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C++
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// This file is part of the Herezh++ application.
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//
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// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
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// of mechanics for large transformations of solid structures.
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// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
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// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
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//
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// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
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//
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// Copyright (C) 1997-2022 Université Bretagne Sud (France)
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// AUTHOR : Gérard Rio
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// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
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//
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// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
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// it under the terms of the GNU General Public License as published by
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// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
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// or (at your option) any later version.
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//
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// This program is distributed in the hope that it will be useful,
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// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
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// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
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// See the GNU General Public License for more details.
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//
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// You should have received a copy of the GNU General Public License
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// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
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//
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// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
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/************************************************************************
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* DATE: 19/6/2005 *
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* $ *
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* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
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* $ *
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* PROJET: Herezh++ *
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* $ *
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************************************************************************
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* BUT: La classe Hyper_W_gene_3D permet de calculer *
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* les grandeurs générales nécessaires pour exploiter une *
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* loi hyper-élastique utilisant un potentiel W défini *
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* a partir des élongations. *
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* Il s'agit d'une classe de travail. *
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* $ *
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* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' * *
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* VERIFICATION: *
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* *
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* ! date ! auteur ! but ! *
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* ------------------------------------------------------------ *
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* ! ! ! ! *
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* $ *
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* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
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* MODIFICATIONS: *
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* ! date ! auteur ! but ! *
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* ------------------------------------------------------------ *
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|
* $ *
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************************************************************************/
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#ifndef HYPER_W_GENE_3D_H
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#define HYPER_W_GENE_3D_H
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#include "LesReferences.h"
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#include "LesCourbes1D.h"
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#include "Tenseur.h"
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#include "Tenseur3.h"
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#include "TenseurQ-3.h"
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#include "TenseurQ3gene.h"
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#include "Loi_comp_abstraite.h"
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/// @addtogroup Les_lois_hyperelastiques
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/// @{
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///
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class Hyper_W_gene_3D : public Loi_comp_abstraite
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{
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public :
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// CONSTRUCTEURS :
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// Constructeur par defaut
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Hyper_W_gene_3D ();
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// Constructeur utile si l'identificateur du nom de la loi
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// de comportement et la dimension sont connus
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// vit_def indique si oui ou non la loi utilise la vitesse de déformation
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Hyper_W_gene_3D (Enum_comp id_compor,Enum_categorie_loi_comp categorie_comp
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,int dimension,bool vit_def = false);
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// Constructeur de copie
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Hyper_W_gene_3D (const Hyper_W_gene_3D& loi) ;
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// DESTRUCTEUR :
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virtual ~Hyper_W_gene_3D ();
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// classe permettant le stockage de grandeurs de post-traitement
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class Invariantpost3D
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{ public :
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Invariantpost3D() : potentiel(0.) {}; // constructeur par défaut
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Invariantpost3D(const double& potent)
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: potentiel(potent) {};
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Invariantpost3D(const Invariantpost3D & a)
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: potentiel(a.potentiel) {};
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// Surcharge de l'operateur = : realise l'affectation
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Invariantpost3D& operator= (const Invariantpost3D& a)
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{potentiel=a.potentiel; return *this;};
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|
// surcharge de l'operator de lecture
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friend istream & operator >> (istream & ent, Invariantpost3D & a)
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{ string toto;
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ent >> toto >> a.potentiel; return ent;
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};
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|
// surcharge de l'operator d'ecriture
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friend ostream & operator << (ostream & sort , const Invariantpost3D & a)
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{ sort << " potent= "<< a.potentiel << " "; return sort;
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};
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// data
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double potentiel;
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};
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class SaveResulHyper_W_gene_3D: public Loi_comp_abstraite::SaveResul
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{ public :
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// constructeur
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SaveResulHyper_W_gene_3D(); // par défaut
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// avec_para : le nombre indique si on sauvegarde des paramètres matériaux qui varient
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// et également des invariants.
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// si == 0 : pas de stockage (joue en fait le role de sortie_post)
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|
SaveResulHyper_W_gene_3D(int avec_para); // avec init ou pas
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SaveResulHyper_W_gene_3D(const SaveResulHyper_W_gene_3D& sav); // de copie
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virtual ~SaveResulHyper_W_gene_3D(); // destructeur
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// définition d'une nouvelle instance identique
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// appelle du constructeur via new
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SaveResul * Nevez_SaveResul() const {return (new SaveResulHyper_W_gene_3D(*this));};
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// affectation
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virtual SaveResul & operator = ( const SaveResul & a);
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//============= lecture écriture dans base info ==========
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// cas donne le niveau de la récupération
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// = 1 : on récupère tout
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// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
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virtual void Lecture_base_info (ifstream& ,const int ) ;
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// cas donne le niveau de sauvegarde
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|
// = 1 : on sauvegarde tout
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|
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
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|
virtual void Ecriture_base_info(ofstream& ,const int ) ;
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// mise à jour des informations transitoires
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void TdtversT() ;
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void TversTdt() ;
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// affichage à l'écran des infos
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void Affiche() const ;
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//changement de base de toutes les grandeurs internes tensorielles stockées
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// beta(i,j) represente les coordonnees de la nouvelle base naturelle gpB dans l'ancienne gB
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// gpB(i) = beta(i,j) * gB(j), i indice de ligne, j indice de colonne
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|
// ici il ne s'agit que de grandeurs scalaires donc rien n'a faire
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// gpH(i) = gamma(i,j) * gH(j)
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virtual void ChBase_des_grandeurs(const Mat_pleine& beta,const Mat_pleine& gamma){};
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// procedure permettant de completer éventuellement les données particulières
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// de la loi stockées
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// au niveau du point d'intégration par exemple: exemple: un repère d'anisotropie
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// completer est appelé apres sa creation avec les donnees du bloc transmis
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// peut etre appeler plusieurs fois
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SaveResul* Complete_SaveResul(const BlocGen & bloc, const Tableau <Coordonnee>& tab_coor
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,const Loi_comp_abstraite* loi){return NULL;};
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// --- gestion d'une map de grandeurs quelconques éventuelles ---
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// une map de grandeurs quelconques particulière qui peut servir aux classes appelantes
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// il s'agit ici d'une map interne qui a priori ne doit servir qu'aux class loi de comportement
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// un exemple d'utilisation est une loi combinée qui a besoin de grandeurs spéciales définies
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// -> n'est pas sauvegardé, car a priori il s'agit de grandeurs redondantes
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map < EnumTypeQuelconque , TypeQuelconque, std::less < EnumTypeQuelconque> > map_type_quelconque;
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|
// récupération des type quelconque sous forme d'un arbre pour faciliter la recherche
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const map < EnumTypeQuelconque , TypeQuelconque, std::less < EnumTypeQuelconque> >* Map_type_quelconque()
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|
const {return &map_type_quelconque;};
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//-------------------------------------------------------------------
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|
// données optionnelles : les paramètres matériaux réellement utilisés
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//-------------------------------------------------------------------
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// si on le demande: dans le cas où les paramètres matériaux sont des fonctions nD
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// on stocke les paramètres matériaux
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Vecteur *para_loi, *para_loi_t;
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|
// également des grandeurs qui sont éventuellement créées si on le demande
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Hyper_W_gene_3D::Invariantpost3D * invP, * invP_t;
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|
protected:
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virtual void Mise_a_jour_map_type_quelconque();
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// ---- fin gestion d'une liste de grandeurs quelconques éventuelles ---
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};
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virtual SaveResul * New_et_Initialise() = 0;
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friend class SaveResulHyper_W_gene_3D;
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// récupération des grandeurs particulière (hors ddl )
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// correspondant à liTQ
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// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
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virtual void Grandeur_particuliere
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(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ,Loi_comp_abstraite::SaveResul * saveDon,list<int>& decal) const;
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|
// récupération de la liste de tous les grandeurs particulières
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|
// ces grandeurs sont ajoutées à la liste passées en paramètres
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|
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
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virtual void ListeGrandeurs_particulieres(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ) const;
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|
// calcul des invariants et de leurs variations premières
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|
void Invariants_et_var1(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
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|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien)
|
|
{InvariantsEtVar1(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
|
// vérification numérique de la dérivée
|
|
// Calcul_derivee_numerique(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
|
};
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières et secondes
|
|
void Invariants_et_var2(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien)
|
|
{InvariantsEtVar2(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
|
// Calcul_derivee_numerique2(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
|
};
|
|
|
|
// --- acces en lectures aux différentes grandeurs calculées
|
|
// par Invariants_et_var1 et Invariants_et_var2
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const double& I__B() const {return I_B;};
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|
const double& I__BB() const {return I_BB;};
|
|
// const double& I__BBB() const {return I_BBB;};
|
|
const double& II__B() const {return II_B;};
|
|
const Vecteur& JJ_r() const {return J_r;};
|
|
// const Tenseur3HH& D_I_B_epsBB_HH() const {return d_I_B_epsBB_HH;};
|
|
// const Tenseur3HH& D_II_B_epsBB_HH() const {return d_II_B_epsBB_HH;};
|
|
// const Tenseur3HH& D_III_B_epsBB_HH() const {return d_III_B_epsBB_HH;};
|
|
const Tableau <Tenseur3HH>& D_J_r_epsBB_HH() const {return d_J_r_epsBB_HH;};
|
|
// --- acces en lectures aux différentes grandeurs calculées
|
|
// uniquemenent par Invariants_et_var2
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// const Tenseur3HHHH& D_I_B_eps2BB_HHHH () const {return d_I_B_eps2BB_HHHH;};
|
|
// const Tenseur3HHHH& D_II_B_eps2BB_HHHH () const {return d_II_B_eps2BB_HHHH;};
|
|
// const Tenseur3HHHH& D_III_B_eps2BB_HHHH () const {return d_III_B_eps2BB_HHHH;};
|
|
const Tenseur3HHHH& D_J_1_eps2BB_HHHH () const {return d_J_1_eps2BB_HHHH;};
|
|
const Tenseur3HHHH& D_J_2_eps2BB_HHHH () const {return d_J_2_eps2BB_HHHH;};
|
|
const Tenseur3HHHH& D_J_3_eps2BB_HHHH () const {return d_J_3_eps2BB_HHHH;};
|
|
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|
// activation du stockage de grandeurs quelconques qui pourront ensuite être récupéré
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|
// via le conteneur SaveResul, si la grandeur n'existe pas ici, aucune action
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virtual void Activation_stockage_grandeurs_quelconques(list <EnumTypeQuelconque >& listEnuQuelc);
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|
// insertion des conteneurs ad hoc concernant le stockage de grandeurs quelconques
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// passée en paramètre, dans le save result: ces conteneurs doivent être valides
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// c-a-d faire partie de listdeTouslesQuelc_dispo_localement
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virtual void Insertion_conteneur_dans_save_result(SaveResul * saveResul);
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protected :
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// données
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int sortie_post; // permet de stocker et ensuite d'accéder en post-traitement à certaines données
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// = 0 par défaut,
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// = 1 : on stocke toutes les grandeurs et elles sont disponibles en sortie
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// lecture dans les classes dérivées !!
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int nb_para_loi; // nombre de paramètre de la loi: doit être défini par les classes dérivée
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// est utilisé par ListeGrandeurs_particulieres
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double I_B,I_BB;//,I_BBB; // les 3 invariants primaires de B c'est-à-dire les trois traces
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|
// I_B, I_{B.B}, I_{B.B.B}, en fait on ne se sert pas de I_BBB
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|
double II_B,III_B; // les 3 invariants en I de B: I_1=I_B, I_2=II_B,I_3=III_B
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|
Vecteur J_r ; // les 3 invariants en J
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|
// variation des I II III par rapport aux composantes covariantes de la déformation
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|
Tenseur3HH d_I_B_epsBB_HH,d_II_B_epsBB_HH,d_III_B_epsBB_HH;
|
|
// variation des J_r par rapport aux composantes covariantes de la déformation
|
|
Tableau <Tenseur3HH> d_J_r_epsBB_HH;
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|
// variation seconde des I_r par rapport aux composantes covariantes de la déformation
|
|
// Tenseur3HHHH d_I_B_eps2BB_HHHH,d_II_B_eps2BB_HHHH,d_III_B_eps2BB_HHHH;
|
|
// variation seconde des J_r par rapport aux composantes covariantes de la déformation
|
|
Tenseur3HHHH d_J_1_eps2BB_HHHH,d_J_2_eps2BB_HHHH,d_J_3_eps2BB_HHHH;
|
|
// autres variables utiles pour la loi de comportement
|
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double V; // variation relative de volume
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|
Tenseur3HH BB_HH; // B . B
|
|
Tenseur3HB B_HB; // B en mixte
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Tenseur3HB BB_HB; // B . B en mixte
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|
|
|
// variables tensorielles du second ordre intermédiaires
|
|
Tenseur3HHHH IxI_HHHH,IxbarreI_HHHH,IxB_HHHH,BxI_HHHH;
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|
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// grandeurs de travail
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double J3_puiss_untiers // J3 puissance 1/3
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,unSurJ3_puissuntiers // 1/(J3^{1/3})
|
|
,unSurJ3_puissuntiers2 // (1/(J3^{1/3})^2
|
|
,unSurJ3_puissuntiers4; // (1/(J3^{1/3})^4
|
|
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|
|
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// --------méthodes internes
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|
// affichage et definition interactive des commandes particulières ici = une partie générique
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// pour les lois, utilisée par les classes dérivées
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|
void Info_commande_LoisDeComp_hyper3D(UtilLecture& lec);
|
|
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières
|
|
void InvariantsEtVar1(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien);
|
|
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières et secondes
|
|
void InvariantsEtVar2(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien);
|
|
// vérification de la dérivée avec une dérivée numérique
|
|
// calcul des dérivées numériques premières
|
|
void Calcul_derivee_numerique(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien);
|
|
// calcul des dérivées numériques premières et secondes
|
|
void Calcul_derivee_numerique2(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien);
|
|
// --- pour le débug ----
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières en numérique
|
|
void Invariants_et_var1_deb(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien)
|
|
{InvariantsEtVar1(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
|
// vérification numérique de la dérivée
|
|
Calcul_derivee_numerique(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
|
};
|
|
// calcul des invariants et de leurs variations premières et secondes
|
|
void Invariants_et_var2_deb(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
|
|
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
|
|
,const double& jacobien_0,const double& jacobien)
|
|
{InvariantsEtVar2(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
|
Calcul_derivee_numerique2(gijBB_0,gijHH_0,gijBB_tdt,gijHH_tdt,jacobien_0,jacobien);
|
|
};
|
|
|
|
};
|
|
/// @} // end of group
|
|
|
|
|
|
#endif
|
|
|
|
|
|
|