mtu/src/fem_element2.cpp

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//  MAGiC
//  Jean Christophe Cuilli�re et Vincent FRANCOIS
//  D�partement de G�nie M�canique - UQTR
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//  Le projet MAGIC est un projet de recherche du d�partement
//  de g�nie m�canique de l'Universit� du Qu�bec �
//  Trois Rivi�res
//  Les librairies ne peuvent �tre utilis�es sans l'accord
//  des auteurs (contact : francois@uqtr.ca)
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//       fem_triangle.cpp
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//  COPYRIGHT 2000
//  Version du 02/03/2006 � 11H22
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//------------------------------------------------------------


#include "gestionversion.h"
#include <math.h>
#include "fem_element2.h"
#include "fem_noeud.h"
#include "mg_element_maillage.h"
#include "ot_mathematique.h"

FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(unsigned long num,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(num,mai)
{
}
FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(unsigned long num,class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(num,topo)
{
}
FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(unsigned long num,class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(num,topo,mai)
{
}

FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(mai)
{
}
FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(topo)
{
}
FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(topo,mai)
{
}

FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(FEM_ELEMENT2& mdd):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(mdd)
{
}

int FEM_ELEMENT2::get_etat(void)
{
    return etat;  
}
void FEM_ELEMENT2::change_etat(int num)
{
    etat=num;  
}

FEM_ELEMENT2::~FEM_ELEMENT2()
{
}


void FEM_ELEMENT2::extrapoler_solution_noeud(void)
{
    int nb=get_nb_fem_noeud();
    for (int i=0;i<nb;i++)
        for (int j=0;j<MAX_TYPE_SOLUTION;j++)  
          get_fem_noeud(i)->change_solution(solution[j],j);
}

bool FEM_ELEMENT2::get_param_element_fini_2D(double *xyz,double *uv)
{
OT_MATRICE_3D mat;
OT_VECTEUR_3D vec;
uv[0]=0.;
uv[1]=0.;

int compteur=0;
int ok=0;

while (ok==0)
{
mat(0,0)=0.;mat(0,1)=0.;mat(0,2)=0.;
mat(1,0)=0.;mat(1,1)=0.;mat(1,2)=0.;
mat(2,0)=0.;mat(2,1)=0.;mat(2,2)=0.;
vec(0)=xyz[0];vec(1)=xyz[1];vec(2)=xyz[2];

for (int i=0;i<get_nb_fem_noeud();i++)
  {
  mat(0,0)=mat(0,0)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_x();
  mat(0,1)=mat(0,1)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,2,uv)*get_fem_noeud(i)->get_x();
  mat(1,0)=mat(1,0)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_y();
  mat(1,1)=mat(1,1)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,2,uv)*get_fem_noeud(i)->get_y();
  vec(0)=vec(0)-get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_x();
  vec(1)=vec(1)-get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_y();
  }
double det=mat(0,0)*mat(1,1)-mat(0,1)*mat(1,0);
if (fabs(det)<1e-12) return false;
double d1=(vec(0)*mat(1,1)-vec(1)*mat(0,1))/det;
double d2=(vec(1)*mat(0,0)-vec(0)*mat(1,0))/det;
compteur++;
if (compteur>100) return false;
if ((fabs(d1)<1e-8)&&(fabs(d2)<1e-8))  ok=1;
uv[0]=uv[0]+d1;
uv[1]=uv[1]+d2;
}
return true;
  
}


void FEM_ELEMENT2::get_interpolation_xyz(double* uv, double* xyz)
{
xyz[0]=0.;xyz[1]=0.;xyz[2]=0;
for (int i=0;i<get_nb_fem_noeud();i++)
  {
  xyz[0]=xyz[0]+get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_x();
  xyz[1]=xyz[1]+get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_y();
  xyz[2]=xyz[2]+get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_z();
  }
}

double FEM_ELEMENT2::get_jacobien(double* jac,double *uv,double unite)
{   
    int nb=get_nb_fem_noeud();
      
    OT_MATRICE_3D jacobien;
    for (int i=0;i<2;i++)
    {
     jacobien(i,0)=0.;jacobien(i,1)=0.;jacobien(i,2)=0.;
      for (int k=0;k<nb;k++)
          {
      double valderiv=get_fonction_derive_interpolation(k+1,i+1,uv);
      double *xyz=get_fem_noeud(k)->get_coord();
          jacobien(i,0)=jacobien(i,0)+valderiv*xyz[0]*unite;
          jacobien(i,1)=jacobien(i,1)+valderiv*xyz[1]*unite;
          jacobien(i,2)=jacobien(i,2)+valderiv*xyz[2]*unite;
          }
    }
    OT_VECTEUR_3D j1(jacobien(0,0),jacobien(0,1),jacobien(0,2));
    OT_VECTEUR_3D j2(jacobien(1,0),jacobien(1,1),jacobien(1,2));
    OT_VECTEUR_3D j3=j1&j2;
    j3.norme();
    jacobien(2,0)=j3(0);
    jacobien(2,1)=j3(1);
    jacobien(2,2)=j3(2);
    
    jac[0]=jacobien(0,0);
    jac[1]=jacobien(0,1);
    jac[2]=jacobien(0,2);
    
    jac[3]=jacobien(1,0);
    jac[4]=jacobien(1,1);
    jac[5]=jacobien(1,2);
    
    jac[6]=jacobien(2,0);
    jac[7]=jacobien(2,1);
    jac[8]=jacobien(2,2);
    
    double det=jacobien.get_determinant();
    return det;
}

void FEM_ELEMENT2::get_inverse_jacob(double* j,double *uv,double unite)
{
    double jac[9];
    get_jacobien(jac,uv,unite);
    OT_MATRICE_3D J;
    J(0,0)=jac[0];
    J(0,1)=jac[1];
    J(0,2)=jac[2];
    J(1,0)=jac[3];
    J(1,1)=jac[4];
    J(1,2)=jac[5];
    J(2,0)=jac[6];
    J(2,1)=jac[7];
    J(2,2)=jac[8];
    OT_MATRICE_3D j_i=J.inverse();
  
    
    j[0]=j_i(0,0);
    j[1]=j_i(0,1);
    j[2]=j_i(0,2);
    
    j[3]=j_i(1,0);
    j[4]=j_i(1,1);
    j[5]=j_i(1,2);
    
    j[6]=j_i(2,0);
    j[7]=j_i(2,1);
    j[8]=j_i(2,2);
}
Revision:	1104
Committed:	Fri Sep 16 19:46:33 2022 UTC (2 years, 8 months ago) by francois
Original Path:	*magic/lib/geometrie/src/fem_element2.cpp*
File size:	5580 byte(s)
Log Message:	Generalisation du calcul du Jacobien en 2D et 3D
#	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			// fem_triangle.cpp
16			//
17			//------------------------------------------------------------
18			//------------------------------------------------------------
19			// COPYRIGHT 2000
20			// Version du 02/03/2006 � 11H22
21			//------------------------------------------------------------
22			//------------------------------------------------------------
23
24
25			#include "gestionversion.h"
26			#include <math.h>
27	francois	309	#include "fem_element2.h"
28	francois	283	#include "fem_noeud.h"
29			#include "mg_element_maillage.h"
30	francois	628	#include "ot_mathematique.h"
31	francois	283
32	francois	309	FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(unsigned long num,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(num,mai)
33	francois	283	{
34			}
35	francois	378	FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(unsigned long num,class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(num,topo)
36			{
37			}
38			FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(unsigned long num,class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(num,topo,mai)
39			{
40			}
41	francois	283
42	francois	309	FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(mai)
43	francois	283	{
44			}
45	francois	378	FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(topo)
46			{
47			}
48			FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(class MG_ELEMENT_TOPOLOGIQUE* topo,class MG_ELEMENT_MAILLAGE* mai):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(topo,mai)
49			{
50			}
51	francois	283
52	francois	309	FEM_ELEMENT2::FEM_ELEMENT2(FEM_ELEMENT2& mdd):FEM_ELEMENT_MAILLAGE(mdd)
53	francois	283	{
54			}
55
56	gervaislavoie	385	int FEM_ELEMENT2::get_etat(void)
57			{
58			return etat;
59			}
60			void FEM_ELEMENT2::change_etat(int num)
61			{
62			etat=num;
63			}
64	francois	283
65	francois	309	FEM_ELEMENT2::~FEM_ELEMENT2()
66	francois	283	{
67			}
68
69
70	francois	309	void FEM_ELEMENT2::extrapoler_solution_noeud(void)
71	francois	283	{
72			int nb=get_nb_fem_noeud();
73			for (int i=0;i<nb;i++)
74	francois	377	for (int j=0;j<MAX_TYPE_SOLUTION;j++)
75	francois	375	get_fem_noeud(i)->change_solution(solution[j],j);
76	francois	283	}
77
78	francois	628	bool FEM_ELEMENT2::get_param_element_fini_2D(double xyz,double uv)
79			{
80			OT_MATRICE_3D mat;
81			OT_VECTEUR_3D vec;
82			uv[0]=0.;
83			uv[1]=0.;
84	francois	283
85	francois	628	int compteur=0;
86			int ok=0;
87
88			while (ok==0)
89			{
90			mat(0,0)=0.;mat(0,1)=0.;mat(0,2)=0.;
91			mat(1,0)=0.;mat(1,1)=0.;mat(1,2)=0.;
92			mat(2,0)=0.;mat(2,1)=0.;mat(2,2)=0.;
93			vec(0)=xyz[0];vec(1)=xyz[1];vec(2)=xyz[2];
94
95			for (int i=0;i<get_nb_fem_noeud();i++)
96			{
97			mat(0,0)=mat(0,0)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_x();
98			mat(0,1)=mat(0,1)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,2,uv)*get_fem_noeud(i)->get_x();
99			mat(1,0)=mat(1,0)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_y();
100			mat(1,1)=mat(1,1)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,2,uv)*get_fem_noeud(i)->get_y();
101			vec(0)=vec(0)-get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_x();
102			vec(1)=vec(1)-get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_y();
103			}
104			double det=mat(0,0)mat(1,1)-mat(0,1)mat(1,0);
105			if (fabs(det)<1e-12) return false;
106			double d1=(vec(0)mat(1,1)-vec(1)mat(0,1))/det;
107			double d2=(vec(1)mat(0,0)-vec(0)mat(1,0))/det;
108			compteur++;
109			if (compteur>100) return false;
110			if ((fabs(d1)<1e-8)&&(fabs(d2)<1e-8)) ok=1;
111			uv[0]=uv[0]+d1;
112			uv[1]=uv[1]+d2;
113			}
114			return true;
115
116			}
117
118
119			void FEM_ELEMENT2::get_interpolation_xyz(double* uv, double* xyz)
120			{
121			xyz[0]=0.;xyz[1]=0.;xyz[2]=0;
122			for (int i=0;i<get_nb_fem_noeud();i++)
123			{
124			xyz[0]=xyz[0]+get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_x();
125			xyz[1]=xyz[1]+get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_y();
126			xyz[2]=xyz[2]+get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_z();
127			}
128			}
129
130	francois	1104	double FEM_ELEMENT2::get_jacobien(double* jac,double *uv,double unite)
131			{
132			int nb=get_nb_fem_noeud();
133
134			OT_MATRICE_3D jacobien;
135			for (int i=0;i<2;i++)
136			{
137			jacobien(i,0)=0.;jacobien(i,1)=0.;jacobien(i,2)=0.;
138			for (int k=0;k<nb;k++)
139			{
140			double valderiv=get_fonction_derive_interpolation(k+1,i+1,uv);
141			double *xyz=get_fem_noeud(k)->get_coord();
142			jacobien(i,0)=jacobien(i,0)+valderivxyz[0]unite;
143			jacobien(i,1)=jacobien(i,1)+valderivxyz[1]unite;
144			jacobien(i,2)=jacobien(i,2)+valderivxyz[2]unite;
145			}
146			}
147			OT_VECTEUR_3D j1(jacobien(0,0),jacobien(0,1),jacobien(0,2));
148			OT_VECTEUR_3D j2(jacobien(1,0),jacobien(1,1),jacobien(1,2));
149			OT_VECTEUR_3D j3=j1&j2;
150			j3.norme();
151			jacobien(2,0)=j3(0);
152			jacobien(2,1)=j3(1);
153			jacobien(2,2)=j3(2);
154
155			jac[0]=jacobien(0,0);
156			jac[1]=jacobien(0,1);
157			jac[2]=jacobien(0,2);
158
159			jac[3]=jacobien(1,0);
160			jac[4]=jacobien(1,1);
161			jac[5]=jacobien(1,2);
162
163			jac[6]=jacobien(2,0);
164			jac[7]=jacobien(2,1);
165			jac[8]=jacobien(2,2);
166
167			double det=jacobien.get_determinant();
168			return det;
169			}
170
171			void FEM_ELEMENT2::get_inverse_jacob(double* j,double *uv,double unite)
172			{
173			double jac[9];
174			get_jacobien(jac,uv,unite);
175			OT_MATRICE_3D J;
176			J(0,0)=jac[0];
177			J(0,1)=jac[1];
178			J(0,2)=jac[2];
179			J(1,0)=jac[3];
180			J(1,1)=jac[4];
181			J(1,2)=jac[5];
182			J(2,0)=jac[6];
183			J(2,1)=jac[7];
184			J(2,2)=jac[8];
185			OT_MATRICE_3D j_i=J.inverse();
186
187
188			j[0]=j_i(0,0);
189			j[1]=j_i(0,1);
190			j[2]=j_i(0,2);
191
192			j[3]=j_i(1,0);
193			j[4]=j_i(1,1);
194			j[5]=j_i(1,2);
195
196			j[6]=j_i(2,0);
197			j[7]=j_i(2,1);
198			j[8]=j_i(2,2);
199			}