inplanej.h

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/* $Header: /var/cvs/mbdyn/mbdyn/mbdyn-1.0/mbdyn/struct/inplanej.h,v 1.26 2017/01/12 14:46:43 masarati Exp $ */
/* 
 * MBDyn (C) is a multibody analysis code. 
 * http://www.mbdyn.org
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 * Pierangelo Masarati  <masarati@aero.polimi.it>
 * Paolo Mantegazza     <mantegazza@aero.polimi.it>
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 * Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale - Politecnico di Milano
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 * http://www.aero.polimi.it
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 * along with this program; if not, write to the Free Software
 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 */

/* Vincolo di giacitura in un piano */

#ifndef INPLANEJ_H
#define INPLANEJ_H

#include "joint.h"

/* InPlaneJoint - begin */

/* Vincolo di giacenza in un piano:
 * si impone che il corpo b giaccia in un piano solidale al corpo a, 
 * definito dalla posizione di un punto p
 * e da una direzione a partire da tale punto, v.
 * La reazione vincolare e' una forza di modulo F e direzione v 
 * applicata nel punto di contatto. Quindi per ipotesi la forza e' applicata
 * al sorpo b e non da' momento su di esso, mentre e' applicata nel punto 
 * di contatto al corpo a e da' un momento pari alla distanza tra il punto
 * di contatto ed il corpo a moltiplicato per la forza.
 */

class InPlaneJoint : virtual public Elem, public Joint {
 private:
   const StructNode* pNode1;
   const StructNode* pNode2;
   
   const Vec3 v;
   const Vec3 p;
   
   doublereal dF;
   
 public:
   /* Costruttore non banale */
   InPlaneJoint(unsigned int uL, const DofOwner* pDO,
                const StructNode* pN1, const StructNode* pN2, 
                const Vec3& vTmp, const Vec3& pTmp, flag fOut);
   
   ~InPlaneJoint(void);

   /* Tipo di joint */
   virtual Joint::Type GetJointType(void) const {
      return INPLANE;
   };

   /* Contributo al file di restart */
   virtual std::ostream& Restart(std::ostream& out) const;

   virtual unsigned int iGetNumDof(void) const { 
      return 1;
   };
   
#ifdef DEBUG
   virtual DofOrder::Order GetDofType(unsigned int i) const
#else
   virtual DofOrder::Order GetDofType(unsigned int /* i */ ) const
#endif
   {
      ASSERT(i == 0);
      return DofOrder::ALGEBRAIC;
   };
   
   virtual void WorkSpaceDim(integer* piNumRows, integer* piNumCols) const { 
      *piNumRows = 13; 
      *piNumCols = 13; 
   };
   
   VariableSubMatrixHandler& AssJac(VariableSubMatrixHandler& WorkMat,
                                    doublereal dCoef,
                                    const VectorHandler& XCurr, 
                                    const VectorHandler& XPrimeCurr);
   SubVectorHandler& AssRes(SubVectorHandler& WorkVec,
                            doublereal dCoef,
                            const VectorHandler& XCurr, 
                            const VectorHandler& XPrimeCurr);
   
   virtual void Output(OutputHandler& OH) const;

   
   /* funzioni usate nell'assemblaggio iniziale */
   
   virtual unsigned int iGetInitialNumDof(void) const { return 2; };
   virtual void InitialWorkSpaceDim(integer* piNumRows,
                                    integer* piNumCols) const 
     { *piNumRows = 26; *piNumCols = 26; };
   
   /* Contributo allo jacobiano durante l'assemblaggio iniziale */
   VariableSubMatrixHandler& InitialAssJac(VariableSubMatrixHandler& WorkMat,
                                           const VectorHandler& XCurr);
   
   /* Contributo al residuo durante l'assemblaggio iniziale */   
   SubVectorHandler& InitialAssRes(SubVectorHandler& WorkVec,
                                   const VectorHandler& XCurr);
   
   /* Setta il valore iniziale delle proprie variabili */
   virtual void SetInitialValue(VectorHandler& X);

#ifdef DEBUG
   virtual const char* sClassName(void) const { return "InPlaneJoint"; };
#endif   

   /* *******PER IL SOLUTORE PARALLELO******** */        
   /* Fornisce il tipo e la label dei nodi che sono connessi all'elemento
      utile per l'assemblaggio della matrice di connessione fra i dofs */
   virtual void GetConnectedNodes(std::vector<const Node *>& connectedNodes) const {
     connectedNodes.resize(2);
     connectedNodes[0] = pNode1;
     connectedNodes[1] = pNode2;
   };
   /* ************************************************ */

};

/* InPlaneJoint - end */


/* InPlaneWithOffsetJoint - begin */

/* Vincolo di giacenza in un piano, con offset:
 * si impone che il punto q del corpo b giaccia in un piano solidale 
 * al corpo a, definito dalla posizione di un punto p
 * e da una direzione a partire da tale punto, v.
 * La reazione vincolare e' una forza di modulo F e direzione v 
 * applicata nel punto di contatto. 
 */

class InPlaneWithOffsetJoint : virtual public Elem, public Joint {
 private:
   const StructNode* pNode1;
   const StructNode* pNode2;
   
   const Vec3 v; /* Direzione normale al piano */
   const Vec3 p; /* Offset del piano dal nodo 1 */
   const Vec3 q; /* Offset del punto di contatto dal nodo 2 */
   
   doublereal dF;
   
 public:
   /* Costruttore non banale */
   InPlaneWithOffsetJoint(unsigned int uL, const DofOwner* pDO,
                          const StructNode* pN1, const StructNode* pN2,
                          const Vec3& vT, const Vec3& pT, const Vec3& qT,
                          flag fOut);
   
   ~InPlaneWithOffsetJoint(void);

   /* Tipo di joint */
   virtual Joint::Type GetJointType(void) const {
      return INPLANE;
   };

   /* Contributo al file di restart */
   virtual std::ostream& Restart(std::ostream& out) const;

   virtual unsigned int iGetNumDof(void) const { 
      return 1;
   };
   
#ifdef DEBUG
   virtual DofOrder::Order GetDofType(unsigned int i) const
#else
   virtual DofOrder::Order GetDofType(unsigned int /* i */ ) const
#endif
   {
      ASSERT(i >= 0 && i < 1);
      return DofOrder::ALGEBRAIC;
   };
   
   virtual void WorkSpaceDim(integer* piNumRows, integer* piNumCols) const
     { *piNumRows = 13; *piNumCols = 13; };
   
   VariableSubMatrixHandler& AssJac(VariableSubMatrixHandler& WorkMat,
                                    doublereal dCoef,
                                    const VectorHandler& XCurr, 
                                    const VectorHandler& XPrimeCurr);
   SubVectorHandler& AssRes(SubVectorHandler& WorkVec,
                            doublereal dCoef,
                            const VectorHandler& XCurr, 
                            const VectorHandler& XPrimeCurr);
   
   virtual void Output(OutputHandler& OH) const;

   
   /* funzioni usate nell'assemblaggio iniziale */
   
   virtual unsigned int iGetInitialNumDof(void) const { return 2; };
   virtual void InitialWorkSpaceDim(integer* piNumRows,
                                    integer* piNumCols) const 
     { *piNumRows = 26; *piNumCols = 26; };
   
   /* Contributo allo jacobiano durante l'assemblaggio iniziale */
   VariableSubMatrixHandler& InitialAssJac(VariableSubMatrixHandler& WorkMat,
                                           const VectorHandler& XCurr);
   
   /* Contributo al residuo durante l'assemblaggio iniziale */   
   SubVectorHandler& InitialAssRes(SubVectorHandler& WorkVec,
                                   const VectorHandler& XCurr);
   
   /* Setta il valore iniziale delle proprie variabili */
   virtual void SetInitialValue(VectorHandler& X);

#ifdef DEBUG
   virtual const char* sClassName(void) const { return "InPlaneWithOffsetJoint"; };
#endif

   /* *******PER IL SOLUTORE PARALLELO******** */        
   /* Fornisce il tipo e la label dei nodi che sono connessi all'elemento
      utile per l'assemblaggio della matrice di connessione fra i dofs */
   virtual void GetConnectedNodes(std::vector<const Node *>& connectedNodes) const {
     connectedNodes.resize(2);
     connectedNodes[0] = pNode1;
     connectedNodes[1] = pNode2;
   };
   /* ************************************************ */  
};

/* InPlaneWithOffsetJoint - end */

#endif