Metafor

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commit:2014:10_29

Commit 2014-10-29

Modifications

Nouvel Interfaçage du Lagrangien Augmenté

L'algorithme du Lagrangien Augmenté pour la gestion du contact est implementé sous les formes suivantes :

  1. Version standard (On effectue un nombre fixe d'augmentations par pas de temps sur les interactions de contact sélectionnées.) :
alm = StandardAugmentedLagrangianManager(metafor)
alm.setNbOfIterationsPerStep(parameter['NbreAugmentation'])
            
augLagAugmentation = AugLagClassicalAugmentation(alm)
ci.setAugLagAugmentation(augLagAugmentation)
            
alm.addContactInteraction(ci)
  1. Version automatique (On effectue un nombre d'augmentations par pas de temps de manière à satisfaire un critère donné (Critère géométrique ou en force), et ce nombre ne peut pas être supérieur à une valeur maximale donnée.) :
alm = AutomaticAugmentedLagrangianManager(metafor)
alm.setMaxNbOfIterations(parameter['NbreAugmentationMax'])
            
augLagCriterion = AugLagGeoCriterion(alm)
augLagCriterion.setNormalGapPrec(parameter['gapNTol'])
augLagCriterion.setTangentialGapPrec(parameter['gapTTol'])            
ci.setAugLagCriterion(augLagCriterion)
            
augLagAugmentation = AugLagClassicalAugmentation(alm)
ci.setAugLagAugmentation(augLagAugmentation)
            
alm.addContactInteraction(ci)

Il existe 4 critères de base :

  1. Critère géométrique
augLagGeoCriterion= AugLagGeoCriterion(alm)
augLagGeoCriterion.setNormalGapNorm(ALM_MAX_NORM)
augLagGeoCriterion.setTangentialGapNorm(ALM_MEAN_NORM)
augLagGeoCriterion.setNormalGapPrec(parameter['gapNTol'])
augLagGeoCriterion.setTangentialGapPrec(parameter['gapTTol'])
  1. Critère géométrique normalisé
augLagNormalisedGeoCriterion= AugLagNormalisedGeoCriterion(alm)
augLagNormalisedGeoCriterion.setNormalGapNorm(ALM_MAX_NORM)
augLagNormalisedGeoCriterion.setTangentialGapNorm(ALM_MEAN_NORM)
augLagNormalisedGeoCriterion.setNormalGapPrec(parameter['gapNTol'])
augLagNormalisedGeoCriterion.setTangentialGapPrec(parameter['gapTTol'])
  1. Critère force ou pression/cisaillement (si on utilise la méthode area in contact)
augLagForceCriterion= AugLagForceCriterion(alm)
augLagForceCriterion.setContactPressureNorm(ALM_MAX_NORM)
augLagForceCriterion.setContactShearNorm(ALM_MEAN_NORM)
augLagForceCriterion.setContactPressurePrec(parameter['contactPressureTol'])
augLagForceCriterion.setContactShearPrec(parameter['contactShearTol'])
  1. Critère force ou pression/cisaillement normalisé (si on utilise la méthode area in contact)
 
augLagNormalisedForceCriterion= AugLagNormalisedForceCriterion(alm)
augLagNormalisedForceCriterion.setContactPressureNorm(ALM_MAX_NORM)
augLagNormalisedForceCriterion.setContactShearNorm(ALM_MEAN_NORM)
augLagNormalisedForceCriterion.setContactPressurePrec(parameter['contactPressureTol'])
augLagNormalisedForceCriterion.setContactShearPrec(parameter['contactShearTol'])

Il est possible de les combiner pour faire un critère multiple :

        
augLagGeoForceCriterion = AugLagMultipleCriterions(alm)
augLagGeoForceCriterion.add(augLagGeoCriterion)
augLagGeoForceCriterion.add(augLagNormalisedForceCriterion)

Il est possible d'enlever un critère du critère multiple :

augLagGeoForceCriterion.remove(augLagNormalisedForceCriterion)

Pour finir, il faut associer le matériau suivant pour chaque interaction de contact sélectionnée :

        if(parameter['ContactType']=='Frictionless'):
            materset.define (2, AugLagFrictionlessContactMaterial)        
            materset(2).put(PROF_CONT,  parameter['Prof'])                
            materset(2).put(PEN_NORMALE, parameter['CN'])                
            materset(2).put(TYPE_CONT,parameter['ContactDetection'])   
            print "Frictionless Contact Material"
        elif(parameter['ContactType']=='Sticking'):
            materset.define (2, AugLagStickingContactMaterial)            
            materset(2).put(PROF_CONT,  parameter['Prof'])                
            materset(2).put(PEN_TANGENT,  parameter['CT'])                
            materset(2).put(PEN_NORMALE, parameter['CN'])               
            materset(2).put(TYPE_CONT,parameter['ContactDetection'])    
            print "Sticking Contact Material"
        elif(parameter['ContactType']=='Coulomb'):
            materset.define (2, AugLagCoulombContactMaterial)                
            materset(2).put(PROF_CONT,  parameter['Prof'])                 
            materset(2).put(COEF_FROT_STA,    parameter['MuSTA'])        
            materset(2).put(COEF_FROT_DYN,    parameter['MuDYN'])        
            materset(2).put(PEN_TANGENT,  parameter['CT'])               
            materset(2).put(PEN_NORMALE, parameter['CN'])               
            materset(2).put(TYPE_CONT,parameter['ContactDetection'])    
            print "Coulomb Contact Material"
        else:
            print "Bad definition of type contact"

Étant donné que la configuration/état interne de l'objet “critère” et “augmentation” dépend du matériau associé à l'interaction de contact, il faut à chaque fois instancier un objet critère et augmentation pour chaque interaction de contact qui possède un matériau différent (Frictionless, Sticking et Coulomb).

Il est à noter que l'algorithme n'a pas été testé dans les cas suivants :
  1. ALE (Mise à jour du point de collement ?),
  2. en contact déformable - déformable,
  3. en contact 3D, …

D'autres explications seront données dans la documentation de l'algorithme.

Ajout d'une fonctionnalité sur l'extraction du cisaillement et de la force tangentielle de contact

La gestion du contact tangentielle se fait au moyen d'une base locale associée à chaque nœud en contact construite à partir du gap tangentiel, de manière à ce que la direction tangentielle soit toujours alignée avec la direction du glissement. Ainsi, par construction, la valeur du cisaillement (force tangentielle) de contact est toujours positive ou nulle.

Dans certains cas de figure, afin de comparer avec des résultats de la littérature, il peut être intéressant d'utiliser la base locale de l'outil, qui est identique pour chaque nœud en contact, afin d'avoir une valeur du cisaillement (force tangentielle) de contact positive (c'est à dire que la force tangentielle de contact est alignée avec la tangente de l'outil) ou négative (cas contraire).

Pour se faire, il suffit d'utiliser les commandes suivantes :

extractorFt = TangentForceValueExtractor(ci)
extractorFt.setUseToolLocalSystemAxes(True)
valuesmanager.add(1, extractorFt,'Ft') 

Cette fonctionnalité ne marche que pour l'instant en état plan déformation et en axisymétrique.

Ajout d'un Timer

Afin de tenir compte de la fraction du temps CPU passée dans les routines liées à l'algorithme du Lagrangien Augmenté (dès le début jusqu'à la fin de l'intégration temporelle), j'ai ajouté un timer dans le même ordre d'idée que ceux qui existent pour l'assemblage de la matrice de raideur tangente, la détection du contact, etc.

Ajout d'options globales pour debugger Metafor

Il est possible de

  1. de mettre à jour la fenêtre de visualisation à chaque augmentation.
  2. de sauvegarder les grandeurs des extracteurs sur le disque dur à chaque augmentation.

Modification des Cas Tests

ALE

Le cas test apps.ale.friction2Ddd utilise le mailleur gen4. J'ai constaté que le maillage dans la version de développement du cas-test dépend du fait que l'on lance Metafor avec la fenêtre de visualisation graphique ou en ligne de commande. Le cas-test plante suite à la présence de contact déformable déformable et une faible valeur de la pénalité tangentielle avec le maillage généré suite au lancement du cas test en ligne de commande.

Pour obtenir des résultats cohérents et (avoir des résultats puisqu'il plantait), j'ai augmenté la pénalité tangentielle de 1.E4 à 1.E5.

Lagrangien Augmenté

Il y a quelques cas-tests dans la batterie sur le lagrangien augmenté :

  1. apps.complex.contact3dDefoDefoAugLag1
  2. apps.complex.contact3dDefoDefoAugLag2
  3. apps.complex.contact3dDefoDefoAugLag3
  4. apps.contactMec.contact2dEpeAugLagCoul
  5. apps.contactMec.contact2dEpeAugLagFricLess
  6. apps.contactMec.contact2dEpeAugLagStick
  7. apps.qs.contact3dDefoDefo1
  8. apps.qs.contactDefoDefoAugLag1
  9. apps.qs.contactDefoDefoAugLag2
  10. apps.qs.contactDefoDefoAugLag3
  11. apps.qs.contactDefoDefoAugLag4

J'ai adapté l'interfaçage des cas-tests en modifiant les fonctions de la boite à outil apps.toolbox.createContactTests . Les cas-tests fonctionnent mais rien ne garantit que

Perspective

Dans la suite du commit, il faut

  1. nettoyer toutes les classes possédant l'ancien interfaçage (1ère étape).
  2. ajouter des cas-tests (état plan déformation, axisymétrique et 3D) pour tester l'interfaçage et éventuellement statuer sur le sort des cas-tests actuellement dans la batterie (2ième étape);
  3. ajouter les cas-tests de référence de l'article de Simo et Laursen 1990 (3ième étape);
  4. faire la documentation;

Fichiers ajoutés/supprimés

[a]:mtContact/ActiveContactInteractionIterator.cpp
[a]:mtContact/ActiveContactInteractionIterator.h
[a]:mtContact/ActiveContactInteractionIterator.inl
[a]:mtContact/AugLagAugmentation.cpp
[a]:mtContact/AugLagAugmentation.h
[a]:mtContact/AugLagAugmentationPart.cpp
[a]:mtContact/AugLagAugmentationPart.h
[a]:mtContact/AugLagClassicalAugmentation.cpp
[a]:mtContact/AugLagClassicalAugmentation.h
[a]:mtContact/AugLagCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagCriterionNormMethod.cpp
[a]:mtContact/AugLagCriterionNormMethod.h
[a]:mtContact/AugLagCriterionPart.cpp
[a]:mtContact/AugLagCriterionPart.h
[a]:mtContact/AugLagCriterionStatus.cpp
[a]:mtContact/AugLagCriterionStatus.h
[a]:mtContact/AugLagForceCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagForceCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagFrictionalForceCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagFrictionalForceCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagFrictionalGeoCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagFrictionalGeoCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagFrictionalNormalisedForceCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagFrictionalNormalisedForceCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagFrictionalNormalisedGeoCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagFrictionalNormalisedGeoCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagGeoCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagGeoCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagMaxNorm.cpp
[a]:mtContact/AugLagMaxNorm.h
[a]:mtContact/AugLagMeanNorm.cpp
[a]:mtContact/AugLagMeanNorm.h
[a]:mtContact/AugLagMultipleCriterions.cpp
[a]:mtContact/AugLagMultipleCriterions.h
[a]:mtContact/AugLagNorm.cpp
[a]:mtContact/AugLagNorm.h
[a]:mtContact/AugLagNormalClassicalAugmentation.cpp
[a]:mtContact/AugLagNormalClassicalAugmentation.h
[a]:mtContact/AugLagNormalForceCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagNormalForceCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagNormalGeoCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagNormalGeoCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagNormalisedForceCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagNormalisedForceCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagNormalisedGeoCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagNormalisedGeoCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagNormalisedGeoCriterionPart.cpp
[a]:mtContact/AugLagNormalisedGeoCriterionPart.h
[a]:mtContact/AugLagNormalNormalisedForceCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagNormalNormalisedForceCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagNormalNormalisedGeoCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagNormalNormalisedGeoCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagSingleCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagSingleCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagTangentialClassicalAugmentation.cpp
[a]:mtContact/AugLagTangentialClassicalAugmentation.h
[a]:mtContact/AugLagTangentialForceCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagTangentialForceCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagTangentialGeoCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagTangentialGeoCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagTangentialNormalisedForceCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagTangentialNormalisedForceCriterion.h
[a]:mtContact/AugLagTangentialNormalisedGeoCriterion.cpp
[a]:mtContact/AugLagTangentialNormalisedGeoCriterion.h
[a]:mtContact/AugmentedLagrangianAugmentationManager.cpp
[a]:mtContact/AugmentedLagrangianAugmentationManager.h
[a]:mtContact/AugmentedLagrangianConvergenceManager.cpp
[a]:mtContact/AugmentedLagrangianConvergenceManager.h
[a]:mtContact/AugmentedLagrangianIterationManager.cpp
[a]:mtContact/AugmentedLagrangianIterationManager.h
[a]:mtContact/AugmentedLagrangianManager.cpp
[a]:mtContact/AugmentedLagrangianManager.h
[a]:mtContact/AutomaticAugmentedLagrangianConvergenceManager.cpp
[a]:mtContact/AutomaticAugmentedLagrangianConvergenceManager.h
[a]:mtContact/AutomaticAugmentedLagrangianManager.cpp
[a]:mtContact/AutomaticAugmentedLagrangianManager.h
[a]:mtContact/ContactInteractionIterator.cpp
[a]:mtContact/ContactInteractionIterator.h
[a]:mtContact/ContactInteractionIterator.inl
[a]:mtContact/ContactInteractionSet.cpp
[a]:mtContact/ContactInteractionSet.h
[a]:mtContact/StandardAugmentedLagrangianConvergenceManager.cpp
[a]:mtContact/StandardAugmentedLagrangianConvergenceManager.h
[a]:mtContact/StandardAugmentedLagrangianManager.cpp
[a]:mtContact/StandardAugmentedLagrangianManager.h
[a]:mtFEM/algos/AugmentedLagrangianBase.cpp
[a]:mtFEM/algos/AugmentedLagrangianBase.h
[r]:mtFEM/algos/AugmentedLagrangianManager.cpp
[r]:mtFEM/algos/AugmentedLagrangianManager.h

Tests ajoutés/supprimés

[r]:
[a]:

Gaëtan WAUTELET 2014/10/29

commit/2014/10_29.txt · Last modified: 2016/03/30 15:23 (external edit)