// 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) . // // 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 // // This program is free software: you can redistribute it and/or modify // it under the terms of the GNU General Public License as published by // the Free Software Foundation, either version 3 of the License, // or (at your option) any later version. // // This program is distributed in the hope that it will be useful, // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty // of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. // See the GNU General Public License for more details. // // You should have received a copy of the GNU General Public License // along with this program. If not, see . // // For more information, please consult: . /************************************************************************ * 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 (ifstream& ent,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); // 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 & 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& 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& liTQ,Loi_comp_abstraite::SaveResul * saveDon,list&) 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& 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(ifstream& 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(ofstream& 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 hij; // idem sous forme de tableau Tableau 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 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 & 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 & d_giB_tdt,BaseH& giH_tdt,Tableau & d_giH_tdt ,TenseurBB & epsBB_tdt,Tableau & d_epsBB ,TenseurBB & delta_epsBB,TenseurBB & gijBB_tdt,TenseurHH & gijHH_tdt ,Tableau & d_gijBB_tdt ,Tableau & d_gijHH_tdt,double& jacobien_0,double& jacobien ,Vecteur& d_jacobien_tdt,TenseurHH& sigHH,Tableau & 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* exclure_dd_etend ,const List_io* 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