rio/Herezh_dev
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Herezh_dev/comportement/Hyper_elastique/Hyper_externe_W.h

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C++
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Raw Blame History

// This file is part of the Herezh++ application.
//
// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
// of mechanics for large transformations of solid structures.
// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
//
// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
//
// Copyright (C) 1997-2021 Université Bretagne Sud (France)
// AUTHOR : Gérard Rio
// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
//
// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
// it under the terms of the GNU General Public License as published by
// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
// or (at your option) any later version.
//
// This program is distributed in the hope that it will be useful,
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
// See the GNU General Public License for more details.
//
// You should have received a copy of the GNU General Public License
// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
//
// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
/************************************************************************
* DATE: 06/03/2023 *
* $ *
* AUTEUR: G RIO (mailto:gerardrio56@free.fr) *
* $ *
* PROJET: Herezh++ *
* $ *
************************************************************************
* BUT: La classe Hyper_externe_W permet de calculer la contrainte*
* et ses derivees pour une loi isotrope hyper élastique *
* de type extension de la loi de Mooney Rivlin en 3D *
* à l'aide de l'utilisation d'une fonction externe nD. *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* *
* VERIFICATION: *
* *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* ! ! ! ! *
* $ *
* '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' *
* MODIFICATIONS: *
* ! date ! auteur ! but ! *
* ------------------------------------------------------------ *
* $ *
************************************************************************/
#ifndef HYPER_EXTERNE_W_H
#define HYPER_EXTERNE_W_H
#include "Loi_comp_abstraite.h"
#include "Courbe1D.h"
#include "MathUtil.h"
#include "Hyper_W_gene_3D.h"
/// @addtogroup Les_lois_hyperelastiques
/// @{
///
class Hyper_externe_W : public Hyper_W_gene_3D
{
public :
// CONSTRUCTEURS :
// Constructeur par defaut
Hyper_externe_W ();
// Constructeur de copie
Hyper_externe_W (const Hyper_externe_W& loi) ;
// DESTRUCTEUR :
~Hyper_externe_W ();
// initialise les donnees particulieres a l'elements
// de matiere traite ( c-a-dire au pt calcule)
// Il y a creation d'une instance de SaveResul particuliere
// a la loi concernee
// la SaveResul classe est remplie par les instances heritantes
// le pointeur de SaveResul est sauvegarde au niveau de l'element
// c'a-d que les info particulieres au point considere sont stocke
// au niveau de l'element et non de la loi.
class SaveResulHyper_externe_W: public SaveResulHyper_W_gene_3D
{ public :
SaveResulHyper_externe_W(); // constructeur par défaut
SaveResulHyper_externe_W(int sortie_post); // avec init ou pas
SaveResulHyper_externe_W(const SaveResulHyper_externe_W& sav); // de copie
virtual ~SaveResulHyper_externe_W() ; // destructeur
// définition d'une nouvelle instance identique
// appelle du constructeur via new
SaveResul * Nevez_SaveResul() const{return (new SaveResulHyper_externe_W(*this));};
// affectation
virtual SaveResul & operator = ( const SaveResul & a);
//============= lecture écriture dans base info ==========
// cas donne le niveau de la récupération
// = 1 : on récupère tout
// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Lecture_base_info (ifstream& ent,const int cas);
// cas donne le niveau de sauvegarde
// = 1 : on sauvegarde tout
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Ecriture_base_info(ofstream& sort,const int cas);
// mise à jour des informations transitoires
void TdtversT();
void TversTdt();
// affichage à l'écran des infos
void Affiche() const;
//changement de base de toutes les grandeurs internes tensorielles stockées
// beta(i,j) represente les coordonnees de la nouvelle base naturelle gpB dans l'ancienne gB
// gpB(i) = beta(i,j) * gB(j), i indice de ligne, j indice de colonne
// gpH(i) = gamma(i,j) * gH(j)
virtual void ChBase_des_grandeurs(const Mat_pleine& beta,const Mat_pleine& gamma) {};
// procedure permettant de completer éventuellement les données particulières
// de la loi stockées
// au niveau du point d'intégration par exemple: exemple: un repère d'anisotropie
// completer est appelé apres sa creation avec les donnees du bloc transmis
// peut etre appeler plusieurs fois
virtual SaveResul* Complete_SaveResul(const BlocGen & bloc
, const Tableau <Coordonnee>& tab_coor
,const Loi_comp_abstraite* loi) {return NULL;};
//-------------------------------------------------------------------
// données
//-------------------------------------------------------------------
// le potentiel total est stocké dans la classe mère: SaveResulHyper_W_gene_3D
double module_compressibilite,module_compressibilite_t;
// stockage éventuel des valeurs de la fct nD
Vecteur * W_poten,* W_poten_t;
// stockage éventuel des invariants
Vecteur * inv_B, * inv_B_t;
Vecteur * inv_J, * inv_J_t;
};
// def d'une instance de données spécifiques, et initialisation
SaveResul * New_et_Initialise()
{ return (new SaveResulHyper_externe_W(this->sortie_post));};
// affichage des donnees particulieres a l'elements
// de matiere traite ( c-a-dire au pt calcule)
void AfficheDataSpecif(ofstream& ,SaveResul * a) const
{ SaveResulHyper_externe_W& sav = *((SaveResulHyper_externe_W*) a);
sav.Affiche();
};
// Lecture des donnees de la classe sur fichier
void LectureDonneesParticulieres (UtilLecture * ,LesCourbes1D& lesCourbes1D
,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD);
// affichage de la loi
void Affiche() const ;
// test si la loi est complete
// = 1 tout est ok, =0 loi incomplete
int TestComplet();
//----- lecture écriture de restart -----
// cas donne le niveau de la récupération
// = 1 : on récupère tout
// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Lecture_base_info_loi(ifstream& ent,const int cas,LesReferences& lesRef,LesCourbes1D& lesCourbes1D
,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD);
// cas donne le niveau de sauvegarde
// = 1 : on sauvegarde tout
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Ecriture_base_info_loi(ofstream& sort,const int cas);
// récupération des grandeurs particulière (hors ddl )
// correspondant à liTQ
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
void Grandeur_particuliere
(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& ,Loi_comp_abstraite::SaveResul * ,list<int>& decal) const;
// récupération de la liste de tous les grandeurs particulières
// ces grandeurs sont ajoutées à la liste passées en paramètres
// absolue: indique si oui ou non on sort les tenseurs dans la base absolue ou une base particulière
void ListeGrandeurs_particulieres(bool absolue,List_io<TypeQuelconque>& ) const;
// calcul d'un module d'young équivalent à la loi, ceci pour un
// chargement nul
double Module_young_equivalent(Enum_dure temps,const Deformation & ,SaveResul * saveResul);
// récupération d'un module de compressibilité équivalent à la loi, ceci pour un chargement nul
// il s'agit ici de la relation -pression = sigma_trace/3. = module de compressibilité * I_eps
// >>> en fait ici il s'agit du dernier module tangent calculé !!
double Module_compressibilite_equivalent(Enum_dure temps,const Deformation & def,SaveResul * saveResul) ;
// récupération de la variation relative d'épaisseur calculée: h/h0
// cette variation n'est utile que pour des lois en contraintes planes
// - pour les lois 3D : retour d'un nombre très grand, indiquant que cette fonction est invalide
// - pour les lois 2D def planes: retour de 0
// les infos nécessaires à la récupération , sont stockées dans saveResul
// qui est le conteneur spécifique au point où a été calculé la loi
virtual double HsurH0(SaveResul * saveResul) const {return ConstMath::tresgrand;};
// création d'une loi à l'identique et ramène un pointeur sur la loi créée
Loi_comp_abstraite* Nouvelle_loi_identique() const { return (new Hyper_externe_W(*this)); };
// affichage et definition interactive des commandes particulières à chaques lois
void Info_commande_LoisDeComp(UtilLecture& lec);
// calcul de grandeurs de travail aux points d'intégration via la def et autres
// ici éventuellement permet de récupérer la compressibilité
virtual void CalculGrandeurTravail
(const PtIntegMecaInterne& ,const Deformation &
,Enum_dure,const ThermoDonnee&
,const Met_abstraite::Impli* ex_impli
,const Met_abstraite::Expli_t_tdt* ex_expli_tdt
,const Met_abstraite::Umat_cont* ex_umat
,const List_io<Ddl_etendu>* exclure_dd_etend
,const List_io<const TypeQuelconque *>* exclure_Q
) {};
protected :
// données de la loi
// la fonction potentielle
Fonction_nD* W_potentiel;
double W_d,W_v; // le potentiel: partie déviatorique, partie sphérique
double W_d_J1,W_d_J2; // dérivées premières du potentiel déviatoire par rapport aux J_1 et J_2
double W_d_J1_2,W_d_J1_J2,W_d_J2_2; // dérivées secondes
double W_v_J3,W_v_J3J3; // dérivées premières et seconde du potentiel volumique / J3
// variables de travail
List_io<TypeQuelconque> invar; // contient INVAR_B,INVAR_J
List_io<Ddl_enum_etendu> exclure_ddenum; // pour exclure le calcul des invariants
// qui est en fait calculé localement
// --- codage des METHODES VIRTUELLES protegees:
// calcul des contraintes a t+dt
// calcul des contraintes
void Calcul_SigmaHH (TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB,DdlElement & tab_ddl
,TenseurBB & gijBB_t,TenseurHH & gijHH_t,BaseB& giB,BaseH& gi_H, TenseurBB & epsBB_
,TenseurBB & delta_epsBB_
,TenseurBB & gijBB_,TenseurHH & gijHH_,Tableau <TenseurBB *>& d_gijBB_
,double& jacobien_0,double& jacobien,TenseurHH & sigHH
,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement
,const Met_abstraite::Expli_t_tdt& ex);
// calcul des contraintes et de ses variations a t+dt
void Calcul_DsigmaHH_tdt (TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB,DdlElement & tab_ddl
,BaseB& giB_t,TenseurBB & gijBB_t,TenseurHH & gijHH_t
,BaseB& giB_tdt,Tableau <BaseB> & d_giB_tdt,BaseH& giH_tdt,Tableau <BaseH> & d_giH_tdt
,TenseurBB & epsBB_tdt,Tableau <TenseurBB *>& d_epsBB
,TenseurBB & delta_epsBB,TenseurBB & gijBB_tdt,TenseurHH & gijHH_tdt
,Tableau <TenseurBB *>& d_gijBB_tdt
,Tableau <TenseurHH *>& d_gijHH_tdt,double& jacobien_0,double& jacobien
,Vecteur& d_jacobien_tdt,TenseurHH& sigHH,Tableau <TenseurHH *>& d_sigHH
,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement
,const Met_abstraite::Impli& ex);
// calcul des contraintes et ses variations par rapport aux déformations a t+dt
// en_base_orthonormee: le tenseur de contrainte en entrée est en orthonormee
// le tenseur de déformation et son incrémentsont également en orthonormees
// si = false: les bases transmises sont utilisées
// ex: contient les éléments de métrique relativement au paramétrage matériel = X_(0)^a
void Calcul_dsigma_deps (bool en_base_orthonormee, TenseurHH & sigHH_t,TenseurBB& DepsBB
,TenseurBB & epsBB_tdt,TenseurBB & delta_epsBB,double& jacobien_0,double& jacobien
,TenseurHH& sigHH,TenseurHHHH& d_sigma_deps
,EnergieMeca & energ,const EnergieMeca & energ_t,double& module_compressibilite,double& module_cisaillement
,const Met_abstraite::Umat_cont& ex) ; //= 0;
private:
// calcul du potentiel et de ses dérivées premières et secondes / aux invariants J_r
void Potentiel_et_var2(const Met_abstraite::Impli* ex_impli
,const Met_abstraite::Expli_t_tdt* ex_expli_tdt
,const Met_abstraite::Umat_cont* ex_umat);
// calcul de la dérivée numérique de la contrainte
void Cal_dsigma_deps_num (const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
,const double& jacobien_0,const double& jacobien
,Tenseur3HHHH& dSigdepsHHHH
,const Met_abstraite::Impli& ex );
// calcul de la contrainte avec le minimum de variable de passage, utilisé pour le numérique
void Cal_sigma_pour_num(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
,const double& jacobien_0,const double& jacobien,TenseurHH & sigHH_
,const Met_abstraite::Impli& ex);
// idem avec la variation
void Cal_sigmaEtDer_pour_num(const TenseurBB & gijBB_0,const TenseurHH & gijHH_0
,const TenseurBB & gijBB_tdt,const TenseurHH & gijHH_tdt
,const double& jacobien_0,const double& jacobien
,TenseurHH & sigHH_,Tenseur3HHHH& dSigdepsHHHH
,const Met_abstraite::Impli& ex);
};
/// @} // end of group
#endif
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