fem_element2.cpp

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//####//  MAGiC
//####//  Jean Christophe Cuilliere et Vincent FRANCOIS
//####//  Departement de Genie Mecanique - UQTR
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//####//  MAGIC est un projet de recherche de l equipe ERICCA
//####//  du departement de genie mecanique de l Universite du Quebec a Trois Rivieres
//####//  http://www.uqtr.ca/ericca
//####//  http://www.uqtr.ca/
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//####//       fem_element2.cpp
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//####//    COPYRIGHT 2000-2024
//####//  jeu 13 jun 2024 11:58:54 EDT
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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();
  mat(2,0)=mat(2,0)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_z();
  mat(2,1)=mat(2,1)+get_fonction_derive_interpolation(i+1,2,uv)*get_fem_noeud(i)->get_z();
  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();
  vec(2)=vec(2)-get_fonction_interpolation(i+1,uv)*get_fem_noeud(i)->get_z();
  }
OT_VECTEUR_3D vtmp1(mat(0,0),mat(1,0),mat(2,0));
OT_VECTEUR_3D vtmp2(mat(0,1),mat(1,1),mat(2,1));
OT_VECTEUR_3D vtmp3=vtmp1&vtmp2;
mat(0,2)=vtmp3.get_x();
mat(1,2)=vtmp3.get_y();
mat(2,2)=vtmp3.get_z();
double det=mat.get_determinant();
if (fabs(det)<1e-12) return false;
 
OT_MATRICE_3D mat1(vec,vtmp2,vtmp3);
OT_MATRICE_3D mat2(vtmp1,vec,vtmp3);
double d1=mat1.get_determinant()/det;
double d2=mat2.get_determinant()/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);
}