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root/REPOS_ERICCA/magic/lib/geometrie/src/fem_tetra10.cpp
Revision: 757
Committed: Fri Nov 6 13:42:55 2015 UTC (9 years, 6 months ago) by francois
File size: 17067 byte(s)
Log Message:
Possibilite de calculer les comtraintes et les deformations aux points de gauss
Tester en elasticite volumique

File Contents

# User Rev Content
1 francois 283 //------------------------------------------------------------
2     //------------------------------------------------------------
3     // MAGiC
4     // Jean Christophe Cuilli�re et Vincent FRANCOIS
5     // D�partement de G�nie M�canique - UQTR
6     //------------------------------------------------------------
7     // Le projet MAGIC est un projet de recherche du d�partement
8     // de g�nie m�canique de l'Universit� du Qu�bec �
9     // Trois Rivi�res
10     // Les librairies ne peuvent �tre utilis�es sans l'accord
11     // des auteurs (contact : francois@uqtr.ca)
12     //------------------------------------------------------------
13     //------------------------------------------------------------
14     //
15 francois 309 // fem_element310.cpp
16 francois 283 //
17     //------------------------------------------------------------
18     //------------------------------------------------------------
19     // COPYRIGHT 2000
20     // Version du 02/03/2006 � 11H22
21     //------------------------------------------------------------
22     //------------------------------------------------------------
23    
24    
25     #include "gestionversion.h"
26     #include "fem_tetra10.h"
27     #include "fem_noeud.h"
28     #include "mg_element_maillage.h"
29     #include "fem_maillage.h"
30 francois 754 #include "ot_quadrature_gauss.h"
31 francois 283
32    
33 francois 309 FEM_TETRA10::FEM_TETRA10(unsigned long num,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai,class FEM_NOEUD** tabnoeud):FEM_ELEMENT3(num,mai),FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>(tabnoeud)
34 francois 283 {
35     if (liaison_topologique!=NULL) if (liaison_topologique->get_dimension()==3) liaison_topologique->get_lien_fem_maillage()->ajouter(this);
36 francois 309 tab[0]->get_lien_element3()->ajouter(this);
37     tab[1]->get_lien_element3()->ajouter(this);
38     tab[2]->get_lien_element3()->ajouter(this);
39     tab[3]->get_lien_element3()->ajouter(this);
40     tab[4]->get_lien_element3()->ajouter(this);
41     tab[5]->get_lien_element3()->ajouter(this);
42     tab[6]->get_lien_element3()->ajouter(this);
43     tab[7]->get_lien_element3()->ajouter(this);
44     tab[8]->get_lien_element3()->ajouter(this);
45     tab[9]->get_lien_element3()->ajouter(this);
46     get_fem_noeudpetitid()->get_lien_petit_element3()->ajouter(this);
47 francois 283 }
48    
49 francois 309 FEM_TETRA10::FEM_TETRA10(class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai,FEM_NOEUD** tabnoeud):FEM_ELEMENT3(mai),FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>(tabnoeud)
50 francois 283 {
51     if (liaison_topologique!=NULL) if (liaison_topologique->get_dimension()==3) liaison_topologique->get_lien_fem_maillage()->ajouter(this);
52 francois 309 tab[0]->get_lien_element3()->ajouter(this);
53     tab[1]->get_lien_element3()->ajouter(this);
54     tab[2]->get_lien_element3()->ajouter(this);
55     tab[3]->get_lien_element3()->ajouter(this);
56     tab[4]->get_lien_element3()->ajouter(this);
57     tab[5]->get_lien_element3()->ajouter(this);
58     tab[6]->get_lien_element3()->ajouter(this);
59     tab[7]->get_lien_element3()->ajouter(this);
60     tab[8]->get_lien_element3()->ajouter(this);
61     tab[9]->get_lien_element3()->ajouter(this);
62     get_fem_noeudpetitid()->get_lien_petit_element3()->ajouter(this);
63 francois 283 }
64 francois 378 FEM_TETRA10::FEM_TETRA10(unsigned long num,class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo,class FEM_NOEUD** tabnoeud):FEM_ELEMENT3(num,topo),FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>(tabnoeud)
65     {
66     if (liaison_topologique!=NULL) if (liaison_topologique->get_dimension()==3) liaison_topologique->get_lien_fem_maillage()->ajouter(this);
67     tab[0]->get_lien_element3()->ajouter(this);
68     tab[1]->get_lien_element3()->ajouter(this);
69     tab[2]->get_lien_element3()->ajouter(this);
70     tab[3]->get_lien_element3()->ajouter(this);
71     tab[4]->get_lien_element3()->ajouter(this);
72     tab[5]->get_lien_element3()->ajouter(this);
73     tab[6]->get_lien_element3()->ajouter(this);
74     tab[7]->get_lien_element3()->ajouter(this);
75     tab[8]->get_lien_element3()->ajouter(this);
76     tab[9]->get_lien_element3()->ajouter(this);
77     get_fem_noeudpetitid()->get_lien_petit_element3()->ajouter(this);
78     }
79 francois 283
80 francois 378 FEM_TETRA10::FEM_TETRA10(class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo,FEM_NOEUD** tabnoeud):FEM_ELEMENT3(topo),FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>(tabnoeud)
81     {
82     if (liaison_topologique!=NULL) if (liaison_topologique->get_dimension()==3) liaison_topologique->get_lien_fem_maillage()->ajouter(this);
83     tab[0]->get_lien_element3()->ajouter(this);
84     tab[1]->get_lien_element3()->ajouter(this);
85     tab[2]->get_lien_element3()->ajouter(this);
86     tab[3]->get_lien_element3()->ajouter(this);
87     tab[4]->get_lien_element3()->ajouter(this);
88     tab[5]->get_lien_element3()->ajouter(this);
89     tab[6]->get_lien_element3()->ajouter(this);
90     tab[7]->get_lien_element3()->ajouter(this);
91     tab[8]->get_lien_element3()->ajouter(this);
92     tab[9]->get_lien_element3()->ajouter(this);
93     get_fem_noeudpetitid()->get_lien_petit_element3()->ajouter(this);
94     }
95     FEM_TETRA10::FEM_TETRA10(unsigned long num,class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai,class FEM_NOEUD** tabnoeud):FEM_ELEMENT3(num,topo,mai),FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>(tabnoeud)
96     {
97     if (liaison_topologique!=NULL) if (liaison_topologique->get_dimension()==3) liaison_topologique->get_lien_fem_maillage()->ajouter(this);
98     tab[0]->get_lien_element3()->ajouter(this);
99     tab[1]->get_lien_element3()->ajouter(this);
100     tab[2]->get_lien_element3()->ajouter(this);
101     tab[3]->get_lien_element3()->ajouter(this);
102     tab[4]->get_lien_element3()->ajouter(this);
103     tab[5]->get_lien_element3()->ajouter(this);
104     tab[6]->get_lien_element3()->ajouter(this);
105     tab[7]->get_lien_element3()->ajouter(this);
106     tab[8]->get_lien_element3()->ajouter(this);
107     tab[9]->get_lien_element3()->ajouter(this);
108     get_fem_noeudpetitid()->get_lien_petit_element3()->ajouter(this);
109     }
110    
111     FEM_TETRA10::FEM_TETRA10(class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai,FEM_NOEUD** tabnoeud):FEM_ELEMENT3(topo,mai),FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>(tabnoeud)
112     {
113     if (liaison_topologique!=NULL) if (liaison_topologique->get_dimension()==3) liaison_topologique->get_lien_fem_maillage()->ajouter(this);
114     tab[0]->get_lien_element3()->ajouter(this);
115     tab[1]->get_lien_element3()->ajouter(this);
116     tab[2]->get_lien_element3()->ajouter(this);
117     tab[3]->get_lien_element3()->ajouter(this);
118     tab[4]->get_lien_element3()->ajouter(this);
119     tab[5]->get_lien_element3()->ajouter(this);
120     tab[6]->get_lien_element3()->ajouter(this);
121     tab[7]->get_lien_element3()->ajouter(this);
122     tab[8]->get_lien_element3()->ajouter(this);
123     tab[9]->get_lien_element3()->ajouter(this);
124     get_fem_noeudpetitid()->get_lien_petit_element3()->ajouter(this);
125     }
126    
127    
128    
129    
130    
131    
132    
133 francois 309 FEM_TETRA10::FEM_TETRA10(FEM_TETRA10& mdd):FEM_ELEMENT3(mdd),FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>(mdd)
134 francois 283 {
135     if (liaison_topologique!=NULL) if (liaison_topologique->get_dimension()==3) liaison_topologique->get_lien_fem_maillage()->ajouter(this);
136 francois 309 tab[0]->get_lien_element3()->ajouter(this);
137     tab[1]->get_lien_element3()->ajouter(this);
138     tab[2]->get_lien_element3()->ajouter(this);
139     tab[3]->get_lien_element3()->ajouter(this);
140     tab[4]->get_lien_element3()->ajouter(this);
141     tab[5]->get_lien_element3()->ajouter(this);
142     tab[6]->get_lien_element3()->ajouter(this);
143     tab[7]->get_lien_element3()->ajouter(this);
144     tab[8]->get_lien_element3()->ajouter(this);
145     tab[9]->get_lien_element3()->ajouter(this);
146     get_fem_noeudpetitid()->get_lien_petit_element3()->ajouter(this);
147 francois 283 }
148     FEM_TETRA10::~FEM_TETRA10()
149     {
150 francois 663 if (liaison_topologique!=NULL)
151     if (liaison_topologique->get_dimension()==0) liaison_topologique->get_lien_fem_maillage()->supprimer(this);
152 francois 309 tab[0]->get_lien_element3()->supprimer(this);
153     tab[1]->get_lien_element3()->supprimer(this);
154     tab[2]->get_lien_element3()->supprimer(this);
155     tab[3]->get_lien_element3()->supprimer(this);
156     tab[4]->get_lien_element3()->supprimer(this);
157     tab[5]->get_lien_element3()->supprimer(this);
158     tab[6]->get_lien_element3()->supprimer(this);
159     tab[7]->get_lien_element3()->supprimer(this);
160     tab[8]->get_lien_element3()->supprimer(this);
161     tab[9]->get_lien_element3()->supprimer(this);
162     get_fem_noeudpetitid()->get_lien_petit_element3()->supprimer(this);
163 francois 283 }
164    
165     FEM_ELEMENT_MAILLAGE* FEM_TETRA10::dupliquer(FEM_MAILLAGE *femmai,long decalage)
166     {
167     FEM_NOEUD* tabnoeud[10];
168     tabnoeud[0]=femmai->get_fem_noeudid(tab[0]->get_id()+decalage);
169     tabnoeud[1]=femmai->get_fem_noeudid(tab[1]->get_id()+decalage);
170     tabnoeud[2]=femmai->get_fem_noeudid(tab[2]->get_id()+decalage);
171     tabnoeud[3]=femmai->get_fem_noeudid(tab[3]->get_id()+decalage);
172     tabnoeud[4]=femmai->get_fem_noeudid(tab[4]->get_id()+decalage);
173     tabnoeud[5]=femmai->get_fem_noeudid(tab[5]->get_id()+decalage);
174     tabnoeud[6]=femmai->get_fem_noeudid(tab[6]->get_id()+decalage);
175     tabnoeud[7]=femmai->get_fem_noeudid(tab[7]->get_id()+decalage);
176     tabnoeud[8]=femmai->get_fem_noeudid(tab[8]->get_id()+decalage);
177     tabnoeud[9]=femmai->get_fem_noeudid(tab[9]->get_id()+decalage);
178     FEM_TETRA10* tet=new FEM_TETRA10(get_id()+decalage,maillage,tabnoeud);
179 francois 309 femmai->ajouter_fem_element3(tet);
180 francois 283 return tet;
181     }
182    
183    
184 francois 684 void FEM_TETRA10::reinit_boite_3D(void)
185     {
186     FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>::reinit_boite_3D();
187     }
188 francois 283
189    
190     int FEM_TETRA10::get_type_entite(void)
191     {
192     return IDFEM_TETRA10;
193     }
194    
195     int FEM_TETRA10::get_dimension(void)
196     {
197     return 3;
198     }
199    
200    
201     int FEM_TETRA10::get_nb_fem_noeud(void)
202     {
203     return FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>::get_nb_fem_noeud();
204     }
205    
206     FEM_NOEUD* FEM_TETRA10::get_fem_noeud(int num)
207     {
208     return FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>::get_fem_noeud(num);
209     }
210    
211     void FEM_TETRA10::change_noeud(int num,FEM_NOEUD* noeud)
212     {
213     FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>::change_noeud(num,noeud);
214     }
215    
216     BOITE_3D& FEM_TETRA10::get_boite_3D(void)
217     {
218     return FEM_TEMPLATE_ELEMENT<10>::get_boite_3D();
219     }
220    
221    
222 francois 637 int FEM_TETRA10::get_nb_pt_gauss(int degre)
223     {
224 francois 754 return OT_POINTS_GAUSS::get_nb_point_tetra(degre);
225 francois 637 }
226     void FEM_TETRA10::get_pt_gauss(int degre,int num,double &w,double *uvw)
227     {
228 francois 754 return OT_POINTS_GAUSS::get_pt_gauss_tet(degre,num,w,uvw);
229 francois 637 }
230 francois 283
231 francois 757 int FEM_TETRA10::get_degre_gauss(int num)
232     {
233     return OT_POINTS_GAUSS::get_degre_gauss_tetra(num);
234     }
235 francois 637
236 francois 638 int FEM_TETRA10::get_nb_fonction_interpolation(void)
237 francois 283 {
238     return 10;
239     }
240    
241 francois 638 int FEM_TETRA10::get_degremax_fonction_interpolation(void)
242     {
243     return 2;
244     }
245 francois 283 double FEM_TETRA10::get_fonction_interpolation(int num,double* uv)
246     {
247     double val;
248     double landa=1-uv[0]-uv[1]-uv[2];
249     switch (num)
250     {
251     case 1:
252     val=-landa*(1-2*landa);
253     break;
254     case 2:
255     val=4*uv[0]*landa;
256     break;
257     case 3:
258     val=-uv[0]*(1-2*uv[0]);
259     break;
260     case 4:
261     val=4*uv[0]*uv[1];
262     break;
263     case 5:
264     val=-uv[1]*(1-2*uv[1]);
265     break;
266     case 6:
267     val=4*uv[1]*landa;
268     break;
269     case 7:
270     val=4*uv[2]*landa;
271     break;
272     case 8:
273     val=4*uv[0]*uv[2];
274     break;
275     case 9:
276     val=4*uv[1]*uv[2];
277     break;
278     case 10:
279     val=-uv[2]*(1-2*uv[2]);
280     break;
281     }
282     return val;
283     }
284    
285     double FEM_TETRA10::get_fonction_derive_interpolation(int num,int num_variable,double* uv)
286     {
287     double val;
288     double landa=1-uv[0]-uv[1]-uv[2];
289     switch (num)
290     {
291     case 1:
292     switch (num_variable)
293     {
294     case 1:
295     val=1-4*landa;
296     break;
297     case 2:
298     val=1-4*landa;
299     break;
300     case 3:
301     val=1-4*landa;
302     break;
303     } break;
304     case 2:
305     switch (num_variable)
306     {
307     case 1:
308     val=4*(landa-uv[0]);
309     break;
310     case 2:
311     val=-4*uv[0];
312     break;
313     case 3:
314     val=-4*uv[0];
315     break;
316     }break;
317     case 3:
318     switch (num_variable)
319     {
320     case 1:
321     val=-1+4*uv[0];
322     break;
323     case 2:
324     val=0.;
325     break;
326     case 3:
327     val=0.;
328     break;
329     }break;
330     case 4:
331     switch (num_variable)
332     {
333     case 1:
334     val=4*uv[1];
335     break;
336     case 2:
337     val=4*uv[0];
338     break;
339     case 3:
340     val=0.;
341     break;
342     }break;
343     case 5:
344     switch (num_variable)
345     {
346     case 1:
347     val=0.;
348     break;
349     case 2:
350     val=-1+4*uv[1];
351     break;
352     case 3:
353     val=0.;
354     break;
355     }break;
356     case 6:
357     switch (num_variable)
358     {
359     case 1:
360     val=-4*uv[1];
361     break;
362     case 2:
363     val=4*(landa-uv[1]);
364     break;
365     case 3:
366     val=-4*uv[1];
367     break;
368     }break;
369     case 7:
370     switch (num_variable)
371     {
372     case 1:
373     val=-4*uv[2];
374     break;
375     case 2:
376     val=-4*uv[2];
377     break;
378     case 3:
379     val=4*(landa-uv[2]);
380     break;
381     }break;
382     case 8:
383     switch (num_variable)
384     {
385     case 1:
386     val=4*uv[2];
387     break;
388     case 2:
389     val=0;
390     break;
391     case 3:
392     val=4*uv[0];
393     break;
394     }break;
395     case 9:
396     switch (num_variable)
397     {
398     case 1:
399     val=0.;
400     break;
401     case 2:
402     val=4*uv[2];
403     break;
404     case 3:
405     val=4*uv[1];
406     break;
407     }break;
408     case 10:
409     switch (num_variable)
410     {
411     case 1:
412     val=0.;
413     break;
414     case 2:
415     val=0.;
416     break;
417     case 3:
418     val=-1+4*uv[2];
419     break;
420     }break;
421     }
422     return val;
423    
424     }
425    
426     double FEM_TETRA10::get_jacobien(double* jac,double *uv,int& lig,int& col,double unite)
427     {
428     lig=3;
429     col=3;
430    
431    
432 francois 638 double nb_fct_int=this->get_nb_fonction_interpolation();
433 francois 283
434     double xyz[30];
435    
436     int nb_nd=get_nb_fem_noeud();
437    
438     for (int i=0;i<nb_nd;i++)
439     {
440     FEM_NOEUD* fmnd=get_fem_noeud(i);
441     double *xyz1=fmnd->get_coord();
442    
443     xyz[3*i]=unite*xyz1[0];
444     xyz[3*i+1]=unite*xyz1[1];
445     xyz[3*i+2]=unite*xyz1[2];
446    
447     }
448    
449     for (int i=0;i<lig;i++)
450     {
451     for (int j=0;j<col;j++)
452     {
453     jac[i*col+j]=0.0;
454     for (int k=0;k<nb_fct_int;k++)
455     {
456     double NDERI=this->get_fonction_derive_interpolation(k+1,i+1,uv);
457    
458     jac[i*col+j]+=NDERI*xyz[3*k+j];
459     }
460     }
461     }
462    
463     double SIX_V= jac[0]*(jac[4]*jac[8]-jac[7]*jac[5])+jac[1]*(jac[5]*jac[6]-jac[8]*jac[3])+jac[2]*(jac[3]*jac[7]-jac[6]*jac[4]);
464    
465     return SIX_V;
466    
467     }
468    
469    
470     void FEM_TETRA10::get_inverse_jacob(double* j,double *uv,double unite)
471     {
472     double jac[9];
473     int lig,col;
474     double detj=this->get_jacobien(jac,uv,lig,col,unite);
475    
476    
477     j[0*3+0] = (jac[1*3+1]*jac[2*3+2]-jac[1*3+2]*jac[2*3+1])/(detj);
478     j[0*3+1] = -(jac[0*3+1]*jac[2*3+2]-jac[0*3+2]*jac[2*3+1])/(detj);
479     j[0*3+2] =-(-jac[0*3+1]*jac[1*3+2]+jac[0*3+2]*jac[1*3+1])/(detj);
480    
481     j[1*3+0] = -(jac[1*3+0]*jac[2*3+2]-jac[1*3+2]*jac[2*3+0])/(detj);
482     j[1*3+1] = (jac[0*3+0]*jac[2*3+2]-jac[0*3+2]*jac[2*3+0])/(detj);
483     j[1*3+2] = -(jac[0*3+0]*jac[1*3+2]-jac[0*3+2]*jac[1*3+0])/(detj);
484    
485     j[2*3+0] =-(-jac[1*3+0]*jac[2*3+1]+jac[1*3+1]*jac[2*3+0])/(detj);
486     j[2*3+1] = -(jac[0*3+0]*jac[2*3+1]-jac[0*3+1]*jac[2*3+0])/(detj);
487     j[2*3+2] = (jac[0*3+0]*jac[1*3+1]-jac[0*3+1]*jac[1*3+0])/(detj);
488    
489    
490     }
491    
492 francois 635 bool FEM_TETRA10::valide_parametre_EF(double* uvw)
493     {
494     if (uvw[0]>=-1e-10)
495     if (uvw[1]>=-1e-10)
496     if (uvw[2]>=-1e-10)
497     if (uvw[0]+uvw[1]+uvw[2]<=1.+1e-10)
498     return true;
499     return false;
500     }
501 francois 283
502    
503     void FEM_TETRA10::enregistrer(std::ostream& o)
504     {
505 francois 378 if (maillage!=NULL)
506     if (get_lien_topologie()!=NULL) o << "%" << get_id() << "=FEM_TETRA10($"<< get_lien_topologie()->get_id() << ",$" << maillage->get_id() << ",$" << tab[0]->get_id() << ",$" << tab[1]->get_id() << ",$" << tab[2]->get_id() << ",$" << tab[3]->get_id() << ",$" << tab[4]->get_id() << ",$" << tab[5]->get_id() << ",$" << tab[6]->get_id() << ",$" << tab[7]->get_id() << ",$" << tab[8]->get_id() << ",$" << tab[9]->get_id()<< ");" << std::endl;
507     else o << "%" << get_id() << "=FEM_TETRA10(NULL,$" << maillage->get_id() << ",$" << tab[0]->get_id() << ",$" << tab[1]->get_id() << ",$" << tab[2]->get_id() << ",$" << tab[3]->get_id() << ",$" << tab[4]->get_id() << ",$" << tab[5]->get_id() << ",$" << tab[6]->get_id() << ",$" << tab[7]->get_id() << ",$" << tab[8]->get_id() << ",$" << tab[9]->get_id() << ");" << std::endl;
508     else
509     if (get_lien_topologie()!=NULL) o << "%" << get_id() << "=FEM_TETRA10($"<< get_lien_topologie()->get_id() << ",NULL,$" << tab[0]->get_id() << ",$" << tab[1]->get_id() << ",$" << tab[2]->get_id() << ",$" << tab[3]->get_id() << ",$" << tab[4]->get_id() << ",$" << tab[5]->get_id() << ",$" << tab[6]->get_id() << ",$" << tab[7]->get_id() << ",$" << tab[8]->get_id() << ",$" << tab[9]->get_id()<< ");" << std::endl;
510     else o << "%" << get_id() << "=FEM_TETRA10(NULL,NULL,$" << tab[0]->get_id() << ",$" << tab[1]->get_id() << ",$" << tab[2]->get_id() << ",$" << tab[3]->get_id() << ",$" << tab[4]->get_id() << ",$" << tab[5]->get_id() << ",$" << tab[6]->get_id() << ",$" << tab[7]->get_id() << ",$" << tab[8]->get_id() << ",$" << tab[9]->get_id() << ");" << std::endl;
511    
512 francois 283 }
513 francois 405
514    
515 francois 406 int FEM_TETRA10::verifie_validite_decoupage_xfem(double *vol)
516 francois 405 {
517    
518     }