Gérard Rio
9692dbd130
- contient les éléments finis, métriques associées, déformations ... intégration du réperoire Géométrie: - contient les géométries 1D 2D et 3D, les frontières des éléments géométriques
405 lines
16 KiB
C++
405 lines
16 KiB
C++
|
|
// 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/>.
|
|
|
|
|
|
#include "FrontSegLine.h"
|
|
#include "FrontPointF.h"
|
|
#include "Met_biellette.h"
|
|
#include "MetAxisymetrique2D.h"
|
|
#include "Util.h"
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------
|
|
// def des donnees commune a tous les elements
|
|
//----------------------------------------------------------------
|
|
GeomSeg FrontSegLine::segment(1,2);
|
|
Met_abstraite * FrontSegLine::met = NULL;
|
|
Vecteur FrontSegLine::phi(2);
|
|
Mat_pleine FrontSegLine::dphi(1,2);
|
|
BaseB FrontSegLine::giB;
|
|
BaseH FrontSegLine::giH;
|
|
|
|
// CONSTRUCTEURS :
|
|
FrontSegLine::FrontSegLine () : // par defaut
|
|
ElFrontiere(),refP(),droite(),Mp(),theta()
|
|
{ cout << "\n erreur, ce constructeur ne doit pas etre utilise "
|
|
<< "\nFrontSegLine::FrontSegLine ()" << endl;
|
|
Sortie(1);
|
|
};
|
|
// fonction du tableau de 2 noeuds sommets
|
|
FrontSegLine::FrontSegLine ( const Tableau <Noeud *>& tab, const DdlElement& ddlElem) :
|
|
ElFrontiere(tab,ddlElem,2),
|
|
refP(tab(1)->Dimension()),droite (tab(1)->Dimension()),Mp(tab(1)->Dimension()),theta(1)
|
|
,theta_repere(1)
|
|
,d_T()
|
|
{ // au premier appel on construit la metrique associee
|
|
if ( met == NULL)
|
|
DefMetrique();
|
|
// définition de d_T
|
|
int nb_ddl = 2 * tab(1)->Coord0().Dimension();
|
|
d_T.Change_taille(nb_ddl);
|
|
};
|
|
// de copie
|
|
FrontSegLine::FrontSegLine( const FrontSegLine& a) :
|
|
ElFrontiere(a), refP(a.refP),droite (a.droite),Mp(a.Mp),theta(a.theta)
|
|
,theta_repere(a.theta_repere)
|
|
,d_T(a.d_T)
|
|
{};
|
|
|
|
// DESTRUCTEUR :
|
|
FrontSegLine::~FrontSegLine ()
|
|
{};
|
|
// surcharge de l'affectation
|
|
ElFrontiere& FrontSegLine::operator = ( const ElFrontiere& a)
|
|
{ if (this->TypeFrontiere() == a.TypeFrontiere())
|
|
{ this->ElFrontiere::operator=(a);
|
|
const FrontSegLine* b = (const FrontSegLine*) &a;
|
|
refP = Ref(); droite = b->DR(); Mp = b->MP(); theta = b->Theta();
|
|
theta_repere = b->theta_repere;
|
|
d_T=b->d_T;
|
|
return *this;
|
|
}
|
|
else
|
|
{ cout << "\n erreur d\'affectation, le deux membres non pas le meme type ";
|
|
cout << "\n ElFrontiere& FrontSegLine::operator = (ElFrontiere& a) " << endl;
|
|
Sortie (1);
|
|
return *this;
|
|
};
|
|
};
|
|
|
|
// retourne le type de l'element frontiere
|
|
string FrontSegLine::TypeFrontiere() const
|
|
{ return string("FrontSegLine");};
|
|
|
|
// creation d'un nouvelle element frontiere du type FrontSegLine
|
|
ElFrontiere * FrontSegLine::NevezElemFront() const
|
|
{ ElFrontiere * pt;
|
|
pt = new FrontSegLine(*this);
|
|
return pt;
|
|
};
|
|
// creation d'un nouvelle element frontiere du type FrontSegLine
|
|
// avec des donnees differentes
|
|
ElFrontiere * FrontSegLine::NevezElemFront
|
|
( const Tableau <Noeud *>& tab, const DdlElement& ddlElem ) const
|
|
{ ElFrontiere * pt;
|
|
pt = new FrontSegLine(tab,ddlElem);
|
|
return pt;
|
|
};
|
|
|
|
// ramene et calcul les coordonnees du point de reference de l'element
|
|
Coordonnee FrontSegLine::Ref()
|
|
{ // le point de ref en coordonnees locale
|
|
Coordonnee A0(0.);
|
|
// appel de la routine de metrique
|
|
if (tabNoeud(1)->ExisteCoord2())
|
|
{refP = met->PointM_tdt(tabNoeud,segment.Phi(A0));}
|
|
else if (tabNoeud(1)->ExisteCoord1())
|
|
{refP = met->PointM_t(tabNoeud,segment.Phi(A0));}
|
|
else
|
|
{refP = met->PointM_0(tabNoeud,segment.Phi(A0));};
|
|
return refP;
|
|
};
|
|
|
|
// ramene une droite tangente au point de reference
|
|
// ici indic = 1 -> une droite
|
|
// ces infos sont stocke et sauvegardees dans l'element
|
|
void FrontSegLine::TangentRef(Droite& dr, Plan& , int& indic)
|
|
// { indic = 1;
|
|
// // le point de ref en coordonnees locale
|
|
// Coordonnee A0(0.);
|
|
// BaseB giB;
|
|
// met->BaseND_tdt(tabNoeud,segment.Dphi(A0),segment.Phi(A0),giB,giH);
|
|
// droite.Change_ptref(Ref());
|
|
// droite.Change_vect(giB(1).Coor());
|
|
// theta(1) = 0.;theta_repere=theta;
|
|
// dr = droite;
|
|
// };
|
|
{ indic = 1;
|
|
// on sait ici que le point de référence est à mi-chemin entre les deux extrémités
|
|
// d'où un calcul simplifié
|
|
droite.Change_ptref(0.5*(tabNoeud(1)->Coord2()+tabNoeud(2)->Coord2()));
|
|
droite.Change_vect( tabNoeud(2)->Coord2() - tabNoeud(1)->Coord2());
|
|
theta(1) = 0.;theta_repere=theta;
|
|
dr = droite;
|
|
};
|
|
// M est un point de la derniere droite tangente sauvegarde dans l'element
|
|
// - calcul du point M1 correspondant sur la courbe , M1 est stocke
|
|
// _ calcul et retour de la droite tangente au point M1
|
|
// indic = 1 -> une droite
|
|
// ces infos sont stocke et sauvegardees dans l'element
|
|
void FrontSegLine::Tangent(const Coordonnee& M,Coordonnee& M1, Droite& dr, Plan& , int& indic)
|
|
{ // récup des bases au point courant projeté
|
|
met->BaseND_tdt(tabNoeud,segment.Dphi(theta_repere),segment.Phi(theta_repere),giB,giH);
|
|
// on incremente la coordonnee curviligne
|
|
Coordonnee M1M = M - droite.PointDroite();
|
|
theta(1) += M1M * giH.Coordo(1);
|
|
|
|
// dans le cas où le point est externe à l'élément, ici on ne limite pas le repère de calcul
|
|
// car il n'y a jamais de pb
|
|
theta_repere = theta;
|
|
phi = segment.Phi(theta_repere); // fonctions d'interpolation au point
|
|
met->BaseND_tdt(tabNoeud,segment.Dphi(theta_repere),phi,giB,giH);
|
|
|
|
M1 = met->PointM_tdt(tabNoeud,phi);
|
|
|
|
droite.Change_ptref(M1);
|
|
droite.Change_vect(giB(1).Coor());
|
|
// retour
|
|
dr = droite;
|
|
indic = 1;
|
|
Mp=M; // sauvegarde
|
|
};
|
|
/* { M1 = M ;
|
|
Mp = M ;
|
|
dr = droite;
|
|
indic = 1;
|
|
// calcul des coordonnees local
|
|
double L = (tabNoeud(2)->Coord2() - tabNoeud(1)->Coord2()).Norme() / 2.; // demi longueur du segment
|
|
Coordonnee loc = (Mp - refP);
|
|
Coordonnee thet(1);
|
|
if (L < ConstMath::trespetit)
|
|
{ // procédure d'urgence
|
|
if (loc.Norme() < ConstMath::trespetit)
|
|
{ thet(1) = 0.; }
|
|
else
|
|
{ thet(1) = ConstMath::grand; }
|
|
}
|
|
else
|
|
// cas normal
|
|
// thet(1) = loc.Norme() / L;
|
|
// double alpha = loc * droite.VecDroite();
|
|
// if (alpha < 0.)
|
|
// theta = -thet;
|
|
// else
|
|
// theta = thet;
|
|
// plus simple:
|
|
// normalement la droite est orienté selon les noeuds croissants, et le vecteur de la droite est unitaire
|
|
{thet(1) = loc * droite.VecDroite() / L; };
|
|
};*/
|
|
// ramene une autre droite tangente genere de maniere pseudo aleatoire
|
|
// ici indic = 1 -> la droite elle meme,
|
|
// ces infos sont stocke et sauvegardees dans l'element
|
|
void FrontSegLine::AutreTangent(Droite& dr, Plan& , int& indic)
|
|
{ indic = 1;
|
|
dr = droite;
|
|
};
|
|
// ramene true si le dernier point M1 est dans l'element sinon false
|
|
// le calcul est fait à eps relatif près
|
|
bool FrontSegLine::InSurf(const double& eps) const
|
|
{
|
|
if (Dabs(theta(1)) <= 1.+eps)
|
|
return true;
|
|
else
|
|
return false;
|
|
};
|
|
// actualise et ramene le dernier plan tangent (ou droite tangente) calcule
|
|
// si indic = 1 -> une droite, =2 -> un plan
|
|
// ramène éventuellement la variation du vecteur normale pour un plan en 3D ou une ligne en 2D
|
|
// dans le cas d'une ligne en 3D ramène la variation du vecteur tangent: si var_normale = true, sinon ramène NULL
|
|
Tableau <Coordonnee >* FrontSegLine::DernierTangent(Droite& dr, Plan& , int& indic,bool avec_var)
|
|
{ indic = 1;
|
|
|
|
theta_repere = theta; // normalement ici theta_repere est toujours = theta
|
|
phi = segment.Phi(theta_repere); // fonctions d'interpolation au point
|
|
met->BaseND_tdt(tabNoeud,segment.Dphi(theta_repere),phi,giB,giH);
|
|
// calcul du point correspondant au theta_i
|
|
Coordonnee M1 = met->PointM_tdt(tabNoeud,phi);
|
|
droite.Change_ptref(M1);
|
|
droite.Change_vect(giB(1).Coor());
|
|
|
|
// droite.Change_ptref(0.5*(tabNoeud(1)->Coord2()+tabNoeud(2)->Coord2()));
|
|
// droite.Change_vect( tabNoeud(2)->Coord2() - tabNoeud(1)->Coord2());
|
|
// cout << "\n debug FrontSegLine::DernierTangent nbn1=" << tabNoeud(2)->Num_noeud() << " nbn2= " << tabNoeud(1)->Num_noeud()
|
|
// << "\n tabNoeud(2)->Coord2(): " << tabNoeud(2)->Coord2() << " tabNoeud(1)->Coord2(): " << tabNoeud(1)->Coord2() << endl;
|
|
dr = droite;
|
|
// dans le cas où l'on veut la variation du vecteur normal
|
|
Tableau <Coordonnee >* pt_varT = NULL; // par défaut
|
|
if (avec_var)
|
|
{ // on recalcule le repère local
|
|
// phi = segment.Phi(theta_repere); // fonctions d'interpolation au point limite dans l'élément
|
|
// met->BaseND_tdt(tabNoeud,segment.Dphi(theta_repere),phi,giB,giH);
|
|
// calcul de la variation des vecteurs de base: donc ici d'un seul vecteur
|
|
const Tableau <BaseB>& d_giB_tdt = met->d_BaseNat_tdt(tabNoeud,segment.Dphi(theta_repere),phi);
|
|
// calcul de la variation de la tangente normée
|
|
Util::VarUnVect_coorBN( giB(1),d_giB_tdt,giB(1).Coor().Norme(),d_T);
|
|
if (ParaGlob::Dimension() == 2)
|
|
{ // dans le cas 2D on peut calculer la normale, on le fait donc
|
|
int taille = d_T.Taille();
|
|
for (int i=1;i<=taille;i++)
|
|
{ Coordonnee& dT = d_T(i); // par simplicité
|
|
double inter = dT(1);
|
|
dT(1) = -dT(2);
|
|
dT(2) = inter;
|
|
};
|
|
};
|
|
pt_varT = &d_T;
|
|
};
|
|
// retour
|
|
return pt_varT;
|
|
};
|
|
|
|
// calcul les fonctions d'interpolation au dernier point de projection sauvegarde
|
|
const Vecteur& FrontSegLine::Phi()
|
|
{ return segment.Phi(theta);};
|
|
|
|
|
|
// test si la position d'un point est du bon cote ( c-a-d hors matiere) ou non
|
|
// si le point est sur la surface, ramène false
|
|
// ramene true si hors matiere, sinon false
|
|
// le test sur a est executer uniquement dans les cas suivants :
|
|
// dimension 3D et frontiere 2D
|
|
// dimension 3D axi et frontière 1D
|
|
// dimension 2D et frontiere 1D
|
|
// ->>> dimension 3D et frontiere 1D, pas de verif
|
|
// ->>> autre cas ne doivent pas arriver normalement !!
|
|
// retour de r = distance du point à la surface, ligne
|
|
bool FrontSegLine::BonCote_t( const Coordonnee& A,double& r) const // cas ou on utilise la frontiere a t
|
|
{ if ((refP.Dimension() == 2)|| (ParaGlob::AxiSymetrie()))
|
|
{// def des infos de la droite tangente a t en theta
|
|
// devrait également marcher pour l'axisymétrie en 3D
|
|
int dim = ParaGlob::Dimension();
|
|
Coordonnee M1 = (tabNoeud(2)->Coord1() + tabNoeud(1)->Coord1())/2.;
|
|
Coordonnee giB = (tabNoeud(2)->Coord1() - tabNoeud(1)->Coord1())/2.;
|
|
// calcul d'un vecteur proportionnel à la normale bien oriente: c-a-d vers l'extérieur du solide
|
|
Coordonnee Nor(dim); Nor(1) = giB(2);Nor(2) = -giB(1); // si axi, suivant z c'est nulle
|
|
r = (M1 - A) * Nor ;
|
|
if (r < 0.)
|
|
{return true;}
|
|
else // le cas = 0 signifie que le point etait deja sur la facette donc pas hors matière
|
|
{return false;};
|
|
}
|
|
else // cas du 3D , la normale ne veut rien dire
|
|
{return true;};
|
|
};
|
|
|
|
bool FrontSegLine::BonCote_tdt( const Coordonnee& A,double& r) const // cas ou on utilise la frontiere a tdt
|
|
{ if ((refP.Dimension() == 2)|| (ParaGlob::AxiSymetrie()))
|
|
// on regarde si a est du bon cote de la frontiere
|
|
{
|
|
// devrait également marcher pour l'axisymétrie en 3D
|
|
int dim = ParaGlob::Dimension();
|
|
// calcul d'un vecteur proportionnel à la normale bien oriente: c-a-d vers l'extérieur du solide
|
|
// si axi, suivant z c'est nulle
|
|
Vecteur Nor(dim); Nor(1) = droite.VecDroite()(2);Nor(2) = - droite.VecDroite()(1);
|
|
r = (droite.PointDroite() - A).Vect() * Nor ;
|
|
if (r < 0.)
|
|
{return true;}
|
|
else // le cas = 0 signifie que le point etait deja sur la facette donc pas hors matière
|
|
{return false;};
|
|
}
|
|
else // cas du 3D , la normale ne veut rien dire
|
|
return true;
|
|
};
|
|
|
|
// affichage des infos de l'elements
|
|
void FrontSegLine::Affiche(Enum_dure temp) const
|
|
{ cout << "\n element frontiere de type FrontSegLine , de noeuds sommets : ";
|
|
|
|
int nbn = 2;
|
|
switch (temp)
|
|
{case TEMPS_tdt: for (int i =1;i<=nbn;i++)
|
|
cout <<" noe: " << tabNoeud(i)->Num_noeud() << " "
|
|
<< tabNoeud(i)->Coord2() << ", " ; break;
|
|
case TEMPS_t : for (int i =1;i<=nbn;i++)
|
|
cout <<" noe: " << tabNoeud(i)->Num_noeud() << " "
|
|
<< tabNoeud(i)->Coord1() << ", " ; break;
|
|
case TEMPS_0 : for (int i =1;i<=nbn;i++)
|
|
cout <<" noe: " << tabNoeud(i)->Num_noeud() << " "
|
|
<< tabNoeud(i)->Coord0() << ", " ; break;
|
|
default: break;
|
|
};
|
|
};
|
|
|
|
// creation et ramene des pointeurs sur les frontieres de l'element frontiere
|
|
// au premier appel il y a construction, ensuite on ne fait que ramener le tableau
|
|
// à moins qu'il soit effacé
|
|
Tableau <ElFrontiere*>& FrontSegLine::Frontiere()
|
|
{if (tabfront.Taille() == 0)
|
|
{tabfront.Change_taille(2);
|
|
for (int i=1; i<= 2; i++)
|
|
{ Tableau <Noeud *> tab(1); tab(1) = tabNoeud(i);
|
|
DdlElement ddlE(1);
|
|
ddlE.Change_un_ddlNoeudElement(1,ddlElem(i));
|
|
// ddlE(1) = ddlElem(i);
|
|
tabfront(i) = new FrontPointF(tab,ddlE);
|
|
}
|
|
};
|
|
return tabfront;
|
|
};
|
|
|
|
// cas d'un élément frontière ligne:
|
|
// ramène, une longueur approximative de l'élément (toujours > 0) : calculée à l'aide
|
|
// de la ligne représentée par une suite de segments rejoignants les noeuds
|
|
// ramène une valeur nulle, s'il n'y a pas de ligne
|
|
double FrontSegLine::LongueurApprox()
|
|
{ double longueur = 0.;
|
|
if (tabNoeud(1)->ExisteCoord2())
|
|
{longueur = (tabNoeud(1)->Coord2() - tabNoeud(2)->Coord2()).Norme();
|
|
}
|
|
else if(tabNoeud(1)->ExisteCoord1())
|
|
{longueur = (tabNoeud(1)->Coord1() - tabNoeud(2)->Coord1()).Norme();
|
|
}
|
|
else
|
|
{longueur = (tabNoeud(1)->Coord0() - tabNoeud(2)->Coord0()).Norme();
|
|
}
|
|
return longueur;
|
|
};
|
|
|
|
//----- lecture écriture de restart -----
|
|
// ceci concerne uniquement les informations spécifiques
|
|
void FrontSegLine::Lecture_base_info_ElFrontiere_pour_projection(ifstream& ent)
|
|
{ string toto;
|
|
ent >> toto >> toto >> droite >> toto >> Mp >> toto >> theta;
|
|
};
|
|
void FrontSegLine::Ecriture_base_info_ElFrontiere_pour_projection(ofstream& sort)
|
|
{ sort << " FrontSL " ;
|
|
sort << " dr_tg " << droite << " Mp " << Mp << " theta " << theta ;
|
|
};
|
|
|
|
|
|
//----------- METHODES PROTEGEES : ------------------------------------
|
|
// definition de la metrique
|
|
void FrontSegLine::DefMetrique()
|
|
{ // dimension d'un des noeuds
|
|
int dim_base = ((*tabNoeud(1)).Coord0()).Dimension();
|
|
// def des variables dont on se servira
|
|
Tableau<Enum_variable_metrique> tab(17);
|
|
tab(1) = iM0; tab(2) = iMt; tab(3) = iMtdt ;
|
|
tab(4)=igiB_0;tab(5)=igiB_t;tab(6)=igiB_tdt;
|
|
tab(7)=igiH_0;tab(8)=igiH_t;tab(9)=igiH_tdt ;
|
|
tab(10)=igijBB_0;tab(11)=igijBB_t;tab(12)=igijBB_tdt;
|
|
tab(13)=igijHH_0;tab(14)=igijHH_t;tab(15)=igijHH_tdt ;
|
|
tab(16) = igradVBB_tdt;tab(17) = id_giB_tdt;
|
|
// la définition de la métrique dépend du type d'espace
|
|
if (ParaGlob::AxiSymetrie())
|
|
{// cas d'un espace de travail axisymétrique
|
|
met = new MetAxisymetrique2D(dim_base,ddlElem,tab,2);
|
|
}
|
|
else
|
|
{met = new Met_biellette(dim_base,ddlElem,tab,2);};
|
|
};
|