rio/Herezh_dev
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Herezh_dev/Elements/Mecanique/Biellette/Met_pout2D.cc
Gérard Rio 9692dbd130 intégration du répertoire Mecanique: 
- contient les éléments finis, métriques associées, déformations ...
intégration du réperoire Géométrie:
- contient les géométries 1D 2D et 3D, les frontières des éléments géométriques
2021-09-27 12:42:13 +02:00

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C++
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// 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 "Met_pout2D.h"
# include "Util.h"
// constructeurs
Met_Pout2D::Met_Pout2D () : // constructeur par defaut mettant les pointeurs a NULL
Met_PiPoCo()
{ };
// constructeur permettant de dimensionner certaine variables
// dim = dimension de l'espace, nbvec = nb de vecteur des bases, tab = liste
// des variables a initialiser
Met_Pout2D::Met_Pout2D (int dim_base,int nbvec,const DdlElement& tabddl,
const Tableau<Enum_variable_metrique>& tabb,int nomb_noeud):
Met_PiPoCo(dim_base,nbvec,tabddl,tabb,nomb_noeud)
{ };
// Constructeur de copie :
Met_Pout2D::Met_Pout2D (const Met_Pout2D& a) :
Met_PiPoCo(a)
{ }
Met_Pout2D::~Met_Pout2D ()
{ };
//============================ METHODES PUBLIQUES : ============================
// Surcharge de l'operateur = : realise l'affectation
// dérivant de virtuel, a ne pas employer -> message d'erreur
Met_abstraite& Met_Pout2D::operator= (const Met_abstraite& )
{ // normalement ne devrait pas être utilisé
cout << "\n erreur , l operateur d affectation a utiliser doit etre celui explicite "
<< " de la classe Met_Pout2D \n"
<< " Met_abstraite& Met_Pout2D::operator= (const Met_abstraite& met) \n";
Sortie(1);
return (*this);
};
Met_PiPoCo& Met_Pout2D::operator= (const Met_PiPoCo& )
{ // normalement ne devrait pas être utilisé
cout << "\n erreur , l operateur d affectation a utiliser doit etre celui explicite "
<< " de la classe Met_Pout2D \n"
<< " Met_PiPoCo& Met_Pout2D::operator= (const Met_PiPoCo& met) \n";
Sortie(1);
return (*this);
};
// normale
Met_Pout2D& Met_Pout2D::operator= (const Met_Pout2D& met)
{ (*this) = Met_PiPoCo::operator=(met);
tabD2phi = met.tabD2phi;
return (*this);
};
// passage de la dérivée seconde
void Met_Pout2D::DeriveeSeconde(Vecteur const & taD2phi)
{ tabD2phi = &taD2phi;
};
// ============================ méthodes protegees ===========================
// calcul des normales a la facette
void Met_Pout2D::Calcul_N_0 ()
{ N_0(1) = -((*aiB_0)(1))(2); N_0(2) = ((*aiB_0)(1))(1);
N_0.Normer ();
};
void Met_Pout2D::Calcul_N_t ()
{ N_t(1) = -((*aiB_t)(1))(2); N_t(2) = ((*aiB_t)(1))(1);
N_t.Normer ();
};
void Met_Pout2D::Calcul_N_tdt ()
{ N_tdt(1) = -((*aiB_tdt)(1))(2); N_tdt(2) = ((*aiB_tdt)(1))(1);
N_tdt.Normer ();
};
// calcul de la base naturel a t0
// neccessite le calcul prealable de la courbure et de la base naturelle et duale de l'axe médian
void Met_Pout2D::Calcul_giB_0
( const Tableau<Noeud *>& , const Mat_pleine& , int ,const Vecteur& phi)
{
#ifdef MISE_AU_POINT
if (giB_0 == NULL)
{ cout << "\nErreur : la base a t=0 n'est pas dimensionne !\n";
cout << "void Met_Pout2D::Calcul_giB_0 \n";
Sortie(1);
};
#endif
// derivee du vecteur normal
// l'écriture est un peu particulière pour éviter de mettre en oeuvre plein de constructeur
CoordonneeB dN1; dN1.ConstructionAPartirDe_H(curb_0(1) * (*aiH_0)(1)) ;
// vecteur de base gi
// le premier element de phi est en fait est = a : " z dans l'epaisseur "
giB_0->CoordoB(1) = (*aiB_0)(1) + phi(1) * dN1;
};
// calcul de la base naturel a t
// neccessite le calcul prealable de la courbure et de la base naturelle et duale de l'axe médian
void Met_Pout2D::Calcul_giB_t
( const Tableau<Noeud *>& , const Mat_pleine& , int,const Vecteur& phi)
{
#ifdef MISE_AU_POINT
if (giB_t == NULL)
{ cout << "\nErreur : la base a t n'est pas dimensionne !\n";
cout << "void Met_Pout2D::Calcul_giB_t \n";
Sortie(1);
};
#endif
// derivee du vecteur normal
// l'écriture est un peu particulière pour éviter de mettre en oeuvre plein de constructeur
CoordonneeB dN1; dN1.ConstructionAPartirDe_H(curb_t(1) * (*aiH_t)(1)) ;
// vecteur de base gi
// le premier element de phi est en fait est = a : " z dans l'epaisseur "
giB_t->CoordoB(1) = (*aiB_t)(1) + phi(1) * dN1;
};
// calcul de la base naturel a tdt
// neccessite le calcul prealable de la courbure et de la base naturelle et duale de l'axe médian
void Met_Pout2D::Calcul_giB_tdt
( const Tableau<Noeud *>& ,const Mat_pleine& , int,const Vecteur& phi)
{
#ifdef MISE_AU_POINT
if (giB_tdt == NULL)
{ cout << "\nErreur : la base a t+dt n'est pas dimensionne !\n";
cout << "void Met_Pout2D::Calcul_giB_tdt \n";
Sortie(1);
};
#endif
// derivee du vecteur normal
// l'écriture est un peu particulière pour éviter de mettre en oeuvre plein de constructeur
CoordonneeB dN1; dN1.ConstructionAPartirDe_H(curb_tdt(1) * (*aiH_tdt)(1));
// vecteur de base gi
// le premier element de phi est en fait est = a : " z dans l'epaisseur "
giB_tdt->CoordoB(1) = (*aiB_tdt)(1) + phi(1) * dN1;
};
//------------// variation des vecteurs de base
void Met_Pout2D::D_giB_t(const Mat_pleine& , int ,const Vecteur & phi)
{ for (int iddl=1;iddl<= 6;iddl++)
{ // variation de la derivee du vecteur normal
// l'écriture est un peu particulière pour éviter de mettre en oeuvre plein de constructeur
CoordonneeB ddN1; ddN1.ConstructionAPartirDe_H(dcurb_t(iddl)(1) * (*aiH_t)(1)
+ curb_t(1) * (*d_aiH_t)(iddl)(1));
// vecteur de base gi
// le premier element de phi est en fait est = a : " z * phi dans l'epaisseur "
(*d_giB_t)(iddl).CoordoB(1) = (*d_aiB_t)(iddl)(1) + phi(1) * ddN1;
};
};
void Met_Pout2D::D_giB_tdt(const Mat_pleine& , int ,const Vecteur & phi)
{ for (int iddl=1;iddl<= 6;iddl++)
{ // variation de la derivee du vecteur normal
// l'écriture est un peu particulière pour éviter de mettre en oeuvre plein de constructeur
CoordonneeB ddN1; ddN1.ConstructionAPartirDe_H(dcurb_tdt(iddl)(1) * (*aiH_tdt)(1)
+ curb_tdt(1) * (*d_aiH_tdt)(iddl)(1));
// vecteur de base gi
// le premier element de phi est en fait est = a : " z * phi dans l'epaisseur "
(*d_giB_tdt)(iddl).CoordoB(1) = (*d_aiB_tdt)(iddl)(1) + phi(1) * ddN1;
};
};
//-----------// calcul du tenseur de courbure dans la base naturelle
// plusieurs cas sont etudies suivant l'instant considere
// a l'instant t = 0
Vecteur& Met_Pout2D::courbure_0 (const Tableau<Noeud *>& tab_noeud)
{ const CoordonneeB & aiB1 = (*aiB_0)(1); // pour simplifier
const CoordonneeH & aiH1 = (*aiH_0)(1); // pour simplifier
Tableau<Coordonnee> tab_coor(nomb_noeud);
for (int i=1;i<=nomb_noeud;i++)
tab_coor(i) = tab_noeud(i)->Coord0();
curb_0(1) = courbure(tab_coor,aiB1,aiH1);
return curb_0;
};
// a l'instant t
Vecteur& Met_Pout2D::courbure_t (const Tableau<Noeud *>& tab_noeud)
{ const CoordonneeB & aiB1 = (*aiB_t)(1); // pour simplifier
const CoordonneeH & aiH1 = (*aiH_t)(1); // pour simplifier
Tableau<Coordonnee> tab_coor(nomb_noeud);
for (int i=1;i<=nomb_noeud;i++)
tab_coor(i) = tab_noeud(i)->Coord1();
curb_t(1) = courbure(tab_coor,aiB1,aiH1);
return curb_t;
};
// a l'instant t+dt
Vecteur& Met_Pout2D::courbure_tdt (const Tableau<Noeud *>& tab_noeud)
{ const CoordonneeB & aiB1 = (*aiB_tdt)(1); // pour simplifier
const CoordonneeH & aiH1 = (*aiH_tdt)(1); // pour simplifier
Tableau<Coordonnee> tab_coor(nomb_noeud);
for (int i=1;i<=nomb_noeud;i++)
tab_coor(i) = tab_noeud(i)->Coord2();
curb_tdt(1) = courbure(tab_coor,aiB1,aiH1);
return curb_tdt;
};
// routine generale de calcul de la courbure
double Met_Pout2D::courbure(const Tableau<Coordonnee>& tab_coor,const CoordonneeB & aiB1,const CoordonneeH & )
{ // dans le cas de la poutre 2D, il n'y a qu'une seule courbure
double curb;
// calcul de la normale qui est normale à aiB1
Coordonnee N(2); N(1) = -aiB1(2);N(2) = aiB1(1); N.Normer ();
// calcul de la dérivée du vecteur aiB1
Coordonnee asiB1(2);
for (int a=1;a<= 2;a++)
{asiB1(a) = 0.;
for (int r=1;r<=tabD2phi->Taille();r++)
asiB1(a) += tab_coor(r)(a) * (*tabD2phi)(r);
};
// calcul de la courbure
curb = asiB1 * N;
return curb;
};
//--------------// calcul du tenseur de courbure et de sa variation
// plusieurs cas sont etudies suivant l'instant considere
// a l'instant t
void Met_Pout2D::Dcourbure_t(const Tableau<Noeud *>& tab_noeud,
Vecteur& curb,TabOper<Vecteur>& dcurb)
{ const CoordonneeB & aiB1 = (*aiB_t)(1); // pour simplifier
const CoordonneeH & aiH1 = (*aiH_t)(1); // pour simplifier
Tableau<Coordonnee> tab_coor(nomb_noeud);
for (int i=1;i<=nomb_noeud;i++)
tab_coor(i) = tab_noeud(i)->Coord1();
Dcourbure (tab_coor,aiB1,aiH1,*d_aiB_t,curb,dcurb);
};
// a l'instant tdt
void Met_Pout2D::Dcourbure_tdt(const Tableau<Noeud *>& tab_noeud,
Vecteur& curb,TabOper<Vecteur>& dcurb)
{ const CoordonneeB & aiB1 = (*aiB_tdt)(1); // pour simplifier
const CoordonneeH & aiH1 = (*aiH_tdt)(1); // pour simplifier
Tableau<Coordonnee> tab_coor(nomb_noeud);
for (int i=1;i<=nomb_noeud;i++)
tab_coor(i) = tab_noeud(i)->Coord2();
Dcourbure (tab_coor,aiB1,aiH1,*d_aiB_tdt,curb,dcurb);
};
// routine generale de calcul de la courbure et de sa variation
// en sortie : curb , la courbure b11
// dcurb , la variation de courbure.
void Met_Pout2D::Dcourbure (const Tableau<Coordonnee>& tab_coor,const CoordonneeB & aiB1
,const CoordonneeH & ,Tableau <BaseB>& DaiB
,Vecteur& curb,TabOper <Vecteur>& dcurb)
{ // dans le cas de la poutre 2D, il n'y a qu'une seule courbure
// calcul de la normale qui est normale à aiB1
Coordonnee N(2); N(1) = -aiB1(2);N(2) = aiB1(1); N.Normer ();
// calcul de la dérivée du vecteur aiB1
Coordonnee asiB1(2);
for (int a=1;a<= 2;a++)
{asiB1(a) = 0.;
for (int r=1;r<=tabD2phi->Taille();r++)
asiB1(a) += tab_coor(r)(a) * (*tabD2phi)(r);
};
// calcul de la courbure
curb(1) = asiB1 * N;
// maintenant le cas des variations
int nbddl = dim_base * nomb_noeud;
Coordonnee bidon(2) ; // pour le dimensionnement de dN et de dasiB1
TabOper <Coordonnee> dN(nbddl,bidon); // variation de la normale
TabOper <Coordonnee> dasiB1(nbddl,bidon) ;// " " de la dérivée du vecteur a1
// on fait une boucle sur les degrés de liberté
int indice;
// normalement dim_base = 2
for (int b = 1; b<= dim_base; b++)
for (int r = 1; r <= nomb_noeud; r++)
{ indice = (r-1)*dim_base + b;
dN(indice)(1) = -DaiB(indice)(1)(2);
dN(indice)(2) = DaiB(indice)(1)(1);
dasiB1(indice)(b) = (*tabD2phi)(r);
};
for (indice =1;indice <= nbddl;indice++)
dcurb(indice)(1) = dasiB1(indice) * N + asiB1 * dN(indice);
};
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