LORENE
chb_legii_sinp.C
1 /*
2  * Copyright (c) 2003 Jerome Novak
3  *
4  * This file is part of LORENE.
5  *
6  * LORENE is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
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10  *
11  * LORENE is distributed in the hope that it will be useful,
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13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
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15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with LORENE; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
19  *
20  */
21 
22 
23 char chb_legii_sinp_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_legii_sinp.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:10 j_novak Exp $" ;
24 
25 /*
26  * Calcule les coefficients du developpement (suivant theta)
27  * en sin(2j theta)
28  * a partir des coefficients du developpement en fonctions
29  * associees de Legendre P_l^m(cos(theta)) (l pair et m impair)
30  * pour une une fonction 3-D antisymetrique par rapport au plan equatorial
31  * z = 0 et antisymetrique par le retournement (x, y, z) --> (-x, -y, z).
32  *
33  * Entree:
34  * -------
35  * const int* deg : tableau du nombre effectif de degres de liberte dans chacune
36  * des 3 dimensions:
37  * deg[0] = np : nombre de points de collocation en phi
38  * deg[1] = nt : nombre de points de collocation en theta
39  * deg[2] = nr : nombre de points de collocation en r
40  *
41  * const double* cfi : tableau des coefficients a_j du develop. en fonctions de
42  * Legendre associees P_n^m:
43  *
44  * f(theta) =
45  * som_{l=(m+1)/2}^{nt-2} a_j P_{2j}^m( cos(theta) )
46  *
47  * (m impair)
48  *
49  * ou P_l^m(x) represente la fonction de Legendre associee
50  * de degre l et d'ordre m normalisee de facon a ce que
51  *
52  * int_0^pi [ P_l^m(cos(theta)) ]^2 sin(theta) dtheta = 1
53  *
54  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfi doit etre
55  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
56  * l'appel a la routine.
57  * Le coefficient a_j (0 <= j <= nt-1) doit etre stoke dans le
58  * tableau cfi comme suit
59  * a_j = cfi[ nr*nt* k + i + nr* j ]
60  * ou k et i sont les indices correspondant a phi et r
61  * respectivement: m = 2 (k/2).
62  * NB: pour j<(m+1)/2, a_j = 0
63  *
64  * Sortie:
65  * -------
66  * double* cfo : tableau des coefficients c_j du develop. en sin definis
67  * comme suit (a r et phi fixes) :
68  *
69  * f(theta) = som_{j=1}^{nt-2} c_j sin( 2j theta )
70  *
71  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfo doit etre
72  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
73  * l'appel a la routine.
74  * Le coefficient c_j (0 <= j <= nt-1) est stoke dans le
75  * tableau cfo comme suit
76  * c_j = cfo[ nr*nt* k + i + nr* j ]
77  * ou k et i sont les indices correspondant a
78  * phi et r respectivement.
79  * NB: c_0 = c_{nt-1} = 0.
80  *
81  *
82  * NB:
83  * ---
84  * Il n'est pas possible d'avoir le pointeur cfo egal a cfi.
85  */
86 
87 /*
88  * $Id: chb_legii_sinp.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:10 j_novak Exp $
89  * $Log: chb_legii_sinp.C,v $
90  * Revision 1.4 2014/10/13 08:53:10 j_novak
91  * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
92  *
93  * Revision 1.3 2014/10/06 15:16:00 j_novak
94  * Modified #include directives to use c++ syntax.
95  *
96  * Revision 1.2 2005/02/18 13:14:10 j_novak
97  * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
98  * (trying to avoid compilation warnings).
99  *
100  * Revision 1.1 2003/09/16 08:58:01 j_novak
101  * New functions for the T_LEG_II base
102  *
103  *
104  * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_legii_sinp.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:10 j_novak Exp $
105  *
106  */
107 
108 // headers du C
109 #include <cstdlib>
110 #include <cassert>
111 
112 // Headers Lorene
113 #include "headcpp.h"
114 #include "proto.h"
115 
116 namespace Lorene {
117 //******************************************************************************
118 
119 void chb_legii_sinp(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
120 
121 int k2, l, j, i, m ;
122 
123 // Nombres de degres de liberte en phi et theta :
124  int np = deg[0] ;
125  int nt = deg[1] ;
126  int nr = deg[2] ;
127 
128  assert(np < 4*nt) ;
129  assert( cfi != cfo ) ;
130 
131  // Tableau de travail
132  double* som = new double[nr] ;
133 // Recherche de la matrice de passage Legendre --> cos/sin
134  double* bb = mat_legii_sinp(np, nt) ;
135 
136 // Increment en m pour la matrice bb :
137  int mbb = nt * nt ;
138 
139 // Pointeurs de travail :
140  double* resu = cfo ;
141  const double* cc = cfi ;
142 
143 // Increment en phi :
144  int ntnr = nt * nr ;
145 
146 // Indice courant en phi :
147  int k = 0 ;
148 
149  // Cas k=0 (m=1 : cos(phi))
150  // ------------------------
151 
152  //... premier coef en j=0 mis a zero:
153  for (i=0; i<nr; i++) {
154  *resu = 0 ;
155  resu++ ;
156  }
157 
158  // Boucle sur l'indice j du developpement en sin( 2j theta)
159 
160  for (j=1; j<nt-1; j++) {
161 
162  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
163  for (i=0; i<nr; i++) {
164  som[i] = 0 ;
165  }
166 
167  for (l=1; l<nt-1; l++) {
168  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
169  for (i=0; i<nr; i++) {
170  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
171  }
172  }
173 
174  for (i=0; i<nr; i++) {
175  *resu = som[i] ;
176  resu++ ;
177  }
178 
179  } // fin de la boucle sur j
180 
181  // Dernier coef en j=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
182  for (i=0; i<nr; i++) {
183  *resu = 0 ;
184  resu++ ;
185  }
186 
187  // Special case np=1 (axisymmetry)
188  // -------------------------------
189  if (np==1) {
190  for (i=0; i<2*ntnr; i++) {
191  *resu = 0 ;
192  resu++ ;
193  }
194  delete [] som ;
195  return ;
196  }
197 
198  // On passe au phi suivant :
199  cc = cc + ntnr ;
200  k++ ;
201 
202  // Cas k=1 : tout est mis a zero
203  // -----------------------------
204 
205  for (l=0; l<nt; l++) {
206  for (i=0; i<nr; i++) {
207  *resu = 0 ;
208  resu++ ;
209  }
210  }
211 
212  // On passe au phi suivant :
213  cc = cc + ntnr ;
214  k++ ;
215 
216  // Cas k=2 (m=1 : sin(phi))
217  // ------------------------
218 
219  //... premier coef en j=0 mis a zero:
220  for (i=0; i<nr; i++) {
221  *resu = 0 ;
222  resu++ ;
223  }
224 
225  // Boucle sur l'indice j du developpement en sin( 2j theta)
226 
227  for (j=1; j<nt-1; j++) {
228 
229  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
230  for (i=0; i<nr; i++) {
231  som[i] = 0 ;
232  }
233 
234  for (l=1; l<nt-1; l++) {
235  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
236  for (i=0; i<nr; i++) {
237  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
238  }
239  }
240 
241  for (i=0; i<nr; i++) {
242  *resu = som[i] ;
243  resu++ ;
244  }
245 
246  } // fin de la boucle sur j
247 
248  // Dernier coef en j=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
249  for (i=0; i<nr; i++) {
250  *resu = 0 ;
251  resu++ ;
252  }
253 
254  // On passe au phi suivant :
255  cc = cc + ntnr ;
256  k++ ;
257 
258  // On passe au m suivant :
259  bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
260 
261  // Cas k >= 3
262  // ----------
263 
264  for (m=3; m < np ; m+=2) {
265 
266  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
267 
268  // Boucle sur l'indice j du developpement en sin( 2j theta)
269 
270  //... premier coef en j=0 mis a zero:
271  for (i=0; i<nr; i++) {
272  *resu = 0 ;
273  resu++ ;
274  }
275 
276  for (j=1; j<nt-1; j++) {
277 
278  for (i=0; i<nr; i++) {
279  som[i] = 0 ;
280  }
281 
282  for (l=(m+1)/2; l<nt-1; l++) {
283  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
284  for (i=0; i<nr; i++) {
285  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
286  }
287  }
288 
289  for (i=0; i<nr; i++) {
290  *resu = som[i] ;
291  resu++ ;
292  }
293 
294  } // fin de la boucle sur j
295 
296  // Dernier coef en j=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
297  for (i=0; i<nr; i++) {
298  *resu = 0 ;
299  resu++ ;
300  }
301 
302  // On passe au phi suivant :
303  cc = cc + ntnr ;
304  k++ ;
305 
306  } // fin de la boucle sur k2
307 
308  // On passe a l'harmonique en phi suivante :
309  bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
310 
311  } // fin de la boucle (m) sur phi
312 
313 
314  // Cas k=np+1 : tout est mis a zero
315  // --------------------------------
316 
317  for (l=0; l<nt; l++) {
318  for (i=0; i<nr; i++) {
319  *resu = 0 ;
320  resu++ ;
321  }
322  }
323 
324 
325 //## verif :
326  assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
327 
328  // Menage
329  delete [] som ;
330 
331 }
332 }
Lorene
Lorene prototypes.
Definition: app_hor.h:64