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C++
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// FICHIER : HexaQComp.cc
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// CLASSE : HexaQComp
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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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//#include "Debug.h"
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# include <iostream>
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using namespace std; //introduces namespace std
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#include <stdlib.h>
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#include "Sortie.h"
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#include "GeomHexaQuadComp.h"
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#include "HexaQComp.h"
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//----------------------------------------------------------------
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// def des donnees commune a tous les elements
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// la taille n'est pas defini ici car elle depend de la lecture
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//----------------------------------------------------------------
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HexaMemb::DonnComHexa * HexaQComp::doCoHexa = NULL;
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HexaMemb::UneFois HexaQComp::uneFois;
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HexaQComp::NombresConstruireHexaQComp HexaQComp::nombre_V;
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HexaQComp::ConsHexaQComp HexaQComp::consHexaQComp;
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// constructeur définissant les nombres (de noeud, de point d'integ ..)
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// utilisé dans la construction des éléments
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HexaQComp::NombresConstruireHexaQComp::NombresConstruireHexaQComp()
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{ nbne = 27; // le nombre de noeud de l'élément
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nbneS = 9; // le nombre de noeud des facettes
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nbneA = 3; // le nombre de noeud des aretes
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nbi = 8; // le nombre de point d'intégration pour le calcul mécanique
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// nbi = 27; // le nombre de point d'intégration pour le calcul mécanique
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nbiEr = 27; // le nombre de point d'intégration pour le calcul d'erreur
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nbiV = 8; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de second membre volumique
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nbiS = 4; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de second membre surfacique
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nbiA = 2; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de second membre linéique
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nbiMas = 27; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de la matrice masse
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nbiHour = 27; // éventuellement, le nombre de point d'intégration un blocage d'hourglass
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};
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// =========================== constructeurs ==================
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// Constructeur par defaut, le seul accepte en dimension different de 3
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HexaQComp::HexaQComp () :
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HexaMemb(0,-3,QUADRACOMPL,HEXAEDRE)
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{ nombre = & nombre_V;
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tab_noeud.Change_taille(nombre->nbne);
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|
// 27 noeuds,8 pt d'integration
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|
// calcul de doCoHexaQComp egalement si c'est le premier passage
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|
// après hexa, le nombre de point d'intégration de surface pour le second membre
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// ici 4 et 9 noeuds pour les éléments de surface
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|
ElemGeomC0* hexa=NULL;ElemGeomC0* hexaEr=NULL; ElemGeomC0* hexaMas=NULL;
|
|
ElemGeomC0* hexaeHourg; // pour le blocage d'hourglass
|
|
if ( doCoHexa == NULL)
|
|
{hexa = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbi);
|
|
// pour le calcul d'erreur il faut plus de pt d'intégration pour éviter la singularité
|
|
// de la matrice de raideur -> 27
|
|
hexaEr = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiEr);
|
|
// idem pour les calculs de matrices masses consitstantes
|
|
hexaMas = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiMas);
|
|
hexaeHourg = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiHour);
|
|
}
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|
int dim = ParaGlob::Dimension();
|
|
if (dim != 3) // cas d'une dimension autre que trois
|
|
{ if (ParaGlob::NiveauImpression() >= 7)
|
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cout << "\nATTENTION -> dimension " << dim
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<<", pas de definition d\'elements hexaedriques quadratiques complet"<< endl;
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delete hexa;delete hexaEr;delete hexaMas;
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unefois = NULL;
|
|
}
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|
else
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{ unefois = & uneFois; // affectation du pointeur de la classe générique triangle
|
|
doCoHexa = HexaMemb::Init (hexa,hexaEr,hexaMas,hexaeHourg);
|
|
unefois->nbelem_in_Prog++;
|
|
}
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|
};
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// Constructeur fonction d'un numero
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// d'identification
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HexaQComp::HexaQComp (int num_mail,int num_id) :
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HexaMemb(num_mail,num_id,QUADRACOMPL,HEXAEDRE)
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{ nombre = & nombre_V;
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|
tab_noeud.Change_taille(nombre->nbne);
|
|
// 27 noeuds,8 pt d'integration
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|
// calcul de doCoHexa egalement si c'est le premier passage
|
|
// après hexa, le nombre de point d'intégration de surface pour le second membre
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|
// ici 4 et 9 noeuds pour les éléments de surface
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ElemGeomC0* hexa=NULL;ElemGeomC0* hexaEr=NULL; ElemGeomC0* hexaMas=NULL;
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|
ElemGeomC0* hexaeHourg; // pour le blocage d'hourglass
|
|
if ( doCoHexa == NULL)
|
|
{hexa = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbi);
|
|
// pour le calcul d'erreur il faut plus de pt d'intégration pour éviter la singularité
|
|
// de la matrice de raideur -> 27
|
|
hexaEr = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiEr);
|
|
};
|
|
// idem pour les calculs de matrices masses consitstantes
|
|
hexaMas = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiMas);
|
|
hexaeHourg = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiHour);
|
|
// #ifdef MISE_AU_POINT
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if (ParaGlob::Dimension() != 3) // cas d'une dimension autre que trois
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|
{ if (ParaGlob::NiveauImpression() >= 2)
|
|
cout << "\n erreur de dimension dans HexaQComp, dim = " << ParaGlob::Dimension()
|
|
<< "\n alors que l'on doit avoir 3 !! " << endl;
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|
Sortie (1);
|
|
}
|
|
// #endif
|
|
else
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|
{unefois = & uneFois; // affectation du pointeur de la classe générique
|
|
doCoHexa = HexaMemb::Init (hexa,hexaEr,hexaMas,hexaeHourg);
|
|
unefois->nbelem_in_Prog++;
|
|
};
|
|
};
|
|
|
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// Constructeur utile si le numero de l'element et
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// le tableau des noeuds sont connus
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HexaQComp::HexaQComp (int num_mail,int num_id,const Tableau<Noeud *>& tab):
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HexaMemb(num_mail,num_id,QUADRACOMPL,HEXAEDRE,tab)
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|
{ nombre = & nombre_V;
|
|
if (tab_noeud.Taille() != nombre->nbne)
|
|
{ cout << "\n erreur de dimensionnement du tableau de noeud \n";
|
|
cout << " HexaQComp::HexaQComp (int num_mail,int num_id,const Tableau<Noeud *>& tab)\n";
|
|
Sortie (1);
|
|
};
|
|
// 27 noeuds,8 pt d'integration
|
|
// calcul de doCoHexa egalement si c'est le premier passage
|
|
// après hexa, le nombre de point d'intégration de surface pour le second membre
|
|
// ici 4 et 9 noeuds pour les éléments de surface
|
|
ElemGeomC0* hexa=NULL;ElemGeomC0* hexaEr=NULL; ElemGeomC0* hexaMas=NULL;
|
|
ElemGeomC0* hexaeHourg; // pour le blocage d'hourglass
|
|
if ( doCoHexa == NULL)
|
|
{hexa = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbi);
|
|
// pour le calcul d'erreur il faut plus de pt d'intégration pour éviter la singularité
|
|
// de la matrice de raideur -> nombre->nbiEr
|
|
hexaEr = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiEr);}
|
|
// idem pour les calculs de matrices masses consitstantes
|
|
hexaMas = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiMas);
|
|
hexaeHourg = new GeomHexaQuadComp(nombre->nbiHour);
|
|
// #ifdef MISE_AU_POINT
|
|
if (ParaGlob::Dimension() != 3) // cas d'une dimension autre que trois
|
|
{ if (ParaGlob::NiveauImpression() >= 2)
|
|
cout << "\n erreur de dimension dans HexaQComp, dim = " << ParaGlob::Dimension()
|
|
<< "\n alors que l'on doit avoir 3 !! " << endl;
|
|
Sortie (1);
|
|
}
|
|
// #endif
|
|
else
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{ unefois = & uneFois; // affectation du pointeur de la classe générique triangle
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bool sans_init_noeud = true;
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doCoHexa = HexaMemb::Init (hexa,hexaEr,hexaMas,hexaeHourg,sans_init_noeud);
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|
// construction du tableau de ddl spécifique à l'élément pour ses
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ConstTabDdl();
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unefois->nbelem_in_Prog++;
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};
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|
};
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HexaQComp::HexaQComp (const HexaQComp& HexaQraM) :
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HexaMemb (HexaQraM)
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// Constructeur de copie
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{ unefois = & uneFois; // affectation du pointeur de la classe générique
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// ce qui est relatif à l'initialisation est déjà effectué dans elem_meca et HexaMemb
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unefois->nbelem_in_Prog++;
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|
};
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HexaQComp::~HexaQComp ()
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// Destruction effectuee dans HexaMemb
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{ if (unefois != NULL)
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{unefois->nbelem_in_Prog--;
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Destruction();
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}
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};
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// renseignement d'un élément complet à partir d'un élément incomplet de même type
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// retourne les nouveaux noeuds construit à partir de l'interpolation incomplète.
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// dans le cas l'élément n'est pas concerné, retourne une liste vide
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// ramène également une liste de même dimension contenant les bornes en numéros de noeuds
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// entre lesquelles il faut définir les nouveaux numéros de noeuds si l'on veut conserver
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// une largeur de bande optimisée du même type
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// nbnt+1: est le premier numéro de noeud utilisable pour les nouveaux noeuds
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list <Noeud *> HexaQComp::Construct_from_imcomplet(const Element & elem,list <DeuxEntiers> & li_bornes,int nbnt)
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{ list <Noeud *> li_ret; // la liste de retour
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// ----- construction de l'élément,
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// 1) définition des noeuds venant de l'élément incomplet
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const Tableau<Noeud *>& e_tab_noeud = elem.Tab_noeud_const();
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int nbne = nombre-> nbne; int etaille=e_tab_noeud.Taille();
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tab_noeud.Change_taille(nbne);
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// les premiers noeuds sont ceux de l'incomplet
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for (int i=1;i<=etaille;i++)
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tab_noeud(i)=e_tab_noeud(i);
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// 2) définition des noeuds centraux des différentes faces
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// en fait il s'agit des noeuds de 21 à 27
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const int num_inf=21; const int num_sup=27;
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int idmail = tab_noeud(1)->Num_Mail(); // récup du numéro de maillage associé au noeud
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int dim = ParaGlob::Dimension();
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HexaMemb::DonnComHexa* doCoHexa = unefois->doCoMemb; // pour simplifier l'écriture
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// récupération des coordonnées des noeuds locaux
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Tableau <Coordonnee > const & ptlocal = doCoHexa->hexaed->PtelemRef();
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// on boucle sur les noeuds supplémentaires : de 21 à 27
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int ib=1; // indice sup pour l'attribution d'un bon numéro
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for (int ine=num_inf;ine<=num_sup;ine++,ib++)
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{ // déf d'un noeud initialisée aux coordonnées du premier noeud pour l'instant
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Noeud * ptr = new Noeud(*tab_noeud(1));
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|
ptr->Change_num_noeud(nbnt+ib); // attribution d'un bon numéro
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|
tab_noeud(ine)=ptr; // enregistrement dans les noeuds de l'élément
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|
}
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|
// ajout du tableau de ddl des noeuds, ce qui permet d'activer les ddl XI à t si ce n'est
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// pas encore fait
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ConstTabDdl();
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// definition des coordonnées des nouveaux noeuds
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Coordonnee co(dim); // les coordonnées physique
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Tableau <Coordonnee> t_co; // les coordonnées physique
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// test pour savoir si le calcul à tdt est activé ou pas
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if (tab_noeud(1)->Tdt())
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// cas où l'on travailles à 0 t et tdt
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{ for (int ine1=num_inf;ine1<=num_sup;ine1++)
|
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{ t_co.Change_taille(3);
|
|
((HexaMemb&)elem).Point_physique(ptlocal(ine1),t_co);
|
|
tab_noeud(ine1)->Change_coord0(t_co(1));tab_noeud(ine1)->Change_coord1(t_co(2));
|
|
tab_noeud(ine1)->Change_coord2(t_co(3));
|
|
}
|
|
}
|
|
else
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|
// on regarde si on a les coordonnées à t qui sont définis
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{if (tab_noeud(1)->En_service(X1))
|
|
// cas où les coordonnees à t sont définis
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{for (int ine2=num_inf;ine2<=num_sup;ine2++)
|
|
{t_co.Change_taille(2);
|
|
((HexaMemb&)elem).Point_physique(ptlocal(ine2),t_co);
|
|
tab_noeud(ine2)->Change_coord0(t_co(1));tab_noeud(ine2)->Change_coord1(t_co(2));
|
|
}
|
|
}
|
|
else
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|
// cas où seules les coordonnées à 0 sont définis
|
|
// en fait ici n'arrive jamais !! mais mis pour pas oublier
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{for (int ine3=num_inf;ine3<=num_sup;ine3++)
|
|
{ ((HexaMemb&)elem).Point_physique(ptlocal(ine3),co,TEMPS_0);
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|
tab_noeud(ine3)->Change_coord0(t_co(1));
|
|
}
|
|
}
|
|
}
|
|
// 3) enregistrement des noeuds
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|
for (int ine4=num_inf;ine4<=num_sup;ine4++) li_ret.push_back(tab_noeud(ine4));
|
|
// 4) remplissage de li_bornes
|
|
// recup de la connection des noeuds des faces par rapport a ceux de l'element
|
|
Tableau<Tableau<int> > const & nonf = doCoHexa->hexaed->Nonf();
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|
// initialisation de li_bornes
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|
li_bornes.erase(li_bornes.begin(),li_bornes.end());
|
|
// On travaille d'abord sur les faces de l'élément
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|
// par rapport au quadratique incomplet, 21 est au centre de la face 1,
|
|
// 22 sur la face 3, 23 sur la face 5, 24 sur la face 6
|
|
// 25 sur la face 2, 26 sur la face 4, 27 au centre de l'élément
|
|
// on définit un adressage indirecte des faces de manière à faire ensuite une boucle sur les faces
|
|
Tableau <int> t_i(6); t_i(1)=1; t_i(2)=3;t_i(3)=5; t_i(4)=6; t_i(5)=2; t_i(6)=4;
|
|
// on définit un inf et sup de numéro pour le noeud central, qui sera traité en même temps que les faces
|
|
int inf_nc=e_tab_noeud(1)->Num_noeud();int sup_nc=inf_nc;
|
|
for (int ine5=num_inf,ib=1;ine5<num_sup;ine5++,ib++)
|
|
{ // on cherche le maxi et le mini des numéros des noeuds de la face adoc
|
|
// tout d'abord initialisation
|
|
const Tableau<int>& nofa = nonf(t_i(ib)); int nbnoeudface=nofa.Taille() ; // en fait ici 9
|
|
int inf=tab_noeud(nofa(1))->Num_noeud(); int sup = inf;
|
|
for (int i=2;i<nbnoeudface;i++) // on balaie de 2 à 8
|
|
{ int num= e_tab_noeud(nofa(i))->Num_noeud();
|
|
if (inf > num) inf = num; if (sup < num) sup = num;
|
|
if (inf_nc > num) inf_nc = num; if (sup_nc < num) sup_nc = num; // pour le noeud central à la fin
|
|
}
|
|
li_bornes.push_back(DeuxEntiers(inf,sup));
|
|
}
|
|
// on s'occupe maintenant du noeud central
|
|
li_bornes.push_back(DeuxEntiers(inf_nc,sup_nc));
|
|
// 5) retour
|
|
return li_ret;
|
|
};
|
|
|
|
|
|
// affichage dans la sortie transmise, des variables duales "nom"
|
|
// aux differents points d'integration
|
|
// dans le cas ou nom est vide, affichage de "toute" les variables
|
|
void HexaQComp::AfficheVarDual(ofstream& sort, Tableau<string>& nom)
|
|
{ // affichage de l'entête de l'element
|
|
sort << "\n******************************************************************";
|
|
sort << "\n Element HexaQComp (hexaedre triquadratique complet "<<nombre->nbi<<" pts d'integration) ";
|
|
sort << "\n******************************************************************";
|
|
// appel de la procedure de elem meca
|
|
if (!(uneFois.dualSortHexa) && (uneFois.CalimpPrem))
|
|
{ VarDualSort(sort,nom,nombre->nbi,1);
|
|
uneFois.dualSortHexa += 1;
|
|
}
|
|
else if ((uneFois.dualSortHexa) && (uneFois.CalimpPrem))
|
|
VarDualSort(sort,nom,nombre->nbi,11);
|
|
else if (!(uneFois.dualSortHexa) && (uneFois.CalResPrem_tdt))
|
|
{ VarDualSort(sort,nom,nombre->nbi,2);
|
|
uneFois.dualSortHexa += 1;
|
|
}
|
|
else if ((uneFois.dualSortHexa) && (uneFois.CalResPrem_tdt))
|
|
VarDualSort(sort,nom,nombre->nbi,12);
|
|
// sinon on ne fait rien
|
|
};
|