// This file is part of the Herezh++ application.
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// 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/>.
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// AUTHOR : Gérard Rio
// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
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/************************************************************************
* UNIVERSITE DE BRETAGNE SUD (UBS) --- ENSIBS DE LORIENT *
************************************************************************
* LIMATB- Equipe DE GENIE MECANIQUE ET MATERIAUX (EG2M) *
* Centre de Recherche Rue de Saint Maudé - 56325 Lorient cedex *
* tel. 02.97.87.45.70 fax. 02.97.87.45.72 http://www-lg2m.univ-ubs.fr *
************************************************************************
* DATE: 14/06/2015 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerard.rio@univ-ubs.fr) *
* phone 0297874573, fax : 0297874588 *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: Definition des classes derivees tenseur du 4ieme ordre *
* de dimension1. Ici de nombreuses fonctions ne sont pas *
* pas disponible du à la forme particulière de stockage *
* par contre c'est économique en stockage. *
* Stockage: (ijkl) = avec 1 valeurs *
* en fait tenseur symétrique sur ij et sur kl tel que: *
* A(i,j,k,l) = A(j,i,k,l) = A(i,j,l,k) = A(j,i,l,k) *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
#ifndef TENSEURQ1_H
#define TENSEURQ1_H
#include <iostream>
#include "TenseurQ.h"
#include "PtTabRel.h"
# include "Tableau2_T.h"
//------------------------------------------------------------------
// cas des composantes 4 fois contravariantes 1HHHH
//------------------------------------------------------------------
class TenseurBBHH;
class TenseurHHBB;
class Tenseur1HHHH : public TenseurHHHH
{ // surcharge de l'operator de lecture
friend istream & operator >> (istream &, Tenseur1HHHH &);
// surcharge de l'operator d'ecriture
friend ostream & operator << (ostream &, const Tenseur1HHHH &);
public :
// Constructeur
Tenseur1HHHH() ; // par défaut
// initialisation de toutes les composantes a une meme valeur val
Tenseur1HHHH(const double val);
// initialisation à partir d'un produit tensoriel avec 2 cas
// booleen = true : produit tensoriel normal
// *this=aHH(i,j).bHH(k,l) gBi gBj gBk gBl
// booleen = false : produit tensoriel barre, qui conserve les symétries
// *this(i,j,k,l)
// = 1/4 * (a(i,k).b(j,l) + a(j,k).b(i,l) + a(i,l).b(j,k) + a(j,l).b(i,k))
Tenseur1HHHH(bool normal, const TenseurHH & aHH, const TenseurHH & bHH);
// DESTRUCTEUR :
~Tenseur1HHHH() ;
// constructeur a partir d'une instance non differenciee
// dans le cas d'un tenseur quelconque, celui-ci
// est converti à condition que les symétries existent sinon erreur en debug
// opération longue dans ce cas !
Tenseur1HHHH (const TenseurHHHH &);
// constructeur de copie
Tenseur1HHHH (const Tenseur1HHHH &);
// METHODES PUBLIQUES :
//2) virtuelles
// initialise toutes les composantes à val
void Inita(double val) ;
// operations
TenseurHHHH & operator + ( const TenseurHHHH &) const ;
void operator += ( const TenseurHHHH &);
TenseurHHHH & operator - () const ; // oppose du tenseur
TenseurHHHH & operator - ( const TenseurHHHH &) const ;
void operator -= ( const TenseurHHHH &);
TenseurHHHH & operator = ( const TenseurHHHH &);
TenseurHHHH & operator = ( const Tenseur1HHHH & B)
{ return this->operator=((TenseurHHHH &) B); };
TenseurHHHH & operator * (const double &) const ;
void operator *= ( const double &);
TenseurHHHH & operator / ( const double &) const ;
void operator /= ( const double &);
// produit contracte à droite avec un tenseur du second ordre
// différent à gauche !!
TenseurHH& operator && ( const TenseurBB & ) const ;
//fonctions définissant le produit tensoriel normal de deux tenseurs
// *this=aHH(i,j).bHH(k,l) gBi gBj gBk gBl
static TenseurHHHH & Prod_tensoriel(const TenseurHH & aHH, const TenseurHH & bHH) ;
//fonctions définissant le produit tensoriel barre de deux tenseurs
// concervant les symétries !!
// *this(i,j,k,l)
// = 1/4 * (a(i,k).b(j,l) + a(j,k).b(i,l) + a(i,l).b(j,k) + a(j,l).b(i,k))
static TenseurHHHH & Prod_tensoriel_barre(const TenseurHH & aHH, const TenseurHH & bHH) ;
// ATTENTION creation d'un tenseur transpose qui est supprime par Libere
// les 2 premiers indices sont échangés avec les deux derniers indices
TenseurHHHH & Transpose1et2avec3et4() const ;
// affectation de B dans this, plusZero = false: les données manquantes sont inchangées,
// plusZero = true: les données manquantes sont mises à 0
// si au contraire la dimension de B est plus grande que *this, il y a uniquement affectation
// des données possibles
void Affectation_trans_dimension(const TenseurHHHH & B,bool plusZero);
// transférer un tenseur général accessible en indice, dans un tenseur 9 Tenseur1HHHH
// il n'y a pas de symétrisation !, seule certaines composantes sont prises en compte
void TransfertDunTenseurGeneral(const TenseurHHHH & aHHHH);
// ---- manipulation d'indice ----
// on baisse les deux premiers indices -> création d'un tenseur TenseurBBHH
TenseurBBHH& Baisse2premiersIndices();
// on baisse les deux derniers indices -> création d'un tenseur TenseurHHBB
TenseurHHBB& Baisse2derniersIndices();
// calcul des composantes locales du tenseur considéré s'exprimé dans une base absolue
// en argument : A -> une reference sur le tenseur résultat qui peut avoir une dimension
// différente du tenseur courant suivant que la dimension absolue et la dimension locale
// sont égales ou différentes , retour d'une reference sur A
TenseurHHHH & Baselocale(TenseurHHHH & A,const BaseH & gi) const ;
// changement des composantes du tenseur, retour donc dans la même variance
// en argument : A -> une reference sur le tenseur résultat
// retour d'une reference sur A
// A = A^{ijkl) g_i rond g_j rond g_k rond g_l = A'^{efgh) gp_i rond gpp_j rond g_k rond gp_l
// g_i = beta_i^j gp_j --> A'^{efgh) = A^{ijkl) beta_i^e beta_j^f beta_k^g beta_l^h
TenseurHHHH & ChangeBase(TenseurHHHH & A,const BaseB & gi) const;
// test
int operator == ( const TenseurHHHH &) const ;
// change la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en ecriture,
void Change (int i, int j, int k, int l,const double& val) ;
// en cumul : équivalent de +=
void ChangePlus (int i, int j, int k, int l,const double& val);
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en lecture seule
double operator () (int i, int j, int k, int l) const ;
// calcul du maximum en valeur absolu des composantes du tenseur
double MaxiComposante() const;
// lecture et écriture de données
istream & Lecture(istream & entree);
ostream & Ecriture(ostream & sort) const ;
protected :
// allocator dans la liste de data
listdouble1Iter ipointe;
// --- gestion de changement d'index ----
class ChangementIndex
{ public:
ChangementIndex();
// passage pour les index de la forme vecteur à la forme i,j
Tableau <int> idx_i,idx_j;
// passage pour les index de la forme i,j à la forme vecteur
Tableau2 <int> odVect;
};
public :
static const ChangementIndex cdex1HHHH;
// fonction pour le poduit contracté à gauche
TenseurHH& Prod_gauche( const TenseurBB & F) const;
};
//
//------------------------------------------------------------------
// cas des composantes 4 fois covariantes
//------------------------------------------------------------------
class Tenseur1BBBB : public TenseurBBBB
{ // surcharge de l'operator de lecture
friend istream & operator >> (istream &, Tenseur1BBBB &);
// surcharge de l'operator d'ecriture
friend ostream & operator << (ostream &, const Tenseur1BBBB &);
public :
// Constructeur
Tenseur1BBBB() ; // par défaut
// initialisation de toutes les composantes a une meme valeur val
Tenseur1BBBB(const double val);
// initialisation à partir d'un produit tensoriel avec 2 cas
// booleen = true : produit tensoriel normal
// *this=aBB(i,j).bBB(k,l) gHi gHj gHk gHl
// booleen = false : produit tensoriel barre
// *this(i,j,k,l)
// = 1/4 * (a(i,k).b(j,l) + a(j,k).b(i,l) + a(i,l).b(j,k) + a(j,l).b(i,k))
Tenseur1BBBB(bool normal, const TenseurBB & aBB, const TenseurBB & bBB);
// DESTRUCTEUR :
~Tenseur1BBBB() ;
// constructeur a partir d'une instance non differenciee
// dans le cas d'un tenseur quelconque, celui-ci
// est converti à condition que les symétries existent sinon erreur en debug
// opération longue dans ce cas !
Tenseur1BBBB (const TenseurBBBB &);
// constructeur de copie
Tenseur1BBBB (const Tenseur1BBBB &);
// METHODES PUBLIQUES :
//2) virtuelles
// initialise toutes les composantes à val
void Inita(double val) ;
// operations
TenseurBBBB & operator + ( const TenseurBBBB &) const ;
void operator += ( const TenseurBBBB &);
TenseurBBBB & operator - () const ; // oppose du tenseur
TenseurBBBB & operator - ( const TenseurBBBB &) const ;
void operator -= ( const TenseurBBBB &);
TenseurBBBB & operator = ( const TenseurBBBB &);
TenseurBBBB & operator = ( const Tenseur1HHHH & B)
{ return this->operator=((TenseurBBBB &) B); };
TenseurBBBB & operator * (const double &) const ;
void operator *= ( const double &);
TenseurBBBB & operator / ( const double &) const ;
void operator /= ( const double &);
// produit contracte à droite avec un tenseur du second ordre
// différent à gauche !!
TenseurBB& operator && ( const TenseurHH & ) const ;
//fonctions définissant le produit tensoriel normal de deux tenseurs
// *this=aBB(i,j).bBB(k,l) gHi gHj gHk gHl
static TenseurBBBB & Prod_tensoriel(const TenseurBB & aBB, const TenseurBB & bBB) ;
//fonctions définissant le produit tensoriel barre de deux tenseurs
// concervant les symétries !!
// *this(i,j,k,l)
// = 1/4 * (a(i,k).b(j,l) + a(j,k).b(i,l) + a(i,l).b(j,k) + a(j,l).b(i,k))
static TenseurBBBB & Prod_tensoriel_barre(const TenseurBB & aBB, const TenseurBB & bBB) ;
// ATTENTION creation d'un tenseur transpose qui est supprime par Libere
// les 2 premiers indices sont échangés avec les deux derniers indices
TenseurBBBB & Transpose1et2avec3et4() const ;
// affectation de B dans this, plusZero = false: les données manquantes sont inchangées,
// plusZero = true: les données manquantes sont mises à 0
// si au contraire la dimension de B est plus grande que *this, il y a uniquement affectation
// des données possibles
void Affectation_trans_dimension(const TenseurBBBB & B,bool plusZero);
// transférer un tenseur général accessible en indice, dans un tenseur 1 Tenseur1HHHH
// il n'y a pas de symétrisation !, seule certaines composantes sont prises en compte
void TransfertDunTenseurGeneral(const TenseurBBBB & aBBBB);
// ---- manipulation d'indice ----
// on monte les deux premiers indices -> création d'un tenseur TenseurHHBB
TenseurHHBB& Monte2premiersIndices();
// on monte les deux derniers indices -> création d'un tenseur TenseurBBHH
TenseurBBHH& Monte2derniersIndices();
// on monte les 4 indices -> création d'un tenseur TenseurHHHH
TenseurHHHH& Monte4Indices();
// calcul des composantes locales du tenseur considéré s'exprimé dans une base absolue
// en argument : A -> une reference sur le tenseur résultat qui peut avoir une dimension
// différente du tenseur courant suivant que la dimension absolue et la dimension locale
// sont égales ou différentes , retour d'une reference sur A
TenseurBBBB & Baselocale(TenseurBBBB & A,const BaseB & gi) const ;
// changement des composantes du tenseur, retour donc dans la même variance
// en argument : A -> une reference sur le tenseur résultat qui a la même dimension
// retour d'une reference sur A
// A = A_{ijkl) g^i rond g^j rond g^k rond g_l = A'_{efgh) gp^i rond gpp^j rond g^k rond gp^l
// g^i = gamma^i_j gp^j --> A'_{efgh) = A_{ijkl) gamma^i_e gamma^j_f gamma^k_g gamma^l_h
TenseurBBBB & ChangeBase(TenseurBBBB & A,const BaseH & gi) const;
// test
int operator == ( const TenseurBBBB &) const ;
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en ecriture,
void Change (int i, int j, int k, int l,const double& val) ;
// en cumul : équivalent de +=
void ChangePlus (int i, int j, int k, int l,const double& val);
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en lecture seule
double operator () (int i, int j, int k, int l) const ;
// calcul du maximum en valeur absolu des composantes du tenseur
double MaxiComposante() const;
// lecture et écriture de données
istream & Lecture(istream & entree);
ostream & Ecriture(ostream & sort) const ;
protected :
// allocator dans la liste de data
listdouble1Iter ipointe;
// --- gestion de changement d'index ----
class ChangementIndex
{ public:
ChangementIndex();
// passage pour les index de la forme vecteur à la forme i,j
Tableau <int> idx_i,idx_j;
// passage pour les index de la forme i,j à la forme vecteur
Tableau2 <int> odVect;
};
public :
static const ChangementIndex cdex1BBBB;
// fonction pour le poduit contracté à gauche
TenseurBB& Prod_gauche( const TenseurHH & F) const;
};
//
//------------------------------------------------------------------
// cas des composantes mixte 1BBHH
//------------------------------------------------------------------
class Tenseur1BBHH : public TenseurBBHH
{ // surcharge de l'operator de lecture
friend istream & operator >> (istream &, Tenseur1BBHH &);
// surcharge de l'operator d'ecriture
friend ostream & operator << (ostream &, const Tenseur1BBHH &);
public :
// Constructeur
Tenseur1BBHH() ; // par défaut
// initialisation de toutes les composantes a une meme valeur val
Tenseur1BBHH(const double val);
// initialisation à partir d'un produit tensoriel
// *this=aBB(i,j).bHH(k,l) gHi gHj gBk gBl
Tenseur1BBHH(const TenseurBB & aBB, const TenseurHH & bHH);
// DESTRUCTEUR :
~Tenseur1BBHH() ;
// constructeur a partir d'une instance non differenciee
// dans le cas d'un tenseur quelconque, celui-ci
// est converti à condition que les symétries existent sinon erreur en debug
// opération longue dans ce cas !
Tenseur1BBHH (const TenseurBBHH &);
// constructeur de copie
Tenseur1BBHH (const Tenseur1BBHH &);
// METHODES PUBLIQUES :
//2) virtuelles
// initialise toutes les composantes à val
void Inita(double val) ;
// operations
TenseurBBHH & operator + ( const TenseurBBHH &) const ;
void operator += ( const TenseurBBHH &);
TenseurBBHH & operator - () const ; // oppose du tenseur
TenseurBBHH & operator - ( const TenseurBBHH &) const ;
void operator -= ( const TenseurBBHH &);
TenseurBBHH & operator = ( const TenseurBBHH &);
TenseurBBHH & operator * (const double &) const ;
void operator *= ( const double &);
TenseurBBHH & operator / ( const double &) const ;
void operator /= ( const double &);
// produit contracte à droite avec un tenseur du second ordre
// différent à gauche !!
TenseurBB& operator && ( const TenseurBB & ) const ;
//fonctions définissant le produit tensoriel normal de deux tenseurs
// *this=aBB(i,j).bHH(k,l) gHi gHj gBk gBl
static TenseurBBHH & Prod_tensoriel(const TenseurBB & aBB, const TenseurHH & bHH) ;
// ATTENTION creation d'un tenseur transpose qui est supprime par Libere
// les 2 premiers indices sont échangés avec les deux derniers indices
TenseurHHBB & Transpose1et2avec3et4() const ;
// affectation de B dans this, plusZero = false: les données manquantes sont inchangées,
// plusZero = true: les données manquantes sont mises à 0
// si au contraire la dimension de B est plus grande que *this, il y a uniquement affectation
// des données possibles
void Affectation_trans_dimension(const TenseurBBHH & B,bool plusZero);
// test
int operator == ( const TenseurBBHH &) const ;
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en ecriture,
void Change (int i, int j, int k, int l,const double& val) ;
// en cumul : équivalent de +=
void ChangePlus (int i, int j, int k, int l,const double& val);
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en lecture seule
double operator () (int i, int j, int k, int l) const ;
// calcul du maximum en valeur absolu des composantes du tenseur
double MaxiComposante() const;
// lecture et écriture de données
istream & Lecture(istream & entree);
ostream & Ecriture(ostream & sort) const ;
protected :
// allocator dans la liste de data
listdouble1Iter ipointe;
// --- gestion de changement d'index ----
class ChangementIndex
{ public:
ChangementIndex();
// passage pour les index de la forme vecteur à la forme i,j
Tableau <int> idx_i,idx_j;
// passage pour les index de la forme i,j à la forme vecteur
Tableau2 <int> odVect;
};
public :
static const ChangementIndex cdex1BBHH;
// fonction pour le poduit contracté à gauche
TenseurHH& Prod_gauche( const TenseurHH & F) const;
};
//
//------------------------------------------------------------------
// cas des composantes mixte 2HHBB
//------------------------------------------------------------------
class Tenseur1HHBB : public TenseurHHBB
{ // surcharge de l'operator de lecture
friend istream & operator >> (istream &, Tenseur1HHBB &);
// surcharge de l'operator d'ecriture
friend ostream & operator << (ostream &, const Tenseur1HHBB &);
public :
// Constructeur
Tenseur1HHBB() ; // par défaut
// initialisation de toutes les composantes a une meme valeur val
Tenseur1HHBB(const double val);
// initialisation à partir d'un produit tensoriel avec 1 cas
// booleen = true : produit tensoriel normal
// *this=aHH(i,j).bBB(k,l) gBi gBj gHk gHl
Tenseur1HHBB(const TenseurHH & aHH, const TenseurBB & bBB);
// DESTRUCTEUR :
~Tenseur1HHBB() ;
// constructeur a partir d'une instance non differenciee
// dans le cas d'un tenseur quelconque, celui-ci
// est converti à condition que les symétries existent sinon erreur en debug
// opération longue dans ce cas !
Tenseur1HHBB (const TenseurHHBB &);
// constructeur de copie
Tenseur1HHBB (const Tenseur1HHBB &);
// METHODES PUBLIQUES :
//2) virtuelles
// initialise toutes les composantes à val
void Inita(double val) ;
// operations
TenseurHHBB & operator + ( const TenseurHHBB &) const ;
void operator += ( const TenseurHHBB &);
TenseurHHBB & operator - () const ; // oppose du tenseur
TenseurHHBB & operator - ( const TenseurHHBB &) const ;
void operator -= ( const TenseurHHBB &);
TenseurHHBB & operator = ( const TenseurHHBB &);
TenseurHHBB & operator * (const double &) const ;
void operator *= ( const double &);
TenseurHHBB & operator / ( const double &) const ;
void operator /= ( const double &);
// produit contracte à droite avec un tenseur du second ordre
// différent à gauche !!
TenseurHH& operator && ( const TenseurHH & ) const ;
//fonctions définissant le produit tensoriel normal de deux tenseurs
// *this=aHH(i,j).bBB(k,l) gBi gBj gHk gHl
static TenseurHHBB & Prod_tensoriel(const TenseurHH & aHH, const TenseurBB & bBB) ;
// ATTENTION creation d'un tenseur transpose qui est supprime par Libere
// les 2 premiers indices sont échangés avec les deux derniers indices
TenseurBBHH & Transpose1et2avec3et4() const ;
// affectation de B dans this, plusZero = false: les données manquantes sont inchangées,
// plusZero = true: les données manquantes sont mises à 0
// si au contraire la dimension de B est plus grande que *this, il y a uniquement affectation
// des données possibles
void Affectation_trans_dimension(const TenseurHHBB & B,bool plusZero);
// test
int operator == ( const TenseurHHBB &) const ;
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en ecriture,
void Change (int i, int j, int k, int l,const double& val) ;
// en cumul : équivalent de +=
void ChangePlus (int i, int j, int k, int l,const double& val);
// Retourne la composante i,j,k,l du tenseur
// acces en lecture seule
double operator () (int i, int j, int k, int l) const ;
// calcul du maximum en valeur absolu des composantes du tenseur
double MaxiComposante() const;
// lecture et écriture de données
istream & Lecture(istream & entree);
ostream & Ecriture(ostream & sort) const ;
protected :
// allocator dans la liste de data
listdouble1Iter ipointe;
// --- gestion de changement d'index ----
class ChangementIndex
{ public:
ChangementIndex();
// passage pour les index de la forme vecteur à la forme i,j
Tableau <int> idx_i,idx_j;
// passage pour les index de la forme i,j à la forme vecteur
Tableau2 <int> odVect;
};
public :
static const ChangementIndex cdex1HHBB;
// fonction pour le produit contracté à gauche
TenseurBB& Prod_gauche( const TenseurBB & F) const;
};
#ifndef MISE_AU_POINT
#include "TenseurQ1-1.cc"
#include "TenseurQ1-2.cc"
#define TenseurQ1_H_deja_inclus
#endif
#endif