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C++
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// This file is part of the Herezh++ application.
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//
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// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
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// of mechanics for large transformations of solid structures.
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// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
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// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
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//
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// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
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//
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// Copyright (C) 1997-2021 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 "Hoffman2.h"
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#include <cmath>
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#include "ConstMath.h"
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#include "ConstPhysico.h"
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//==================== cas de la class de sauvegarde SaveResul ===================
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// constructeur par défaut à ne pas utiliser
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Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2() :
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I_Kcinetique(0.),I_Kcinetique_t(0.)
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{ };
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// le constructeur courant
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Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2
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(const double & cristal_t,const double & cristal):
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I_Kcinetique(cristal) ,I_Kcinetique_t(cristal_t)
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{};
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// constructeur de copie
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Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2
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(const Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2& sav ):
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I_Kcinetique(sav.I_Kcinetique) ,I_Kcinetique_t(sav.I_Kcinetique_t)
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{ };
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//============= lecture écriture dans base info ==========
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// cas donne le niveau de la récupération
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// = 1 : on récupère tout
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// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
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void Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::Lecture_base_info
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(ifstream& ent,const int )
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|
{ // ici toutes les données sont toujours a priori variables
|
|
// ou en tout cas pour les méthodes appelées, elles sont gérées par le paramètre: cas
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|
string toto; ent >> toto;
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#ifdef MISE_AU_POINT
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if (toto != "S_R_Hoffman")
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|
{ cout << "\n erreur en lecture du conteneur pour la loi thermo physique de Tait"
|
|
<< " on attendait S_R_Hoffman et on a lue " << toto
|
|
<< " \n Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::Lecture_base_info(..";
|
|
Sortie(1);
|
|
}
|
|
#endif
|
|
// ent >> I_Kcinetique_t >> I_Kcinetique;
|
|
ent >> I_Kcinetique_t ; I_Kcinetique = I_Kcinetique_t;
|
|
};
|
|
|
|
// cas donne le niveau de sauvegarde
|
|
// = 1 : on sauvegarde tout
|
|
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
|
|
void Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::Ecriture_base_info
|
|
(ofstream& sort,const int )
|
|
{ // ici toutes les données sont toujours a priori variables
|
|
// ou en tout cas pour les méthodes appelées, elles sont gérées par le paramètre: cas
|
|
// sort << "\n S_R_Hoffman " << I_Kcinetique_t << " " << I_Kcinetique << " ";
|
|
sort << "\n S_R_Hoffman " << I_Kcinetique_t << " " ;
|
|
};
|
|
|
|
// affichage des infos
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|
void Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::Affiche()
|
|
{ cout << "\n S_R_Hoffman I_Kcinetique_t= " << I_Kcinetique_t << " I_Kcinetique= " << I_Kcinetique << " ";
|
|
};
|
|
// idem sur un ofstream
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|
void Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::Affiche(ofstream& sort)
|
|
{ sort << "\n S_R_Hoffman I_Kcinetique_t= " << I_Kcinetique_t << " I_Kcinetique= " << I_Kcinetique << " ";
|
|
};
|
|
|
|
// Surcharge de l'operateur =
|
|
CristaliniteAbstraite::SaveCrista& Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2::operator=
|
|
(const CristaliniteAbstraite::SaveCrista& a)
|
|
{ // récup de la bonne classe
|
|
Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2& b = *((Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2*) &a);
|
|
I_Kcinetique = b.I_Kcinetique;
|
|
I_Kcinetique_t = b.I_Kcinetique_t;
|
|
return *this;
|
|
};
|
|
|
|
//==================== fin du cas de la class de sauvegarde SaveResul ============
|
|
|
|
Hoffman2::Hoffman2():
|
|
n(ConstMath::Pi),invt012(ConstMath::Pi)
|
|
,Ustar(ConstMath::Pi),Tinf(ConstMath::Pi)
|
|
,Kg(ConstMath::Pi),Tm(ConstMath::Pi),alphaP(ConstMath::Pi)
|
|
,betaP(ConstMath::Pi),X_inf(ConstMath::Pi)
|
|
,algo_integ(new Algo_Integ1D(3)) // par défaut on utilise 3 points de Gauss
|
|
,Te_t(),Te_tdt(),Pr_t(),Pr_tdt() // variables de travail
|
|
{ };
|
|
|
|
// constructeur de copie
|
|
Hoffman2::Hoffman2(const Hoffman2& co ):
|
|
n(co.n),invt012(co.invt012)
|
|
,Ustar(co.Ustar),Tinf(co.Tinf)
|
|
,Kg(co.Kg),Tm(co.Tm),alphaP(co.alphaP)
|
|
,betaP(co.betaP),X_inf(co.X_inf)
|
|
,algo_integ(new Algo_Integ1D(*(co.algo_integ)))
|
|
,Te_t(),Te_tdt(),Pr_t(),Pr_tdt() // variables de travail
|
|
{};
|
|
|
|
// Lecture des donnees de la classe sur fichier
|
|
void Hoffman2::LectureDonneesLoiCrista(UtilLecture * entreePrinc,LesCourbes1D& ,LesFonctions_nD& lesFonctionsnD)
|
|
{ // ---- lecture du tag d'entête -----
|
|
string nom;
|
|
*(entreePrinc->entree) >> nom; // lecture du tag
|
|
if(nom != "coefficientsLoiHoffman_")
|
|
{ cout << "\n erreur en lecture du tag du debut des parametres "
|
|
<< " on attendait la chaine : coefficientsLoiHoffman_ et on a lue: " << nom;
|
|
cout << "\n Hoffman2::LectureDonneesLoiCrista( "
|
|
<< "(UtilLecture * entreePrinc) " << endl ;
|
|
entreePrinc->MessageBuffer("** erreur1 de lecture des parametres de la loi Hoffman2 **");
|
|
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
|
|
Sortie(1);
|
|
};
|
|
entreePrinc->NouvelleDonnee(); // prepa du flot de lecture
|
|
|
|
// --- lecture de l'ensemble des paramètres ----
|
|
MotCle motCle; // ref aux mots cle
|
|
while (strstr(entreePrinc->tablcar,"fin_coefficientsLoiHoffman_")==0)
|
|
{
|
|
// si on a un mot clé global dans la ligne courante c-a-d dans tablcar --> erreur
|
|
if ( motCle.SimotCle(entreePrinc->tablcar))
|
|
{ cout << "\n erreur de lecture des parametre on n'a pas trouve le mot cle "
|
|
<< " fin_coefficientsLoiHoffman_ et par contre la ligne courante contient un mot cle global ";
|
|
entreePrinc->MessageBuffer("** erreur2 de lecture des parametres de la loi Hoffman2 **");
|
|
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
|
|
Sortie(1);
|
|
};
|
|
|
|
// lecture d'un mot clé
|
|
*(entreePrinc->entree) >> nom;
|
|
|
|
if ((entreePrinc->entree)->rdstate() == 0)
|
|
{} // lecture normale
|
|
#ifdef ENLINUX
|
|
else if ((entreePrinc->entree)->fail())
|
|
// on a atteind la fin de la ligne et on appelle un nouvel enregistrement
|
|
{ entreePrinc->NouvelleDonnee(); // lecture d'un nouvelle enregistrement
|
|
*(entreePrinc->entree) >>nom;
|
|
}
|
|
#else
|
|
else if ((entreePrinc->entree)->eof())
|
|
// la lecture est bonne mais on a atteind la fin de la ligne
|
|
{ if(nom != "fin_coefficientsLoiHoffman_")
|
|
{entreePrinc->NouvelleDonnee(); *(entreePrinc->entree) >> nom;};
|
|
}
|
|
#endif
|
|
else // cas d'une erreur de lecture
|
|
{ cout << "\n erreur de lecture inconnue ";
|
|
entreePrinc->MessageBuffer("** erreur3 de lecture des parametres de la loi Hoffman2 **");
|
|
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
|
|
Sortie(1);
|
|
};
|
|
// dans le cas où le fait d'avoir lue une nouvelle ligne fait que l'on a fini la lecture on stop
|
|
if (nom == "fin_coefficientsLoiHoffman_")
|
|
{break;}
|
|
// sinon c'est ok et on passe en revue tous les paramètres
|
|
else if(nom == "n=") {*(entreePrinc->entree) >> n;}
|
|
else if (nom == "invt012=") {*(entreePrinc->entree) >> invt012;}
|
|
else if (nom == "Ustar=") {*(entreePrinc->entree) >> Ustar;}
|
|
else if (nom == "Tinf=") {*(entreePrinc->entree) >> Tinf;}
|
|
else if (nom == "Kg=") {*(entreePrinc->entree) >> Kg;}
|
|
else if (nom == "Tm=") {*(entreePrinc->entree) >> Tm;}
|
|
else if (nom == "alphaP=") {*(entreePrinc->entree) >> alphaP;}
|
|
else if (nom == "betaP=") {*(entreePrinc->entree) >> betaP;}
|
|
else if (nom == "X_inf=") {*(entreePrinc->entree) >> X_inf;}
|
|
else
|
|
{ cout << "\n erreur: lecture d'un identificateur inconnue, on a lue: " << nom ;
|
|
entreePrinc->MessageBuffer("** erreur4 de lecture des parametres de la loi Hoffman2 **");
|
|
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
|
|
Sortie(1);
|
|
};
|
|
|
|
}; //-- fin du while
|
|
|
|
entreePrinc->NouvelleDonnee(); // prepa du flot de lecture
|
|
};
|
|
|
|
// affichage de la loi
|
|
void Hoffman2::Affiche() const
|
|
{ cout << "\n# ----- loi de Hoffman2 permettant le calcul de K(T,P) -------------------------------"
|
|
<< "\n n= " << n << " invt012= " << invt012 << " "
|
|
<< "\n Ustar= " << Ustar << " Tinf= " << Tinf << " Kg= " << Kg << " Tm= " << Tm << " "
|
|
<< "\n alphaP= " << alphaP << " betaP= " << betaP << " X_inf= " << X_inf << " " ;
|
|
};
|
|
|
|
// affichage et definition interactive des paramètres
|
|
void Hoffman2::Info_commande_LoisCrista(UtilLecture& entreePrinc)
|
|
{ ofstream & sort = *(entreePrinc.Commande_pointInfo()); // pour simplifier
|
|
|
|
n= 3; invt012= 1.528e8;
|
|
Ustar= 6284.; Tinf= 215.; Kg= 3.81e5; Tm= 445.;
|
|
alphaP= 0; betaP= 0; X_inf= 0.443;
|
|
|
|
sort << "\n# ----- loi de Hoffman2 permettant le calcul de K(T,P) ------------------------------"
|
|
<< "\n# |la loi necessite 11 coefficients n,invt012,Ustar,Tinf,Kg,Tm,alphaP,betaP,X_inf |"
|
|
<< "\n# | le calcul de K(T,P) s'effectue alors suivant la formule: |"
|
|
<< "\n# | K(T,P) = (log(2))**(1/n) * invt012 * exp(- Ustar/(R*(Tcorr - Tinf))) |"
|
|
<< "\n# | * exp(- Kg/(Tcorr * (Tm - Tcorr) * f)) |"
|
|
<< "\n# | avec les relations: |"
|
|
<< "\n# | f=2*Tcorr/(Tcorr + Tm) ; |"
|
|
<< "\n# | DTcorr_Pres = P*(alphaP + betaP*P); |"
|
|
<< "\n# | Tcorr = T - DTcorr_Pres + 273.; |"
|
|
<< "\n# | et: P la pression relative, T la temperature celsius |"
|
|
<< "\n# -----------------------------------------------------------------------------------";
|
|
|
|
sort << "\n# definition des coefficients, ils peuvent être donnés dans un ordre quelconque et "
|
|
<< "\n# sur une ou plusieurs lignes "
|
|
<< "\n\n coefficientsLoiHoffman_ "
|
|
<< "\n n= " << n << " invt012= " << invt012 << " "
|
|
<< "\n Ustar= " << Ustar << " Tinf= " << Tinf << " Kg= " << Kg << " Tm= " << Tm << " "
|
|
<< "\n alphaP= " << alphaP << " betaP= " << betaP << " X_inf= " << X_inf << " " ;
|
|
|
|
sort << "\n fin_coefficientsLoiHoffman_ \n ";
|
|
sort << "\n# la derniere ligne doit contenir uniquement le mot cle: fin_coefficientsLoiHoffman_ "
|
|
<< endl;
|
|
};
|
|
|
|
// calcul de la fonction K(T,P)
|
|
double Hoffman2::fct_KT(const double& P, const double& T ) const
|
|
{ // calcul des variables intermédiaires
|
|
double DTcorr_Pres = P*(alphaP + betaP*P);
|
|
double Tcorr = T - DTcorr_Pres + 273.;
|
|
double f = 2. * Tcorr/(Tcorr + Tm);
|
|
// calcul de KT
|
|
double KT = 0.;
|
|
if ((Tcorr > Tinf) && (Tcorr < Tm))
|
|
KT = pow((log(2.)),(1./n)) * invt012 * exp(- Ustar/( ConstPhysico::R *(Tcorr - Tinf)))
|
|
* exp(- Kg/(Tcorr * (Tm - Tcorr) * f));
|
|
// retour
|
|
return KT;
|
|
};
|
|
|
|
// calcul du taux de cristalinité
|
|
// P_t, P : pression à t et, t+deltat (= actuelle)
|
|
// T_t, T : température à t et, t+deltat (=actuelle)
|
|
double Hoffman2::Cristalinite(const double& P_t, const double& T_t,
|
|
CristaliniteAbstraite::SaveCrista * save_donTP
|
|
,const double& P, const double& T,Enum_dure temps)
|
|
{ saveCrista = save_donTP; // mise à jour au cas où des méthodes attachées utiliseraient le pointeur de la
|
|
// classe générique
|
|
Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2* saveCristaHoffman2 = ((Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2*) save_donTP);
|
|
|
|
// on calcul par intégration avec la formule de Nakamura, la valeur de la cristalinité courante
|
|
// pour cela on considère une intégration explicite en 1 pas de temps à partir de la forme différentielle
|
|
// de l'équation cf. formule 9.12 de la thèse de Mikaël, page 139
|
|
// on pourrait également utiliser une méthode de Runge, ce qui est possible si l'on veut plus de précision
|
|
// double cris = saveCristaHoffman2->I_Kcinetique_t; // pour simplifier
|
|
// recup de l'incrément de temps
|
|
double deltat=ParaGlob::Variables_de_temps().IncreTempsCourant();
|
|
double temps_courant = ParaGlob::Variables_de_temps().TempsCourant();
|
|
|
|
// calcul de l'accroissement de la cristalinité sur le pas de temps par linéarisation de la forme différentielle
|
|
// non ne fonctionne pas car initialement la cristalinité = 0, et avec une formule purement explicite
|
|
// ce qui est le cas ici, la valeur du delta_cris = 0 donc la fonction n'arrive jamais à décoller !!
|
|
// double delta_cris = deltat * (n * fct_KT(P,T) * (1.-cris)
|
|
// * pow( log( 1./(1.-cris) )
|
|
// ,(n-1.)/n
|
|
// )
|
|
// );
|
|
// // mise à jour de la cristalinité
|
|
// saveCristaHoffman2->cristalinite = cris + delta_cris;
|
|
|
|
// utilisation d'une intégration avec la méthode de Gauss
|
|
// deux cas suivant que l'on calcul a t ou tdt
|
|
double crista = 0.;
|
|
if (temps == TEMPS_tdt)
|
|
{// dans ce cas on fait un calcul avec cumul à partir du temps précédent et du résultat
|
|
// sauvegardé, qui est supposé à t
|
|
// on renseigne les variables qui servent pour le calcul de la fonction a intégrer
|
|
Te_t=T_t; Te_tdt=T;Pr_t=P_t; Pr_tdt=P;
|
|
// on intègre la constante cinétique
|
|
saveCristaHoffman2->I_Kcinetique = saveCristaHoffman2->I_Kcinetique_t +
|
|
algo_integ ->IntegGauss(*this,&Hoffman2::fct_KT_,deltat);
|
|
// cout << "\n I_Kcinetique= " << saveCristaHoffman2->I_Kcinetique; //----- débug
|
|
// on calcul la cristalinité
|
|
crista = X_inf *(1.-exp(-pow(saveCristaHoffman2->I_Kcinetique,n)));
|
|
}
|
|
else // sinon pour l'instant ce n'est pas implanté, car il faut réfléchir
|
|
// à la méthodologie d'intégration, pas difficile mais il vaut mieux le faire au moment
|
|
// ou cela se présentera
|
|
{ cout << " \n attention, cas non implante !!! pour l'instant (le demander si pb) "
|
|
<< " cas d'un calcul a TEMPS_t "
|
|
<< "\n Hoffman2::Cristalinite(..." ;
|
|
Sortie(1);
|
|
};
|
|
|
|
//--- debug
|
|
// cout << fct_KT(P,T) << " ";
|
|
// cout << delta_cris << " ";
|
|
//--- fin debug
|
|
|
|
// retour
|
|
return crista;
|
|
};
|
|
|
|
|
|
|
|
// calcul du taux de cristalinité à tdt à partir des grandeurs à tdt
|
|
// P : pression à t+deltat (= actuelle)
|
|
// T : température à t+deltat (=actuelle)
|
|
double Hoffman2::Cristalinite(CristaliniteAbstraite::SaveCrista * save_donTP
|
|
,const double& , const double& )
|
|
{ saveCrista = save_donTP; // mise à jour au cas où des méthodes attachées utiliseraient le pointeur de la
|
|
// classe générique
|
|
Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2* saveCristaHoffman2 = ((Hoffman2::SaveCrista_Hoffman2*) save_donTP);
|
|
|
|
// on calcul la cristalinité pour la valeur de la constante cinétique actuelle
|
|
double crista = X_inf *(1.-exp(-pow(saveCristaHoffman2->I_Kcinetique,n)));
|
|
|
|
// retour
|
|
return crista;
|
|
};
|
|
|
|
//----- lecture écriture de restart spécifique aux données de la classe -----
|
|
// cas donne le niveau de la récupération
|
|
// = 1 : on récupère tout
|
|
// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
|
|
void Hoffman2::Lecture_don_base_info(ifstream& ent,const int cas ,LesCourbes1D& ,LesFonctions_nD& )
|
|
{ // ici on ne lit que dans le cas = 1
|
|
if (cas == 1)
|
|
{ string nom;
|
|
ent >> nom;
|
|
if (nom != "Cristallinite_Hoffman2")
|
|
{ cout << "\n erreur en lecture des donnees de la loi Hoffman2, on attendait le mot cle: "
|
|
<< " Cristallinite_Hoffman2 et on a lu: " << nom ;
|
|
Sortie(1);
|
|
};
|
|
// lecture des données
|
|
ent >> nom >> n >> nom >> invt012 ;
|
|
ent >> nom >> Ustar >> nom >> Tinf >> nom >> Kg >> nom >> Tm ;
|
|
ent >> nom >> alphaP >> nom >> betaP >> nom >> X_inf;
|
|
};
|
|
};
|
|
|
|
// cas donne le niveau de sauvegarde
|
|
// = 1 : on sauvegarde tout
|
|
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
|
|
void Hoffman2::Ecriture_don_base_info(ofstream& sort ,const int cas) const
|
|
{ // ici on ne sauvegarde que dans le cas = 1
|
|
if (cas == 1)
|
|
{ sort << "\n Cristallinite_Hoffman2 "
|
|
<< "\n n= " << n << " invt012= " << invt012 << " "
|
|
<< "\n Ustar= " << Ustar << " Tinf= " << Tinf << " Kg= " << Kg << " Tm= " << Tm << " "
|
|
<< "\n alphaP= " << alphaP << " betaP= " << betaP << " X_inf= " << X_inf << " " ;
|
|
};
|
|
};
|
|
|
|
// --------------------------- METHODES PROTEGEES : ---------------------
|
|
|
|
// calcul de la fonction K(t) en fonction d'un paramètre qui varie de -1 à 1 et des variables
|
|
// définit par ailleurs: Te_t,Te_tdt,Pr_t,Pr_tdt
|
|
double Hoffman2::fct_KT_(const double& thetai )
|
|
{ // la pression et la température sont interpolées linéairement sur le pas de temps
|
|
double P = 0.5 * ((1.-thetai)*Pr_t + (1.+thetai)*Pr_tdt);
|
|
double T = 0.5 * ((1.-thetai)*Te_t + (1.+thetai)*Te_tdt);
|
|
return fct_KT(P,T);
|
|
// return 0.1; //--- débug
|
|
};
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|