne; // la loi constitutive de l'espace de référence
Enumcompletudecalcul completude_calcul; // pour savoir si on utilise tout ou une partie
//-- partie optionnelle
// une fonction nD via un objet: Ponderation_TypeQuelconque
// ici un pointeur nulle indique qu'il n'y a pas de fct
// les grandeurs quelconque sont celles de la loi, elles doivent donc être renseignées
Ponderation_TypeQuelconque* ponderation_nD_quelconque;
// ---- tableau de travail
Tableau <TenseurHH *> d_sigRef_HH;
// tenseur du 4ième orde de travail
TenseurHHHH* d_sigma_deps_inter;
Tenseur3HHHH d_sig_deps_3D_HHHH;
Tenseur3HHBB H_HHBB; // le tenseur H dans la base de travail
// codage des METHODES VIRTUELLES protegees:
// calcul des contraintes a t+dt
// calcul des contraintes
void Calcul_SigmaHH (TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB,DdlElement & tab_ddl
,TenseurBB & gijBB_t,TenseurHH & gijHH_t,BaseB& giB,BaseH& gi_H, TenseurBB & epsBB_
,TenseurBB & delta_epsBB_
,TenseurBB & gijBB_,TenseurHH & gijHH_,Tableau <TenseurBB *>& d_gijBB_
,double& jacobien_0,double& jacobien,TenseurHH & sigHH
,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement
,const Met_abstraite::Expli_t_tdt& ex);
// calcul des contraintes et de ses variations a t+dt
void Calcul_DsigmaHH_tdt (TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB,DdlElement & tab_ddl
,BaseB& giB_t,TenseurBB & gijBB_t,TenseurHH & gijHH_t
,BaseB& giB_tdt,Tableau <BaseB> & d_giB_tdt,BaseH& giH_tdt,Tableau <BaseH> & d_giH_tdt
,TenseurBB & epsBB_tdt,Tableau <TenseurBB *>& d_epsBB
,TenseurBB & delta_epsBB,TenseurBB & gijBB_tdt,TenseurHH & gijHH_tdt
,Tableau <TenseurBB *>& d_gijBB_tdt
,Tableau <TenseurHH *>& d_gijHH_tdt,double& jacobien_0,double& jacobien
,Vecteur& d_jacobien_tdt,TenseurHH& sigHH,Tableau <TenseurHH *>& d_sigHH
,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement
,const Met_abstraite::Impli& ex);
// calcul des contraintes et ses variations par rapport aux déformations a t+dt
// en_base_orthonormee: le tenseur de contrainte en entrée est en orthonormee
// le tenseur de déformation et son incrémentsont également en orthonormees
// si = false: les bases transmises sont utilisées
// ex: contient les éléments de métrique relativement au paramétrage matériel = X_(0)^a
void Calcul_dsigma_deps (bool en_base_orthonormee, TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB
,TenseurBB & epsBB_tdt,TenseurBB & delta_epsBB,double& jacobien_0,double& jacobien
,TenseurHH& sigHH,TenseurHHHH& d_sigma_deps
,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement
,const Met_abstraite::Umat_cont& ex) ;
// fonction surchargée dans les classes dérivée si besoin est
virtual void CalculGrandeurTravail(const PtIntegMecaInterne&
,const Deformation & ,Enum_dure,const ThermoDonnee&
,const Met_abstraite::Impli* ex_impli
,const Met_abstraite::Expli_t_tdt* ex_expli_tdt
,const Met_abstraite::Umat_cont* ex_umat
,const List_io<Ddl_etendu>* exclure_dd_etend
,const List_io<const TypeQuelconque *>* exclure_Q
) ;
// fonction interne utilisée par les classes dérivées de Loi_comp_abstraite
// pour répercuter les modifications de la température
// ici utiliser pour modifier la température des lois élémentaires
// l'Enum_dure: indique quel est la température courante : 0 t ou tdt
void RepercuteChangeTemperature(Enum_dure temps);
// vérification et préparation de l'acces aux grandeurs locales
void Verif_et_preparation_acces_grandeurs_locale();
};
/// @} // end of group
#endif