mbsimflexiblebody  4.0.0
MBSim Flexible Body Module
flexible_spatial_ffr_nurbs_contour.h
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15 * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
16 *
17 * Contact: martin.o.foerg@googlemail.com
18 */
19
20#ifndef _FLEXIBLE_SPATIAL_FFR_NURBS_CONTOUR_H_
21#define _FLEXIBLE_SPATIAL_FFR_NURBS_CONTOUR_H_
22
23#include "mbsimFlexibleBody/contours/flexible_contour.h"
24
25#include "mbsim/utils/boost_parameters.h"
26#include <mbsimFlexibleBody/utils/openmbv_utils.h>
27#include <mbsim/numerics/nurbs/nurbs_surface.h>
28
29namespace OpenMBV {
30 class DynamicNurbsSurface;
31}
32
33namespace MBSim {
34 class ContourFrame;
35}
36
37namespace MBSimFlexibleBody {
38
43 class FlexibleSpatialFfrNurbsContour : public FlexibleContour {
44 public:
49 FlexibleSpatialFfrNurbsContour(const std::string &name="") : FlexibleContour(name) { }
50
54 ~FlexibleSpatialFfrNurbsContour() override = default;
55
56 /* INHERITED INTERFACE OF ELEMENT */
57 /***************************************************/
58
59 /* INHERITED INTERFACE OF CONTOUR */
60 void init(InitStage stage, const MBSim::InitConfigSet &config) override;
61 MBSim::ContourFrame* createContourFrame(const std::string &name="P") override;
62 double getCurvature(const fmatvec::Vec2 &zeta);
63 fmatvec::Vec3 evalWn_t(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
64 fmatvec::Vec3 evalWs_t(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
65 fmatvec::Vec3 evalWt_t(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
66 fmatvec::Vec3 evalWu_t(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
67 fmatvec::Vec3 evalWv_t(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
68 fmatvec::Vec3 evalPosition(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
69 fmatvec::Vec3 evalWs(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
70 fmatvec::Vec3 evalWt(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
71 fmatvec::Vec3 evalParDer1Ws(const fmatvec::Vec2 &zeta);
72 fmatvec::Vec3 evalParDer2Ws(const fmatvec::Vec2 &zeta);
73 fmatvec::Vec3 evalParDer1Wt(const fmatvec::Vec2 &zeta);
74 fmatvec::Vec3 evalParDer2Wt(const fmatvec::Vec2 &zeta);
75 fmatvec::Vec3 evalParDer1Wu(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
76 fmatvec::Vec3 evalParDer2Wu(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
77 fmatvec::Vec3 evalParDer1Wv(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
78 fmatvec::Vec3 evalParDer2Wv(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
79 fmatvec::Vec3 evalParDer1Wn(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
80 fmatvec::Vec3 evalParDer2Wn(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
81 fmatvec::Vec3 evalParWvCParEta(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
82 fmatvec::Vec3 evalParWvCParXi(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
83 fmatvec::Vec3 evalParWuPart(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
84 fmatvec::Vec3 evalParWvPart(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
85 fmatvec::Vec3 evalParWnPart(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
86
87 fmatvec::Vec3 evalKn_t(const fmatvec::Vec2 &zeta);
88 fmatvec::Vec3 evalKs_t(const fmatvec::Vec2 &zeta);
89 fmatvec::Vec3 evalKt_t(const fmatvec::Vec2 &zeta);
90 fmatvec::Vec3 evalKu_t(const fmatvec::Vec2 &zeta);
91 fmatvec::Vec3 evalKv_t(const fmatvec::Vec2 &zeta);
92 fmatvec::Vec3 evalKrPS(const fmatvec::Vec2 &zeta);
93 fmatvec::Vec3 evalKn(const fmatvec::Vec2 &zeta);
94 fmatvec::Vec3 evalKs(const fmatvec::Vec2 &zeta);
95 fmatvec::Vec3 evalKt(const fmatvec::Vec2 &zeta);
96 fmatvec::Vec3 evalKu(const fmatvec::Vec2 &zeta);
97 fmatvec::Vec3 evalKv(const fmatvec::Vec2 &zeta);
98 fmatvec::Vec3 evalParDer1Kn(const fmatvec::Vec2 &zeta);
99 fmatvec::Vec3 evalParDer2Kn(const fmatvec::Vec2 &zeta);
100 fmatvec::Vec3 evalParDer1Ks(const fmatvec::Vec2 &zeta);
101 fmatvec::Vec3 evalParDer2Ks(const fmatvec::Vec2 &zeta);
102 fmatvec::Vec3 evalParDer1Kt(const fmatvec::Vec2 &zeta);
103 fmatvec::Vec3 evalParDer2Kt(const fmatvec::Vec2 &zeta);
104 fmatvec::Vec3 evalParDer1Ku(const fmatvec::Vec2 &zeta);
105 fmatvec::Vec3 evalParDer2Ku(const fmatvec::Vec2 &zeta);
106 fmatvec::Vec3 evalParDer1Kv(const fmatvec::Vec2 &zeta);
107 fmatvec::Vec3 evalParDer2Kv(const fmatvec::Vec2 &zeta);
108
109 void updatePositions(MBSim::Frame *frame) override;
110 void updateVelocities(MBSim::Frame *frame) override;
111 void updateAccelerations(MBSim::Frame *frame) override;
112 void updateJacobians(MBSim::Frame *frame, int j=0) override;
113 void updateGyroscopicAccelerations(MBSim::Frame *frame) override;
114 /***************************************************/
115
116 /* GETTER / SETTER */
117 void setInterpolation(bool interpolation_) { interpolation = interpolation_; }
118 void setNodeNumbers(const fmatvec::MatVI &node) { index <<= node; }
119 void setEtaKnotVector(const fmatvec::VecV &uKnot_) { uKnot <<= uKnot_; }
120 void setXiKnotVector(const fmatvec::VecV &vKnot_) { vKnot <<= vKnot_; }
121 void setEtaDegree(int etaDegree_) { etaDegree = etaDegree_; }
122 void setXiDegree(int xiDegree_) { xiDegree = xiDegree_; }
123 /***************************************************/
124
125 void plot() override;
126
127 BOOST_PARAMETER_MEMBER_FUNCTION( (void), enableOpenMBV, MBSim::tag, (optional (diffuseColor,(const fmatvec::Vec3&),"[-1;1;1]")(transparency,(double),0)(pointSize,(double),0)(lineWidth,(double),0))) {
128 OpenMBVDynamicNurbsSurface ombv(diffuseColor,transparency,pointSize,lineWidth);
129 openMBVNurbsSurface=ombv.createOpenMBV();
130 }
131
132 void initializeUsingXML(xercesc::DOMElement *element) override;
133
134// void setNodes(const std::vector<double> &nodes_) { etaNodes = nodes_; }
135
136 bool isZetaOutside(const fmatvec::Vec2 &zeta) override;
137
138 void setOpenEta(bool openEta_) { openEta = openEta_; }
139 void setOpenXi(bool openXi_) { openXi = openXi_; }
140
141 void resetUpToDate() override { updPos = true; updVel = true; }
142
143 protected:
144 fmatvec::Vec2 continueZeta(const fmatvec::Vec2 &zeta_);
145 void updateHessianMatrix(const fmatvec::Vec2 &zeta);
146 void updateGlobalRelativePosition(const fmatvec::Vec2 &zeta);
147 void updateGlobalRelativeVelocity(const fmatvec::Vec2 &zeta);
148 const fmatvec::GeneralMatrix<fmatvec::Vec4>& evalHessianMatrixPos(const fmatvec::Vec2 &zeta) { if(fabs(zeta(0)-zetaOld(0))>1e-13 or fabs(zeta(1)-zetaOld(1))>1e-13) updateHessianMatrix(zeta); return hessPos; }
149 const std::vector<fmatvec::GeneralMatrix<fmatvec::Vec4>>& evalHessianMatrixPhi(const fmatvec::Vec2 &zeta) { if(fabs(zeta(0)-zetaOld(0))>1e-13 or fabs(zeta(1)-zetaOld(1))>1e-13) updateHessianMatrix(zeta); return hessPhi; }
150 const fmatvec::Vec3& evalGlobalRelativePosition(const fmatvec::Vec2 &zeta) { if(updPos) updateGlobalRelativePosition(zeta); return WrPS; }
151 const fmatvec::Vec3& evalGlobalRelativeVelocity(const fmatvec::Vec2 &zeta) { if(updVel) updateGlobalRelativeVelocity(zeta); return Wvrel; }
152
153 MBSim::Frame *R;
154 bool interpolation{false};
155 fmatvec::MatVI index;
156 fmatvec::VecV uKnot, vKnot;
157 int etaDegree{3};
158 int xiDegree{3};
159 bool openEta{false};
160 bool openXi{false};
161 MBSim::NurbsSurface srfPos;
162 std::vector<MBSim::NurbsSurface> srfPhi;
163 fmatvec::Vec2 zetaOld;
164 fmatvec::GeneralMatrix<fmatvec::Vec4> hessPos;
165 std::vector<fmatvec::GeneralMatrix<fmatvec::Vec4>> hessPhi;
166 fmatvec::Vec3 WrPS, Wvrel;
167 bool updPos{true};
168 bool updVel{true};
169
170 std::shared_ptr<OpenMBV::DynamicNurbsSurface> openMBVNurbsSurface;
171 };
172
173}
174
175#endif
MBSimFlexibleBody::FlexibleContour
flexible planar contour
Definition: flexible_contour.h:36
MBSimFlexibleBody::FlexibleSpatialFfrNurbsContour
flexible spatial nurbs contour
Definition: flexible_spatial_ffr_nurbs_contour.h:43
MBSimFlexibleBody::FlexibleSpatialFfrNurbsContour::~FlexibleSpatialFfrNurbsContour
~FlexibleSpatialFfrNurbsContour() override=default
destructor
MBSimFlexibleBody::FlexibleSpatialFfrNurbsContour::FlexibleSpatialFfrNurbsContour
FlexibleSpatialFfrNurbsContour(const std::string &name="")
constructor
Definition: flexible_spatial_ffr_nurbs_contour.h:49
MBSim::Element::name
std::string name