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C++
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// FICHIER : QuadraMemb.h
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// CLASSE : QuadraMemb
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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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* *
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* DATE: 15/01/97 *
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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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* La classe QuadraMemb permet de declarer des elements quadrangumaire membranne et de realiser
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* le calcul du residu local et de la raideur locale pour une loi de comportement
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* donnee. La dimension de l'espace pour un tel element est 2
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*
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* l'interpolation le nombre de point d'integration sont definit dans les classes derivees
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* l'element est virtuel
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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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* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
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* MODIFICATIONS:
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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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************************************************************************/
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// -----------classe pour un calcul de mecanique---------
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// La classe QuadraMemb permet de declarer des elements quadrangumaire membranne et de realiser
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// le calcul du residu local et de la raideur locale pour une loi de comportement
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// donnee. La dimension de l'espace pour un tel element est 2
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//
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// l'interpolation le nombre de point d'integration sont definit dans les classes derivees
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//
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// l'element est virtuel
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#ifndef QUADRAMEMB_H
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#define QUADRAMEMB_H
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#include "ParaGlob.h"
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#include "ElemMeca.h"
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#include "Met_abstraite.h"
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#include "GeomQuadrangle.h"
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#include "GeomSeg.h"
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#include "Noeud.h"
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#include "UtilLecture.h"
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#include "Tenseur.h"
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#include "NevezTenseur.h"
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#include "Deformation.h"
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#include "Epai.h"
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/// @addtogroup groupe_des_elements_finis
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/// @{
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///
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class QuadraMemb : public ElemMeca
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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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QuadraMemb ();
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// Constructeur fonction d'un numero
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// d'identification , d'identificateur d'interpolation et de geometrie
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// et éventuellement un string d'information annexe
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QuadraMemb (int num_mail,int num_id,Enum_interpol id_interp_elt,Enum_geom id_geom_elt,string info="");
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// Constructeur fonction d'un numero de maillage et d'identification,
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// du tableau de connexite des noeuds, d'identificateur d'interpolation et de geometrie
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|
// et éventuellement un string d'information annexe
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QuadraMemb (int num_mail,int num_id,Enum_interpol id_interp_elt,Enum_geom id_geom_elt,
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const Tableau<Noeud *>& tab,string info="") ;
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// Constructeur de copie
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QuadraMemb (const QuadraMemb& quadra);
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// DESTRUCTEUR :
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~QuadraMemb ();
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// Surcharge de l'operateur = : realise l'egalite entre deux instances de QuadraMemb
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QuadraMemb& operator= (QuadraMemb& quadra);
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// METHODES :
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// 1) derivant des virtuelles pures
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// Lecture des donnees de la classe sur fichier
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void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture *,Tableau<Noeud *> * );
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// affichage d'info en fonction de ordre
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// ordre = "commande" : affichage d'un exemple d'entree pour l'élément
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void Info_com_Element(UtilLecture * entreePrinc,string& ordre,Tableau<Noeud *> * tabMaillageNoeud)
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{ return Element::Info_com_El(nombre->nbne,entreePrinc,ordre,tabMaillageNoeud);};
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// ramene l'element geometrique
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ElemGeomC0& ElementGeometrique() const { return unefois->doCoMemb->quadra;};
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// ramene l'element geometrique en constant
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const ElemGeomC0& ElementGeometrique_const() const {return unefois->doCoMemb->quadra;};
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// calcul d'un point dans l'élément réel en fonction des coordonnées dans l'élément de référence associé
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// temps: indique si l'on veut les coordonnées à t = 0, ou t ou tdt
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// 1) cas où l'on utilise la place passée en argument
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Coordonnee & Point_physique(const Coordonnee& c_int,Coordonnee & co,Enum_dure temps);
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// -- connaissances particulières sur l'élément
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// ramène l'épaisseur de l'élément
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// =0. si la notion d'épaisseurs ne veut rien dire pour l'élément
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// ici par défaut l'épaisseur est constante
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virtual double Epaisseurs(Enum_dure enu, const Coordonnee& ) {return H(enu);};
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// ramène l'épaisseur moyenne de l'élément (indépendante du point)
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|
// =0. si la notion d'épaisseurs ne veut rien dire pour l'élément
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virtual double EpaisseurMoyenne(Enum_dure enu ) {return H(enu);};
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// retourne la liste des données particulières actuellement utilisés
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// par l'élément (actif ou non), sont exclu de cette liste les données particulières des noeuds
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// reliés à l'élément
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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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List_io <TypeQuelconque> Les_types_particuliers_internes(bool absolue) const;
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// récupération de grandeurs particulières au numéro d'ordre = iteg
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// celles-ci peuvent être quelconques
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// en retour liTQ est modifié et contiend les infos sur les grandeurs particulières
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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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void Grandeur_particuliere (bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& liTQ,int iteg);
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|
// 3) cas où l'on veut les coordonnées aux 1, 2 ou trois temps selon la taille du tableau t_co
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void Point_physique(const Coordonnee& c_int,Tableau <Coordonnee> & t_co);
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|
// inactive les ddl du problème primaire de mécanique
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inline void Inactive_ddl_primaire()
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{ElemMeca::Inact_ddl_primaire(unefois->doCoMemb->tab_ddl);};
|
|
// active les ddl du problème primaire de mécanique
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|
inline void Active_ddl_primaire()
|
|
{ElemMeca::Act_ddl_primaire(unefois->doCoMemb->tab_ddl);};
|
|
// ajout des ddl de contraintes pour les noeuds de l'élément
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|
inline void Plus_ddl_Sigma()
|
|
{ElemMeca::Ad_ddl_Sigma(unefois->doCoMemb->tab_ddlErr);};
|
|
// inactive les ddl du problème de recherche d'erreur : les contraintes
|
|
inline void Inactive_ddl_Sigma()
|
|
{ElemMeca::Inact_ddl_Sigma(unefois->doCoMemb->tab_ddlErr);};
|
|
// active les ddl du problème de recherche d'erreur : les contraintes
|
|
inline void Active_ddl_Sigma()
|
|
{ElemMeca::Act_ddl_Sigma(unefois->doCoMemb->tab_ddlErr);};
|
|
// active le premier ddl du problème de recherche d'erreur : SIGMA11
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|
inline void Active_premier_ddl_Sigma()
|
|
{ElemMeca::Act_premier_ddl_Sigma();};
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|
|
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// lecture de données diverses sur le flot d'entrée
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|
void LectureContraintes(UtilLecture * entreePrinc)
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|
{ if (unefois->CalResPrem_t == 1)
|
|
ElemMeca::LectureDesContraintes (false,entreePrinc,lesPtMecaInt.TabSigHH_t());
|
|
else
|
|
{ ElemMeca::LectureDesContraintes (true,entreePrinc,lesPtMecaInt.TabSigHH_t());
|
|
unefois->CalResPrem_t = 1;
|
|
}
|
|
};
|
|
|
|
// retour des contraintes en absolu retour true si elle existe sinon false
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|
bool ContraintesAbsolues(Tableau <Vecteur>& tabSig)
|
|
{ if (unefois->CalResPrem_t == 1)
|
|
ElemMeca::ContraintesEnAbsolues(false,lesPtMecaInt.TabSigHH_t(),tabSig);
|
|
else
|
|
{ ElemMeca::ContraintesEnAbsolues(true,lesPtMecaInt.TabSigHH_t(),tabSig);
|
|
unefois->CalResPrem_t = 1;
|
|
}
|
|
return true;
|
|
};
|
|
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// Libere la place occupee par le residu et eventuellement la raideur
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|
// par l'appel de Libere de la classe mere et libere les differents tenseurs
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|
// intermediaires cree pour le calcul et les grandeurs pointee
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|
// de la raideur et du residu
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void Libere ();
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// acquisition d'une loi de comportement
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void DefLoi (LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi);
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// test si l'element est complet
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|
// = 1 tout est ok, =0 element incomplet
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|
int TestComplet();
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|
// procesure permettant de completer l'element apres
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// sa creation avec les donnees du bloc transmis
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|
// peut etre appeler plusieurs fois
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|
// ici il s'agit de l'epaisseurs
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|
Element* Complete(BlocGen & bloc,LesFonctions_nD* lesFonctionsnD);
|
|
// Compléter pour la mise en place de la gestion de l'hourglass
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|
Element* Complet_Hourglass(LoiAbstraiteGeneral * NouvelleLoi, const BlocGen & bloc) ;
|
|
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|
// ramene l'epaisseur au point d'intégration ni
|
|
// dans le cas où l'élément n'est pas totalement construit -> retour 0.
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|
inline double H(int ni, Enum_dure enu = TEMPS_tdt )
|
|
{if (donnee_specif.epais.Taille())
|
|
{switch (enu)
|
|
{ case TEMPS_0: return donnee_specif.epais(ni).epaisseur0; break;
|
|
case TEMPS_t: return donnee_specif.epais(ni).epaisseur_t; break;
|
|
case TEMPS_tdt: return donnee_specif.epais(ni).epaisseur_tdt; break;
|
|
};
|
|
}
|
|
else
|
|
return 0.; // cas épaisseur pas définit
|
|
};
|
|
|
|
// ramene l'epaisseur moyenne de tous les pti
|
|
// dans le cas où l'élément n'est pas totalement construit -> retour 0.
|
|
inline double H_moy(Enum_dure enu)
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|
{double retour=0.;
|
|
int nb_epais_actuel = donnee_specif.epais.Taille();
|
|
for (int i=1; i<= nb_epais_actuel;i++)
|
|
{switch (enu)
|
|
{ case TEMPS_0: retour += donnee_specif.epais(i).epaisseur0; break;
|
|
case TEMPS_t: retour += donnee_specif.epais(i).epaisseur_t; break;
|
|
case TEMPS_tdt: retour += donnee_specif.epais(i).epaisseur_tdt; break;
|
|
default: cout << "\n erreur dans le calcul de l'epaisseur moyenne "
|
|
<< "\n H_moy(...";
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|
Sortie(1);
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};
|
|
};
|
|
return retour/nombre->nbi; // retour de la moyenne
|
|
};
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|
|
// // modifie l'épaisseur Moyenne à tdt
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|
// virtual void Modifie_epaisseur_moyenne_tdt(const double& h_t)
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|
// {donnee_specif.epais.epaisseur_tdt = h_t;};
|
|
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|
// ramene vrai si la surface numéro ns existe pour l'élément
|
|
// dans le cas des éléments quadrangulaires il ne peut y avoir qu'une
|
|
// seule surface
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|
bool SurfExiste(int ns) const
|
|
{ if ((ns==1)&&(ParaGlob::Dimension() >= 2)) return true; else return false;};
|
|
|
|
// ramene vrai si l'arête numéro na existe pour l'élément
|
|
bool AreteExiste(int na) const
|
|
{if ((na <= 4) || (na>= 1)) return true; else return false;};
|
|
|
|
// retourne les tableaux de ddl associés aux noeuds, gere par l'element
|
|
// ce tableau et specifique a l'element
|
|
const DdlElement & TableauDdl() const
|
|
{ return unefois->doCoMemb->tab_ddl; };
|
|
|
|
// Calcul du residu local et de la raideur locale,
|
|
// pour le schema implicite
|
|
Element::ResRaid Calcul_implicit (const ParaAlgoControle & pa);
|
|
|
|
// Calcul du residu local a t
|
|
// pour le schema explicit par exemple
|
|
Vecteur* CalculResidu_t (const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::CalculResidu(false,pa);};
|
|
|
|
// Calcul du residu local a tdt
|
|
// pour le schema explicit par exemple
|
|
Vecteur* CalculResidu_tdt (const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::CalculResidu(true,pa);};
|
|
|
|
// Calcul de la matrice masse pour l'élément
|
|
Mat_pleine * CalculMatriceMasse (Enum_calcul_masse id_calcul_masse) ;
|
|
|
|
// --------- calcul dynamique ---------
|
|
// calcul de la longueur d'arrête de l'élément minimal
|
|
// divisé par la célérité la plus rapide dans le matériau
|
|
double Long_arrete_mini_sur_c(Enum_dure temps)
|
|
{ return ElemMeca::Interne_Long_arrete_mini_sur_c(temps);};
|
|
|
|
//------- calcul d'erreur, remontée des contraintes -------------------
|
|
// 1) calcul du résidu et de la matrice de raideur pour le calcul d'erreur
|
|
Element::Er_ResRaid ContrainteAuNoeud_ResRaid();
|
|
// 2) remontée aux erreurs aux noeuds
|
|
Element::Er_ResRaid ErreurAuNoeud_ResRaid();
|
|
|
|
// ------- affichage ou récupération d'informations --------------
|
|
// retourne un numero d'ordre d'un point le plus près ou est exprimé la grandeur enum
|
|
// par exemple un point d'intégration, mais n'est utilisable qu'avec des méthodes particulières
|
|
// par exemple CoordPtInteg, ou Valeur_a_diff_temps
|
|
// car le numéro d'ordre peut-être différent du numéro d'intégration au sens classique
|
|
// temps: dit si c'est à 0 ou t ou tdt
|
|
int PointLePlusPres(Enum_dure temps,Enum_ddl enu, const Coordonnee& M)
|
|
{ return PtLePlusPres(temps,enu,M);};
|
|
|
|
// recuperation des coordonnées du point de numéro d'ordre iteg pour
|
|
// la grandeur enu
|
|
// temps: dit si c'est à 0 ou t ou tdt
|
|
// si erreur retourne erreur à true
|
|
Coordonnee CoordPtInteg(Enum_dure temps,Enum_ddl enu,int iteg,bool& erreur)
|
|
{ return CoordPtInt(temps,enu,iteg,erreur);};
|
|
|
|
// récupération des valeurs au numéro d'ordre = iteg pour
|
|
// les grandeur enu
|
|
Tableau <double> Valeur_a_diff_temps(bool absolue,Enum_dure enu_t,const List_io<Ddl_enum_etendu>& enu,int iteg);
|
|
// récupération des valeurs au numéro d'ordre = iteg pour les grandeurs enu
|
|
// ici il s'agit de grandeurs tensorielles, le retour s'effectue dans la liste
|
|
// de conteneurs quelconque associée
|
|
void ValTensorielle_a_diff_temps(bool absolue,Enum_dure enu_t,List_io<TypeQuelconque>& enu,int iteg);
|
|
|
|
//============= 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 Tableau<Noeud *> * tabMaillageNoeud,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) ;
|
|
|
|
|
|
// 2) derivant des virtuelles
|
|
|
|
// retourne un tableau de ddl element, correspondant à la
|
|
// composante de sigma -> SIG11, pour chaque noeud qui contiend
|
|
// des ddl de contrainte
|
|
// -> utilisé pour l'assemblage de la raideur d'erreur
|
|
DdlElement& Tableau_de_Sig1() const
|
|
{return unefois->doCoMemb->tab_Err1Sig11;} ;
|
|
|
|
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t+dt vers t
|
|
void TdtversT();
|
|
// actualisation des ddl et des grandeurs actives de t vers tdt
|
|
void TversTdt();
|
|
|
|
// calcul de l'erreur sur l'élément. Ce calcul n'est disponible
|
|
// qu'une fois la remontée aux contraintes effectuées sinon aucune
|
|
// action. En retour la valeur de l'erreur sur l'élément
|
|
// type indique le type de calcul d'erreur :
|
|
void ErreurElement(int type,double& errElemRelative
|
|
,double& numerateur, double& denominateur);
|
|
|
|
// mise à jour de la boite d'encombrement de l'élément, suivant les axes I_a globales
|
|
// en retour coordonnées du point mini dans retour.Premier() et du point maxi dans .Second()
|
|
// la méthode est différente de la méthode générale car il faut prendre en compte l'épaisseur de l'élément
|
|
virtual const DeuxCoordonnees& Boite_encombre_element(Enum_dure temps);
|
|
|
|
// --- calcul des seconds membres suivant les chargements
|
|
|
|
// calcul des seconds membres suivant les chargements
|
|
// cas d'un chargement volumique,
|
|
// force indique la force volumique appliquée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// ici on l'épaisseur de l'élément pour constituer le volume
|
|
// -> explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_volumique_E_t
|
|
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,const ParaAlgoControle & pa,bool sur_volume_finale_)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_volumique_E(force,pt_fonct,false,pa,sur_volume_finale_);} ;
|
|
// -> explicite à tdt
|
|
Vecteur SM_charge_volumique_E_tdt
|
|
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,const ParaAlgoControle & pa,bool sur_volume_finale_)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_volumique_E(force,pt_fonct,true,pa,sur_volume_finale_);} ;
|
|
// -> implicite,
|
|
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
|
|
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
|
|
ResRaid SMR_charge_volumique_I
|
|
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,const ParaAlgoControle & pa,bool sur_volume_finale_) ;
|
|
|
|
// cas d'un chargement surfacique, sur les frontières des éléments
|
|
// force indique la force surfacique appliquée
|
|
// numface indique le numéro de la face chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// -> version explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_surfacique_E_t(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_surfacique_E(force,pt_fonct,numFace,false,pa);} ;
|
|
// -> version explicite à tdt
|
|
Vecteur SM_charge_surfacique_E_tdt(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_surfacique_E(force,pt_fonct,numFace,true,pa);} ;
|
|
// -> implicite,
|
|
// pa : permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
|
|
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
|
|
ResRaid SMR_charge_surfacique_I
|
|
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa) ;
|
|
|
|
// cas d'un chargement lineique, sur les aretes frontières des éléments
|
|
// force indique la force lineique appliquée
|
|
// numarete indique le numéro de l'arete chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// NB: il y a une définition par défaut pour les éléments qui n'ont pas
|
|
// d'arete externe -> message d'erreur d'où le virtuel et non virtuel pur
|
|
// -> explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_lineique_E_t(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_lineique_E(force,pt_fonct,numArete,false,pa);} ;
|
|
// -> explicite à tdt
|
|
Vecteur SM_charge_lineique_E_tdt(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_lineique_E(force,pt_fonct,numArete,true,pa);} ;
|
|
// -> implicite,
|
|
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
|
|
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
|
|
ResRaid SMR_charge_lineique_I(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa) ;
|
|
|
|
// cas d'un chargement lineique suiveuse, sur les aretes frontières des éléments 2D (uniquement)
|
|
// force indique la force lineique appliquée
|
|
// numarete indique le numéro de l'arete chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// -> explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_lineique_Suiv_E_t(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_lineique_Suiv_E(force,pt_fonct,numArete,false,pa);} ;
|
|
// -> explicite à tdt
|
|
Vecteur SM_charge_lineique_Suiv_E_tdt(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_lineique_Suiv_E(force,pt_fonct,numArete,true,pa);} ;
|
|
// -> implicite,
|
|
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
|
|
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
|
|
ResRaid SMR_charge_lineique_Suiv_I(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,const ParaAlgoControle & pa) ;
|
|
|
|
// cas d'un chargement de type pression, sur les frontières des éléments
|
|
// pression indique la pression appliquée
|
|
// numface indique le numéro de la face chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// NB: il y a une définition par défaut pour les éléments qui n'ont pas de
|
|
// surface externe -> message d'erreur d'où le virtuel et non virtuel pur
|
|
// -> explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_pression_E_t(double pression,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_pression_E(pression,pt_fonct,numFace,false,pa);};
|
|
// -> explicite à tdt
|
|
Vecteur SM_charge_pression_E_tdt(double pression,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_pression_E(pression,pt_fonct,numFace,true,pa);};
|
|
// -> implicite,
|
|
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
|
|
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
|
|
ResRaid SMR_charge_pression_I(double pression,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa) ;
|
|
|
|
// cas d'un chargement de type pression unidirectionnelle, sur les frontières des éléments
|
|
// presUniDir indique le vecteur appliquée
|
|
// numface indique le numéro de la face chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// -> explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_presUniDir_E_t(const Coordonnee& presUniDir,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_presUniDir_E(presUniDir,pt_fonct,numFace,false,pa);} ;
|
|
// -> explicite à tdt
|
|
Vecteur SM_charge_presUniDir_E_tdt(const Coordonnee& presUniDir,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_presUniDir_E(presUniDir,pt_fonct,numFace,true,pa);} ;
|
|
// -> implicite,
|
|
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
|
|
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
|
|
ResRaid SMR_charge_presUniDir_I(const Coordonnee& presUniDir,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,const ParaAlgoControle & pa);
|
|
|
|
// cas d'un chargement surfacique hydrostatique,
|
|
// poidvol: indique le poids volumique du liquide
|
|
// M_liquide : un point de la surface libre
|
|
// dir_normal_liquide : direction normale à la surface libre
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// -> explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_hydrostatique_E_t(const Coordonnee& dir_normal_liquide,const double& poidvol
|
|
,int numFace,const Coordonnee& M_liquide
|
|
,const ParaAlgoControle & pa
|
|
,bool sans_limitation)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_hydrostatique_E(dir_normal_liquide,poidvol,numFace,M_liquide,false,pa,sans_limitation);};
|
|
// -> explicite à tdt
|
|
Vecteur SM_charge_hydrostatique_E_tdt(const Coordonnee& dir_normal_liquide,const double& poidvol
|
|
,int numFace,const Coordonnee& M_liquide
|
|
,const ParaAlgoControle & pa
|
|
,bool sans_limitation)
|
|
{ return QuadraMemb::SM_charge_hydrostatique_E(dir_normal_liquide,poidvol,numFace,M_liquide,true,pa,sans_limitation);};
|
|
// -> implicite,
|
|
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
|
|
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
|
|
ResRaid SMR_charge_hydrostatique_I(const Coordonnee& dir_normal_liquide,const double& poidvol
|
|
,int numFace,const Coordonnee& M_liquide
|
|
,const ParaAlgoControle & pa
|
|
,bool sans_limitation) ;
|
|
|
|
// cas d'un chargement surfacique hydro-dynamique,
|
|
// Il y a trois forces: une suivant la direction de la vitesse: de type traînée aerodynamique
|
|
// Fn = poids_volu * fn(V) * S * (normale*u) * u, u étant le vecteur directeur de V (donc unitaire)
|
|
// une suivant la direction normale à la vitesse de type portance
|
|
// Ft = poids_volu * ft(V) * S * (normale*u) * w, w unitaire, normal à V, et dans le plan n et V
|
|
// une suivant la vitesse tangente de type frottement visqueux
|
|
// T = to(Vt) * S * ut, Vt étant la vitesse tangentielle et ut étant le vecteur directeur de Vt
|
|
// coef_mul: est un coefficient multiplicateur global (de tout)
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// -> explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_hydrodynamique_E_t( Courbe1D* frot_fluid,const double& poidvol
|
|
, Courbe1D* coef_aero_n,int numFace,const double& coef_mul
|
|
, Courbe1D* coef_aero_t
|
|
,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{return SM_charge_hydrodynamique_E(frot_fluid,poidvol,coef_aero_n,numFace,coef_mul,coef_aero_t,false,pa);};
|
|
// -> explicite à tdt
|
|
Vecteur SM_charge_hydrodynamique_E_tdt( Courbe1D* frot_fluid,const double& poidvol
|
|
, Courbe1D* coef_aero_n,int numFace,const double& coef_mul
|
|
, Courbe1D* coef_aero_t
|
|
,const ParaAlgoControle & pa)
|
|
{return SM_charge_hydrodynamique_E(frot_fluid,poidvol,coef_aero_n,numFace,coef_mul,coef_aero_t,true,pa);};
|
|
// -> implicite,
|
|
// pa: permet de déterminer si oui ou non on calcul la contribution à la raideur
|
|
// retourne le second membre et la matrice de raideur correspondant
|
|
ResRaid SMR_charge_hydrodynamique_I( Courbe1D* frot_fluid,const double& poidvol
|
|
, Courbe1D* coef_aero_n,int numFace,const double& coef_mul
|
|
, Courbe1D* coef_aero_t
|
|
,const ParaAlgoControle & pa) ;
|
|
|
|
// ========= définition et/ou construction des frontières ===============
|
|
|
|
// Calcul des frontieres de l'element
|
|
// creation des elements frontieres et retour du tableau de ces elements
|
|
// la création n'a lieu qu'au premier appel
|
|
// ou lorsque l'on force le paramètre force a true
|
|
// dans ce dernier cas seul les frontière effacées sont recréée
|
|
Tableau <ElFrontiere*> const & Frontiere(bool force = false);
|
|
|
|
// ramène la frontière point
|
|
// éventuellement création des frontieres points de l'element et stockage dans l'element
|
|
// si c'est la première fois sinon il y a seulement retour de l'elements
|
|
// a moins que le paramètre force est mis a true
|
|
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
|
|
// num indique le numéro du point à créer (numérotation EF)
|
|
// ElFrontiere* const Frontiere_points(int num,bool force = false);
|
|
|
|
// ramène la frontière linéique
|
|
// éventuellement création des frontieres linéique de l'element et stockage dans l'element
|
|
// si c'est la première fois et en 3D sinon il y a seulement retour de l'elements
|
|
// a moins que le paramètre force est mis a true
|
|
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
|
|
// num indique le numéro de l'arête à créer (numérotation EF)
|
|
// ElFrontiere* const Frontiere_lineique(int num,bool force = false);
|
|
|
|
// ramène la frontière surfacique
|
|
// éventuellement création des frontieres surfacique de l'element et stockage dans l'element
|
|
// si c'est la première fois sinon il y a seulement retour de l'elements
|
|
// a moins que le paramètre force est mis a true
|
|
// dans ce dernier cas la frontière effacéee est recréée
|
|
// num indique le numéro de la surface à créer (numérotation EF)
|
|
// ici normalement uniquement 1 possible
|
|
// ElFrontiere* const Frontiere_surfacique(int num,bool force = false);
|
|
|
|
|
|
// 3) methodes propres a l'element
|
|
|
|
// ajout du tableau specific de ddl des noeuds
|
|
// la procedure met a jour les ddl(relatif a l'element, c-a-d Xi)
|
|
// des noeuds constituants l'element
|
|
void ConstTabDdl();
|
|
|
|
public :
|
|
|
|
// -------------- definition de la classe conteneur de donnees communes ------------
|
|
class DonnComQuad
|
|
{ public :
|
|
DonnComQuad (GeomQuadrangle& quad,DdlElement& tab,
|
|
DdlElement& tabErr,DdlElement& tab_Err1Sig,
|
|
Met_abstraite& met_gene
|
|
, Tableau <Vecteur *> & resEr,Mat_pleine& raidEr,
|
|
GeomQuadrangle& quadEr,GeomQuadrangle& quadS,
|
|
GeomSeg& segmS,Vecteur& residu_int,Mat_pleine& raideur_int,
|
|
Tableau <Vecteur* > & residus_extN,Tableau <Mat_pleine* >& raideurs_extN,
|
|
Tableau <Vecteur* > & residus_extA,Tableau <Mat_pleine* >& raideurs_extA,
|
|
Tableau <Vecteur* >& residus_extS,Tableau <Mat_pleine* >& raideurs_extS,
|
|
Mat_pleine& mat_masse,GeomQuadrangle& quadMas,int nbi,GeomQuadrangle* quadHourg,
|
|
Mat_pleine* quadmatD,Vecteur* quadresD
|
|
) ;
|
|
DonnComQuad(DonnComQuad& a);
|
|
~DonnComQuad();
|
|
// variables
|
|
GeomQuadrangle quadra; // contiend les fonctions d'interpolation et
|
|
// les derivees
|
|
DdlElement tab_ddl; // tableau des degres
|
|
//de liberte des noeuds de l'element commun a tous les
|
|
// elements
|
|
Met_abstraite met_quadraMemb;
|
|
Mat_pleine matGeom ; // matrice géométrique
|
|
Mat_pleine matInit ; // matrice initiale
|
|
Tableau <TenseurBB *> d_epsBB; // place pour la variation des def
|
|
Tableau <TenseurHH *> d_sigHH; // place pour la variation des contraintes
|
|
Tableau < Tableau2 <TenseurBB *> > d2_epsBB; // variation seconde des déformations
|
|
// ---- concernant les frontières et particulièrement le calcul de second membre
|
|
GeomQuadrangle quadraS; // contiend les fonctions d'interpolation et les derivees
|
|
GeomSeg segS; // " " "
|
|
|
|
//----- calcul d'erreur ------
|
|
DdlElement tab_ddlErr; // tableau des degres servant pour le calcul
|
|
// d'erreur : contraintes
|
|
DdlElement tab_Err1Sig11; // tableau du ddl SIG11 pour chaque noeud, servant pour le calcul
|
|
// d'erreur : contraintes, en fait pour l'assemblage
|
|
Tableau <Vecteur *> resErr; // residu pour le calcul d'erreur
|
|
Mat_pleine raidErr; // raideur pour le calcul d'erreur
|
|
GeomQuadrangle quadraEr; // contiend les fonctions d'interpolation et
|
|
// les derivees pour le calcul du hessien dans
|
|
//la résolution de la fonctionnelle d'erreur
|
|
// -------- calcul de résidus, de raideur : interne ou pour les efforts extérieurs ----------
|
|
// on utilise des pointeurs pour optimiser la place (même place pointé éventuellement)
|
|
Vecteur residu_interne;
|
|
Mat_pleine raideur_interne;
|
|
Tableau <Vecteur* > residus_externeN; // pour les noeuds
|
|
Tableau <Mat_pleine* > raideurs_externeN; // pour les noeuds
|
|
Tableau <Vecteur* > residus_externeA; // pour les aretes
|
|
Tableau <Mat_pleine* > raideurs_externeA; // pour les aretes
|
|
Tableau <Vecteur* > residus_externeS; // pour les surfaces
|
|
Tableau <Mat_pleine* > raideurs_externeS; // pour les surfaces
|
|
// ------ données concernant la dynamique --------
|
|
Mat_pleine matrice_masse;
|
|
GeomQuadrangle quadraMas; // contiend les fonctions d'interpolation et ...
|
|
// pour les calculs relatifs à la masse
|
|
// ------ blocage éventuel d'hourglass
|
|
// utiliser dans ElemMeca::Cal_mat_hourglass_comp, Cal_implicit_hourglass, Cal_explici_hourglass
|
|
GeomQuadrangle* quadraHourg; // contiend les fonctions d'interpolation
|
|
|
|
// --- blocage éventuel de stabilisation normale à la membrane
|
|
// utilisé dans: ElemMeca::Cal_implicit_StabMembBiel, ElemMeca::Cal_explicit_StabMembBiel
|
|
Mat_pleine* quadramatD; // raideur éventuelle,
|
|
Vecteur* quadraresD; // résidu éventuelle,
|
|
|
|
};
|
|
|
|
// classe contenant tous les indicateurs statique qui sont modifiés une seule fois
|
|
// et un pointeur sur les données statiques communes
|
|
// la classe est interne, toutes les variables sont publique. Un pointeur sur une instance de la
|
|
// classe est défini. Son allocation est effectuée dans les classes dérivées
|
|
class UneFois
|
|
{ public :
|
|
UneFois () ; // constructeur par défaut
|
|
~UneFois () ; // destructeur
|
|
|
|
// VARIABLES :
|
|
public :
|
|
QuadraMemb::DonnComQuad * doCoMemb;
|
|
|
|
// incicateurs permettant de dimensionner seulement au premier passage
|
|
// utilise dans "CalculResidu" et "Calcul_implicit"
|
|
int CalResPrem_t; int CalResPrem_tdt; // à t ou à tdt
|
|
int CalimpPrem;
|
|
int dualSortQuad; // pour la sortie des valeurs au pt d'integ
|
|
int CalSMlin_t; // pour les seconds membres concernant les arretes
|
|
int CalSMlin_tdt; // pour les seconds membres concernant les arretes
|
|
int CalSMRlin; // pour les seconds membres concernant les arretes
|
|
int CalSMsurf_t; // pour les seconds membres concernant les surfaces
|
|
int CalSMsurf_tdt; // pour les seconds membres concernant les surfaces
|
|
int CalSMRsurf; // pour les seconds membres concernant les surfaces
|
|
int CalSMvol_t; // pour les seconds membres concernant les volumes
|
|
int CalSMvol_tdt; // pour les seconds membres concernant les volumes
|
|
int CalSMvol; // pour les seconds membres concernant les volumes
|
|
int CalDynamique; // pour le calcul de la matrice de masse
|
|
int CalPt_0_t_tdt; // pour le calcul de point à 0 t et tdt
|
|
// ---------- sauvegarde du nombre d'élément en cours --------
|
|
int nbelem_in_Prog;
|
|
};
|
|
|
|
// ------------------------------------------------------------------------------------
|
|
|
|
protected :
|
|
|
|
// VARIABLES PRIVEES :
|
|
|
|
UneFois * unefois; // pointeur défini dans la classe dérivée
|
|
// les données spécifiques sont grouppées dans une structure pour sécuriser
|
|
// le passage de paramètre dans init par exemple
|
|
class Donnee_specif
|
|
{ public :
|
|
Donnee_specif() :
|
|
epais(),use_epais_moyenne(1) {};
|
|
Donnee_specif(double epai,int nbi) :
|
|
epais(nbi,Epai(epai,epai,epai)),use_epais_moyenne(1) {};
|
|
Donnee_specif(double epai0,double epai_t,double epai_tdt,int nbi) :
|
|
epais(nbi,Epai(epai0,epai_t,epai_tdt)),use_epais_moyenne(1) {};
|
|
Donnee_specif(const Donnee_specif& a) :
|
|
epais(a.epais ),use_epais_moyenne(a.use_epais_moyenne) {};
|
|
Donnee_specif & operator = ( const Donnee_specif& a)
|
|
{ epais = a.epais;use_epais_moyenne = a.use_epais_moyenne;
|
|
return *this;};
|
|
// data
|
|
Tableau < Epai > epais; // épaisseur à chaque point d'intégration
|
|
int use_epais_moyenne; // = 1 : (val par défaut) c'est l'épaisseur moyenne qui est mise à jour
|
|
// = 0 : c'est l'épaisseur à chaque pti qui est mise à jour
|
|
};
|
|
Donnee_specif donnee_specif;
|
|
|
|
// grandeurs aux points d'intégration: contraintes, déformations, vitesses de def etc.
|
|
LesPtIntegMecaInterne lesPtMecaInt;
|
|
|
|
// type structuré et fonction virtuelle pour construire les éléments
|
|
// la fonction est défini dans le type dérivé
|
|
class NombresConstruire
|
|
{ public :
|
|
NombresConstruire():nbne(0),nbneA(0),nbi(0)
|
|
,nbiEr(0),nbiS(0),nbiA(0),nbiMas(0),nbiHour(0) {};
|
|
int nbne; // le nombre de noeud de l'élément
|
|
int nbneA ; // le nombre de noeud des aretes
|
|
int nbi; // le nombre de point d'intégration pour le calcul mécanique
|
|
int nbiEr; // le nombre de point d'intégration pour le calcul d'erreur
|
|
int nbiS; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de second membre surfacique
|
|
int nbiA; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de second membre linéique
|
|
int nbiMas; // le nombre de point d'intégration pour le calcul de la matrice masse
|
|
int nbiHour; // éventuellement, le nombre de point d'intégration un blocage d'hourglass
|
|
};
|
|
NombresConstruire * nombre; // le pointeur défini dans la classe dérivée d'hexamemb
|
|
|
|
// =====>>>> methodes appelees par les classes dérivees <<<<=====
|
|
|
|
// fonction d'initialisation servant dans les classes derivant
|
|
// au niveau du constructeur, si rien initialisation par defaut
|
|
QuadraMemb::DonnComQuad* Init (Donnee_specif donnee_specif = Donnee_specif()
|
|
,bool sans_init_noeud = false);
|
|
// destructions de certaines grandeurs pointées, créées au niveau de l'initialisation
|
|
void Destruction();
|
|
|
|
// ==== >>>> methodes virtuelles dérivant d'ElemMeca ============
|
|
// ramene la dimension des tenseurs contraintes et déformations de l'élément
|
|
int Dim_sig_eps() const {return 2;};
|
|
|
|
//------------ fonctions uniquement a usage interne ----------
|
|
private :
|
|
// definition des données communes : CoQuadra
|
|
QuadraMemb::DonnComQuad* Def_DonneeCommune();
|
|
// Calcul du residu local a t ou tdt en fonction du booleen
|
|
Vecteur* CalculResidu (bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
|
|
// calcul des seconds membres suivant les chargements
|
|
// cas d'un chargement volumique,
|
|
// force indique la force volumique appliquée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// ici on l'épaisseur de l'élément pour constituer le volume
|
|
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
|
|
Vecteur SM_charge_volumique_E
|
|
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa,bool sur_volume_finale_);
|
|
// cas d'un chargement surfacique, sur les frontières des éléments
|
|
// force indique la force surfacique appliquée
|
|
// numface indique le numéro de la face chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
|
|
Vecteur SM_charge_surfacique_E
|
|
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
|
|
// cas d'un chargement lineique, sur les aretes frontières des éléments
|
|
// force indique la force lineique appliquée
|
|
// numarete indique le numéro de l'arete chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// NB: il y a une définition par défaut pour les éléments qui n'ont pas
|
|
// d'arete externe -> message d'erreur d'où le virtuel et non virtuel pur
|
|
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
|
|
Vecteur SM_charge_lineique_E
|
|
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
|
|
// cas d'un chargement lineique suiveuse, sur les aretes frontières des éléments 2D (uniquement)
|
|
// force indique la force lineique appliquée
|
|
// numarete indique le numéro de l'arete chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// -> explicite à t
|
|
Vecteur SM_charge_lineique_Suiv_E
|
|
(const Coordonnee& force,Fonction_nD* pt_fonct,int numArete,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
|
|
// cas d'un chargement de type pression, sur les frontières des éléments
|
|
// pression indique la pression appliquée
|
|
// numface indique le numéro de la face chargée
|
|
// retourne le second membre résultant
|
|
// NB: il y a une définition par défaut pour les éléments qui n'ont pas de
|
|
// surface externe -> message d'erreur d'où le virtuel et non virtuel pur
|
|
// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
|
|
Vecteur SM_charge_pression_E
|
|
(double pression,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa);
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// cas d'un chargement de type pression unidirectionnelle, sur les frontières des éléments
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// presUniDir indique le vecteur appliquée
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// numface indique le numéro de la face chargée
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// retourne le second membre résultant
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// -> explicite à t ou tdt en fonction de la variable booleenne atdt
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Vecteur SM_charge_presUniDir_E
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(const Coordonnee& presUniDir,Fonction_nD* pt_fonct,int numFace,bool atdt,const ParaAlgoControle & pa) ;
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// cas d'un chargement surfacique hydrostatique,
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// poidvol: indique le poids volumique du liquide
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// M_liquide : un point de la surface libre
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// dir_normal_liquide : direction normale à la surface libre
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// retourne le second membre résultant
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// -> explicite à t
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Vecteur SM_charge_hydrostatique_E(const Coordonnee& dir_normal_liquide,const double& poidvol
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,int numFace,const Coordonnee& M_liquide,bool atdt
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,const ParaAlgoControle & pa
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,bool sans_limitation);
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// cas d'un chargement surfacique hydro-dynamique,
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// voir méthode explicite plus haut, pour les arguments
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// retourne le second membre résultant
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// bool atdt : permet de spécifier à t ou a t+dt
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Vecteur SM_charge_hydrodynamique_E( Courbe1D* frot_fluid,const double& poidvol
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, Courbe1D* coef_aero_n,int numFace,const double& coef_mul
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, Courbe1D* coef_aero_t,bool atdt
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,const ParaAlgoControle & pa) ;
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// calcul de la nouvelle épaisseur moyenne finale (sans raideur)
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// ramène l'épaisseur moyenne calculée à atdt ou t
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// met à jour les épaisseurs aux pti en fonction de l'épaisseur moyenne calculée
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// erreur = true en retour -> une erreur que l'on exploite en debug
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const double CalEpaisseurMoyenne_et_transfert_pti(const bool atdt,bool& erreur);
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};
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/// @} // end of group
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#endif
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