PeriodicContactForm.hpp

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#pragma once
 
#include "BarrierContactForm.hpp"
 
#include <Eigen/Core>
#include <polyfem/utils/Types.hpp>
#include <polysolve/nonlinear/PostStepData.hpp>
 
namespace polyfem::solver
{
    class PeriodicContactForceDerivative;
 
    class PeriodicContactForm : public BarrierContactForm
    {
        friend class PeriodicContactForceDerivative;
 
    public:
        PeriodicContactForm(const ipc::CollisionMesh &periodic_collision_mesh,
                            const Eigen::VectorXi &tiled_to_single,
                            const double dhat,
                            const double avg_mass,
                            const bool use_area_weighting,
                            const bool use_improved_max_operator,
                            const bool use_physical_barrier,
                            const bool use_adaptive_barrier_stiffness,
                            const bool is_time_dependent,
                            const bool enable_shape_derivatives,
                            const ipc::BroadPhaseMethod broad_phase_method,
                            const double ccd_tolerance,
                            const int ccd_max_iterations);
 
        void init(const Eigen::VectorXd &x) override;
 
        Eigen::VectorXd single_to_tiled(const Eigen::VectorXd &x) const;
        Eigen::VectorXd tiled_to_single_grad(const Eigen::VectorXd &grad) const;
 
    protected:
        double value_unweighted(const Eigen::VectorXd &x) const override;
 
        void first_derivative_unweighted(const Eigen::VectorXd &x, Eigen::VectorXd &gradv) const override;
 
        void second_derivative_unweighted(const Eigen::VectorXd &x, StiffnessMatrix &hessian) const override;
 
    public:
        void update_quantities(const double t, const Eigen::VectorXd &x) override;
 
        double max_step_size(const Eigen::VectorXd &x0, const Eigen::VectorXd &x1) const override;
 
        void line_search_begin(const Eigen::VectorXd &x0, const Eigen::VectorXd &x1) override;
 
        void solution_changed(const Eigen::VectorXd &new_x) override;
 
        void post_step(const polysolve::nonlinear::PostStepData &data) override;
 
        bool is_step_collision_free(const Eigen::VectorXd &x0, const Eigen::VectorXd &x1) const override;
 
        void update_barrier_stiffness(const Eigen::VectorXd &x, const Eigen::MatrixXd &grad_energy) override;
 
    private:
        void update_projection() const;
 
        const Eigen::VectorXi tiled_to_single_;
        const int n_single_dof_;
        mutable StiffnessMatrix proj;
    };
} // namespace polyfem::solver