1 // Copyright (C) 2007-2016 CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
5 // License as published by the Free Software Foundation; either
6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
11 // Lesser General Public License for more details.
13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
20 #include "MED_GaussDef.hxx"
21 #include "MED_Utilities.hxx"
22 #include "MED_GaussUtils.hxx"
27 //---------------------------------------------------------------
29 void TGaussDef::add(const double x, const double weight)
32 EXCEPTION( std::logic_error,"dim() != 1");
33 if ( myWeights.capacity() == myWeights.size() )
34 EXCEPTION( std::logic_error,"Extra gauss point");
35 myCoords.push_back( x );
36 myWeights.push_back( weight );
38 void TGaussDef::add(const double x, const double y, const double weight)
41 EXCEPTION( std::logic_error,"dim() != 2");
42 if ( myWeights.capacity() == myWeights.size() )
43 EXCEPTION( std::logic_error,"Extra gauss point");
44 myCoords.push_back( x );
45 myCoords.push_back( y );
46 myWeights.push_back( weight );
48 void TGaussDef::add(const double x, const double y, const double z, const double weight)
51 EXCEPTION( std::logic_error,"dim() != 3");
52 if ( myWeights.capacity() == myWeights.size() )
53 EXCEPTION( std::logic_error,"Extra gauss point");
54 myCoords.push_back( x );
55 myCoords.push_back( y );
56 myCoords.push_back( z );
57 myWeights.push_back( weight );
59 void TGaussDef::setRefCoords(const TShapeFun& aShapeFun)
61 myRefCoords.reserve( aShapeFun.myRefCoord.size() );
62 myRefCoords.assign( aShapeFun.myRefCoord.begin(),
63 aShapeFun.myRefCoord.end() );
67 //---------------------------------------------------------------
69 * \brief Fill definition of gauss points family
71 //---------------------------------------------------------------
73 TGaussDef::TGaussDef(const int geom, const int nbGauss, const int variant)
76 myCoords .reserve( nbGauss * dim() );
77 myWeights.reserve( nbGauss );
83 if (geom == eSEG2) setRefCoords( TSeg2a() );
84 else setRefCoords( TSeg3a() );
87 add( 0.0, 2.0 ); break;
90 const double a = 0.577350269189626;
92 add( -a, 1.0 ); break;
95 const double a = 0.774596669241;
96 const double P1 = 1./1.8;
97 const double P2 = 1./1.125;
103 const double a = 0.339981043584856, b = 0.861136311594053;
104 const double P1 = 0.652145154862546, P2 = 0.347854845137454 ;
108 add( -b, P2 ); break;
111 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for SEG"<<nbGauss);
117 if ( variant == 1 ) {
118 if (geom == eTRIA3) setRefCoords( TTria3b() );
119 else setRefCoords( TTria6b() );
122 add( 1/3., 1/3., 1/2. ); break;
125 // what about COT3 ???
126 add( 1/6., 1/6., 1/6. );
127 add( 2/3., 1/6., 1/6. );
128 add( 1/6., 2/3., 1/6. ); break;
131 add( 1/5., 1/5., 25/(24*4.) );
132 add( 3/5., 1/5., 25/(24*4.) );
133 add( 1/5., 3/5., 25/(24*4.) );
134 add( 1/3., 1/3., -27/(24*4.) ); break;
137 const double P1 = 0.11169079483905, P2 = 0.0549758718227661;
138 const double a = 0.445948490915965, b = 0.091576213509771;
144 add( 1-2*a, a, P1 ); break;
147 const double A = 0.470142064105115;
148 const double B = 0.101286507323456;
149 const double P1 = 0.066197076394253;
150 const double P2 = 0.062969590272413;
151 add( 1/3., 1/3., 9/80. );
157 add( B, 1-2*B, P2 ); break;
160 const double A = 0.063089014491502;
161 const double B = 0.249286745170910;
162 const double C = 0.310352451033785;
163 const double D = 0.053145049844816;
164 const double P1 = 0.025422453185103;
165 const double P2 = 0.058393137863189;
166 const double P3 = 0.041425537809187;
178 add( D, 1-C-D, P3 ); break;
181 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for TRIA, variant 1: "
185 else if ( variant == 2 ) {
186 if (geom == eTRIA3) setRefCoords( TTria3a() );
187 else setRefCoords( TTria6a() );
190 add( -1/3., -1/3., 2. ); break;
193 add( -2/3., 1/3., 2/3. );
194 add( -2/3., -2/3., 2/3. );
195 add( 1/3., -2/3., 2/3. ); break;
198 const double P1 = 0.11169079483905, P2 = 0.0549758718227661;
199 const double A = 0.445948490915965, B = 0.091576213509771;
200 add( 2*B-1, 1-4*B, 4*P2 );
201 add( 2*B-1, 2*B-1, 4*P2 );
202 add( 1-4*B, 2*B-1, 4*P2 );
203 add( 1-4*A, 2*A-1, 4*P1 );
204 add( 2*A-1, 1-4*A, 4*P1 );
205 add( 2*A-1, 2*A-1, 4*P1 ); break;
208 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for TRIA, variant 2: "
212 else if ( variant == 3 ) {
213 if (geom == eTRIA3) setRefCoords( TTria3b() );
214 else setRefCoords( TTria6b() );
217 add( 1/3., 1/3., -27/96 );
218 add( 0.2 , 0.2 , 25/96 );
219 add( 0.6 , 0.2 , 25/96 );
220 add( 0.2 , 0.6 , 25/96 ); break;
223 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for TRIA, variant 3: "
231 if ( variant == 1 ) {
232 if (geom == eQUAD4) setRefCoords( TQuad4b() );
233 else setRefCoords( TQuad8b() );
236 add( 0, 0, 4 ); break;
239 const double a = 1/sqrt(3.);
243 add( -a, a, 1 ); break;
246 const double a = 0.774596669241483;
247 add( -a, -a, 25/81. );
248 add( a, -a, 25/81. );
250 add( -a, a, 25/81. );
251 add( 0., -a, 40/81. );
252 add( a, 0., 40/81. );
253 add( 0., a, 40/81. );
254 add( -a, 0., 40/81. );
255 add( 0., 0., 64/81. ); break;
258 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for QUAD, variant 1: "
262 else if ( variant == 2 ) {
263 if (geom == eQUAD4) setRefCoords( TQuad4a() );
264 else setRefCoords( TQuad8a() );
267 const double a = 1/sqrt(3.);
271 add( a, a, 1 ); break;
274 const double a = 0.774596669241483;
275 add( -a, a, 25/81. );
276 add( -a, -a, 25/81. );
277 add( a, -a, 25/81. );
279 add( -a, 0., 40/81. );
280 add( 0., -a, 40/81. );
281 add( a, 0., 40/81. );
282 add( 0., a, 40/81. );
283 add( 0., 0., 64/81. ); break;
286 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for QUAD, variant 1: "
290 else if ( variant == 3 ) {
291 if (geom == eQUAD4) setRefCoords( TQuad4b() );
292 else setRefCoords( TQuad8b() );
295 const double a = 3/sqrt(3.);
299 add( a, a, 1 ); break;
302 const double a = sqrt(3/5.), c1 = 5/9., c2 = 8/9.;
303 const double c12 = c1*c2, c22 = c2*c2, c1c2 = c1*c2;
312 add( a, a, c12 ); break;
315 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for QUAD, variant 3: "
323 if (geom == eTETRA4) setRefCoords( TTetra4a() );
324 else setRefCoords( TTetra10a() );
327 const double a = (5 - sqrt(5.))/20., b = (5 + 3*sqrt(5.))/20.;
328 add( a, a, a, 1/24. );
329 add( a, a, b, 1/24. );
330 add( a, b, a, 1/24. );
331 add( b, a, a, 1/24. ); break;
334 const double a = 0.25, b = 1/6., c = 0.5;
335 add( a, a, a, -2/15. );
336 add( b, b, b, 3/40. );
337 add( b, b, c, 3/40. );
338 add( b, c, b, 3/40. );
339 add( c, b, b, 3/40. ); break;
342 const double a = 0.25;
343 const double b1 = (7 + sqrt(15.))/34., c1 = (13 + 3*sqrt(15.))/34., d = (5 - sqrt(15.))/20.;
344 const double b2 = (7 - sqrt(15.))/34., c2 = (13 - 3*sqrt(15.))/34., e = (5 + sqrt(15.))/20.;
345 const double P1 = (2665 - 14*sqrt(15.))/226800.;
346 const double P2 = (2665 + 14*sqrt(15.))/226800.;
347 add( a, a, a, 8/405.);//_____
348 add( b1, b1, b1, P1 );
349 add( b1, b1, c1, P1 );
350 add( b1, c1, b1, P1 );
351 add( c1, b1, b1, P1 );//_____
352 add( b2, b2, b2, P2 );
353 add( b2, b2, c2, P2 );
354 add( b2, c2, b2, P2 );
355 add( c2, b2, b2, P2 );//_____
356 add( d, d, e, 5/567.);
357 add( d, e, d, 5/567.);
358 add( e, d, d, 5/567.);
359 add( d, e, e, 5/567.);
360 add( e, d, e, 5/567.);
361 add( e, e, d, 5/567.);
365 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for TETRA: "<<nbGauss);
371 if (geom == ePYRA5) setRefCoords( TPyra5a() );
372 else setRefCoords( TPyra13a() );
375 const double h1 = 0.1531754163448146;
376 const double h2 = 0.6372983346207416;
377 add( .5, 0., h1, 2/15. );
378 add( 0., .5, h1, 2/15. );
379 add( -.5, 0., h1, 2/15. );
380 add( 0., -.5, h1, 2/15. );
381 add( 0., 0., h2, 2/15. ); break;
384 const double p1 = 0.1024890634400000 ;
385 const double p2 = 0.1100000000000000 ;
386 const double p3 = 0.1467104129066667 ;
387 const double a = 0.5702963741068025 ;
388 const double h1 = 0.1666666666666666 ;
389 const double h2 = 0.08063183038464675;
390 const double h3 = 0.6098484849057127 ;
391 add( a, 0., h1, p1 );
392 add( 0., a, h1, p1 );
393 add( -a, 0., h1, p1 );
394 add( 0., -a, h1, p1 );
395 add( 0., 0., h2, p2 );
396 add( 0., 0., h3, p3 ); break;
399 const double a1 = 0.788073483;
400 const double b6 = 0.499369002;
401 const double b1 = 0.848418011;
402 const double c8 = 0.478508449;
403 const double c1 = 0.652816472;
404 const double d12 = 0.032303742;
405 const double d1 = 1.106412899;
406 double z = 1/2., fz = b1/2*(1 - z);
407 add( 0., 0., z, a1 ); // 1
408 add( fz, fz, z, b6 ); // 2
409 add( -fz, fz, z, b6 ); // 3
410 add( -fz, -fz, z, b6 ); // 4
411 add( fz, -fz, z, b6 ); // 5
413 add( 0., 0., z, b6 ); // 6
415 add( 0., 0., z, b6 ); // 7
416 z = (1 - c1)/2.; fz = c1*(1 - z);
417 add( fz, 0., z, c8 ); // 8
418 add( 0., fz, z, c8 ); // 9
419 add( -fz, 0., z, c8 ); // 10
420 add( 0., -fz, z, c8 ); // 11
421 z = (1 + c1)/2.; fz = c1*(1 - z);
422 add( fz, 0., z, c8 ); // 12
423 add( 0., fz, z, c8 ); // 13
424 add( -fz, 0., z, c8 ); // 14
425 add( 0., -fz, z, c8 ); // 15
426 z = (1 - d1)/2., fz = d1/2*(1 - z);
427 add( fz, fz, z, d12); // 16
428 add( -fz, fz, z, d12); // 17
429 add( -fz, -fz, z, d12); // 18
430 add( fz, -fz, z, d12); // 19
431 z = 1/2.; fz = d1*(1 - z);
432 add( fz, 0., z, d12); // 20
433 add( 0., fz, z, d12); // 21
434 add( -fz, 0., z, d12); // 22
435 add( 0., -fz, z, d12); // 23
436 z = (1 + d1)/2., fz = d1/2*(1 - z);
437 add( fz, fz, z, d12); // 24
438 add( -fz, fz, z, d12); // 25
439 add( -fz, -fz, z, d12); // 26
440 add( fz, -fz, z, d12); // 27
444 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for PYRA: "<<nbGauss);
449 if (geom == ePENTA6) setRefCoords( TPenta6a() );
450 else setRefCoords( TPenta15a() );
453 const double a = sqrt(3.)/3.;
454 add( -a, .5, .5, 1/6. );
455 add( -a, 0., .5, 1/6. );
456 add( -a, .5, 0., 1/6. );
457 add( a, .5, .5, 1/6. );
458 add( a, 0., .5, 1/6. );
459 add( a, .5, 0., 1/6. ); break;
462 const double a = 0.577350269189626;
463 add( -a, 1/3., 1/3., -27/96. );
464 add( -a, 0.6, 0.2, 25/96. );
465 add( -a, 0.2, 0.6, 25/96. );
466 add( -a, 0.2, 0.2, 25/96. );
467 add( +a, 1/3., 1/3., -27/96. );
468 add( +a, 0.6, 0.2, 25/96. );
469 add( +a, 0.2, 0.6, 25/96. );
470 add( +a, 0.2, 0.2, 25/96. ); break;
473 const double d = sqrt(3/5.), c1 = 5/9., c2 = 8/9.; // d <=> alfa
474 const double a = (6 + sqrt(15.))/21.;
475 const double b = (6 - sqrt(15.))/21.;
476 const double P1 = (155 + sqrt(15.))/2400.;
477 const double P2 = (155 - sqrt(15.))/2400.; //___
478 add( -d, 1/3., 1/3., c1*9/80. );//___
479 add( -d, a, a, c1*P1 );
480 add( -d, 1-2*a, a, c1*P1 );
481 add( -d, a, 1-2*a, c1*P1 );//___
482 add( -d, b, b, c1*P2 );
483 add( -d, 1-2*b, b, c1*P2 );
484 add( -d, b, 1-2*b, c1*P2 );//___
485 add( 0., 1/3., 1/3., c2*9/80. );//___
486 add( 0., a, a, c2*P1 );
487 add( 0., 1-2*a, a, c2*P1 );
488 add( 0., a, 1-2*a, c2*P1 );//___
489 add( 0., b, b, c2*P2 );
490 add( 0., 1-2*b, b, c2*P2 );
491 add( 0., b, 1-2*b, c2*P2 );//___
492 add( d, 1/3., 1/3., c1*9/80. );//___
493 add( d, a, a, c1*P1 );
494 add( d, 1-2*a, a, c1*P1 );
495 add( d, a, 1-2*a, c1*P1 );//___
496 add( d, b, b, c1*P2 );
497 add( d, 1-2*b, b, c1*P2 );
498 add( d, b, 1-2*b, c1*P2 );//___
502 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for PENTA: " <<nbGauss);
508 if (geom == eHEXA8) setRefCoords( THexa8a() );
509 else setRefCoords( THexa20a() );
512 const double a = sqrt(3.)/3.;
513 add( -a, -a, -a, 1. );
514 add( -a, -a, a, 1. );
515 add( -a, a, -a, 1. );
517 add( a, -a, -a, 1. );
520 add( a, a, a, 1. ); break;
523 const double a = sqrt(3/5.), c1 = 5/9., c2 = 8/9.;
524 const double c12 = c1*c1, c13 = c1*c1*c1;
525 const double c22 = c2*c2, c23 = c2*c2*c2;
526 add( -a, -a, -a, c13 ); // 1
527 add( -a, -a, 0., c12*c2 ); // 2
528 add( -a, -a, a, c13 ); // 3
529 add( -a, 0., -a, c12*c2 ); // 4
530 add( -a, 0., 0., c1*c22 ); // 5
531 add( -a, 0., a, c12*c2 ); // 6
532 add( -a, a, -a, c13 ); // 7
533 add( -a, a, 0., c12*c2 ); // 8
534 add( -a, a, a, c13 ); // 9
535 add( 0., -a, -a, c12*c2 ); // 10
536 add( 0., -a, 0., c1*c22 ); // 11
537 add( 0., -a, a, c12*c2 ); // 12
538 add( 0., 0., -a, c1*c22 ); // 13
539 add( 0., 0., 0., c23 ); // 14
540 add( 0., 0., a, c1*c22 ); // 15
541 add( 0., a, -a, c12*c2 ); // 16
542 add( 0., a, 0., c1*c22 ); // 17
543 add( 0., a, a, c12*c2 ); // 18
544 add( a, -a, -a, c13 ); // 19
545 add( a, -a, 0., c12*c2 ); // 20
546 add( a, -a, a, c13 ); // 21
547 add( a, 0., -a, c12*c2 ); // 22
548 add( a, 0., 0., c1*c22 ); // 23
549 add( a, 0., a, c12*c2 ); // 24
550 add( a, a, -a, c13 ); // 25
551 add( a, a, 0., c12*c2 ); // 26
552 add( a, a, a, c13 ); // 27
556 EXCEPTION( std::logic_error,"Invalid nb of gauss points for PENTA: " <<nbGauss);
561 EXCEPTION( std::logic_error,"unexpected EGeometrieElement: "<< geom);
564 if ( myWeights.capacity() != myWeights.size() )
565 EXCEPTION( std::logic_error,"Not all gauss points defined");