LORENE
FFT991/citsinp.C
1/*
2 * Copyright (c) 1999-2002 Eric Gourgoulhon
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4 * This file is part of LORENE.
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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
8 * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9 * (at your option) any later version.
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11 * LORENE is distributed in the hope that it will be useful,
12 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
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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
23char citsinp_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFT991/citsinp.C,v 1.4 2014/10/15 12:48:22 j_novak Exp $" ;
24
25
26/*
27 * Transformation en sin(2*l*theta) inverse sur le deuxieme indice (theta)
28 * d'un tableau 3-D representant une fonction antisymetrique par rapport
29 * au plan z=0.
30 * Utilise la routine FFT Fortran FFT991
31 *
32 * Entree:
33 * -------
34 * int* deg : tableau du nombre effectif de degres de liberte dans chacune
35 * des 3 dimensions: le nombre de points de collocation
36 * en theta est nt = deg[1] et doit etre de la forme
37 * nt = 2^p 3^q 5^r + 1
38 * int* dimc : tableau du nombre d'elements de cc dans chacune des trois
39 * dimensions.
40 * On doit avoir dimc[1] >= deg[1] = nt.
41 * NB: pour dimc[0] = 1 (un seul point en phi), la transformation
42 * est bien effectuee.
43 * pour dimc[0] > 1 (plus d'un point en phi), la
44 * transformation n'est effectuee que pour les indices (en phi)
45 * j != 1 et j != dimc[0]-1 (cf. commentaires sur borne_phi).
46 *
47 * double* cf : tableau des coefficients c_l de la fonction definis
48 * comme suit (a r et phi fixes)
49 *
50 * f(theta) = som_{l=0}^{nt-1} c_l sin( 2 l theta ) .
51 *
52 * L'espace memoire correspondant a ce
53 * pointeur doit etre dimc[0]*dimc[1]*dimc[2] et doit
54 * avoir ete alloue avant l'appel a la routine.
55 * Le coefficient c_l (0 <= l <= nt-1) doit etre stoke dans
56 * le tableau cf comme suit
57 * c_l = cf[ dimc[1]*dimc[2] * j + k + dimc[2] * l ]
58 * ou j et k sont les indices correspondant a
59 * phi et r respectivement.
60 *
61 * int* dimf : tableau du nombre d'elements de ff dans chacune des trois
62 * dimensions.
63 * On doit avoir dimf[1] >= deg[1] = nt.
64 *
65 * Sortie:
66 * -------
67 * double* ff : tableau des valeurs de la fonction aux nt points de
68 * de collocation
69 *
70 * theta_l = pi/2 l/(nt-1) 0 <= l <= nt-1
71 *
72 * L'espace memoire correspondant a ce
73 * pointeur doit etre dimf[0]*dimf[1]*dimf[2] et doit
74 * avoir ete alloue avant l'appel a la routine.
75 * Les valeurs de la fonction sont stokees
76 * dans le tableau ff comme suit
77 * f( theta_l ) = ff[ dimf[1]*dimf[2] * j + k + dimf[2] * l ]
78 * ou j et k sont les indices correspondant a
79 * phi et r respectivement.
80 *
81 * NB: Si le pointeur cf est egal a ff, la routine ne travaille que sur un
82 * seul tableau, qui constitue une entree/sortie.
83 *
84 */
85
86/*
87 * $Id: citsinp.C,v 1.4 2014/10/15 12:48:22 j_novak Exp $
88 * $Log: citsinp.C,v $
89 * Revision 1.4 2014/10/15 12:48:22 j_novak
90 * Corrected namespace declaration.
91 *
92 * Revision 1.3 2014/10/13 08:53:18 j_novak
93 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
94 *
95 * Revision 1.2 2014/10/06 15:18:47 j_novak
96 * Modified #include directives to use c++ syntax.
97 *
98 * Revision 1.1 2004/12/21 17:06:01 j_novak
99 * Added all files for using fftw3.
100 *
101 * Revision 1.4 2003/01/31 10:31:24 e_gourgoulhon
102 * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
103 * in <stdlib.h>
104 *
105 * Revision 1.3 2002/10/16 14:36:54 j_novak
106 * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
107 * use experimental version 3 of gcc.
108 *
109 * Revision 1.2 2002/09/09 13:00:40 e_gourgoulhon
110 * Modification of declaration of Fortran 77 prototypes for
111 * a better portability (in particular on IBM AIX systems):
112 * All Fortran subroutine names are now written F77_* and are
113 * defined in the new file C++/Include/proto_f77.h.
114 *
115 * Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:29 e_gourgoulhon
116 * LORENE
117 *
118 * Revision 2.0 1999/02/22 15:41:05 hyc
119 * *** empty log message ***
120 *
121 *
122 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFT991/citsinp.C,v 1.4 2014/10/15 12:48:22 j_novak Exp $
123 *
124 */
125
126// headers du C
127#include <cassert>
128#include <cstdlib>
129
130// Prototypes of F77 subroutines
131#include "headcpp.h"
132#include "proto_f77.h"
133
134// Prototypage des sous-routines utilisees:
135namespace Lorene {
136int* facto_ini(int ) ;
137double* trigo_ini(int ) ;
138double* cheb_ini(const int) ;
139//*****************************************************************************
140
141void citsinp(const int* deg, const int* dimc, double* cf, const int* dimf,
142 double* ff)
143{
144
145int i, j, k ;
146
147// Dimensions des tableaux ff et cf :
148 int n1f = dimf[0] ;
149 int n2f = dimf[1] ;
150 int n3f = dimf[2] ;
151 int n1c = dimc[0] ;
152 int n2c = dimc[1] ;
153 int n3c = dimc[2] ;
154
155// Nombres de degres de liberte en theta :
156 int nt = deg[1] ;
157
158// Tests de dimension:
159 if (nt > n2f) {
160 cout << "citsinp: nt > n2f : nt = " << nt << " , n2f = "
161 << n2f << endl ;
162 abort () ;
163 exit(-1) ;
164 }
165 if (nt > n2c) {
166 cout << "citsinp: nt > n2c : nt = " << nt << " , n2c = "
167 << n2c << endl ;
168 abort () ;
169 exit(-1) ;
170 }
171 if ( (n1f > 1) && (n1c > n1f) ) {
172 cout << "citsinp: n1c > n1f : n1c = " << n1c << " , n1f = "
173 << n1f << endl ;
174 abort () ;
175 exit(-1) ;
176 }
177 if (n3c > n3f) {
178 cout << "citsinp: n3c > n3f : n3c = " << n3c << " , n3f = "
179 << n3f << endl ;
180 abort () ;
181 exit(-1) ;
182 }
183
184// Nombre de points pour la FFT:
185 int nm1 = nt - 1;
186 int nm1s2 = nm1 / 2;
187
188// Recherche des tables pour la FFT:
189 int* facto = facto_ini(nm1) ;
190 double* trigo = trigo_ini(nm1) ;
191
192// Recherche de la table des sin(psi) :
193 double* sinp = cheb_ini(nt);
194
195 // tableau de travail t1 et g
196 // (la dimension nm1+2 = nt+1 est exigee par la routine fft991)
197 double* g = (double*)( malloc( (nm1+2)*sizeof(double) ) ) ;
198 double* t1 = (double*)( malloc( (nm1+2)*sizeof(double) ) ) ;
199
200// Parametres pour la routine FFT991
201 int jump = 1 ;
202 int inc = 1 ;
203 int lot = 1 ;
204 int isign = 1 ;
205
206// boucle sur phi et r (les boucles vont resp. de 0 a max(dimc[0]-2,0)
207// et 0 a dimc[2]-1)
208
209 int n2n3f = n2f * n3f ;
210 int n2n3c = n2c * n3c ;
211
212/*
213 * Borne de la boucle sur phi:
214 * si n1f = 1, on effectue la boucle une fois seulement.
215 * si n1c > 1, on va jusqu'a j = n1c-2 en sautant j = 1 (les coefficients
216 * j=n1c-1 et j=0 ne sont pas consideres car nuls).
217 */
218 int borne_phi = n1c-1 ;
219 if (n1f == 1) borne_phi = 1 ;
220
221 for (j=0; j< borne_phi; j++) {
222
223 if (j==1) continue ; // on ne traite pas le terme en sin(0 phi)
224
225 for (k=0; k<n3c; k++) {
226
227 int i0 = n2n3c * j + k ; // indice de depart
228 double* cf0 = cf + i0 ; // tableau des donnees a transformer
229
230 i0 = n2n3f * j + k ; // indice de depart
231 double* ff0 = ff + i0 ; // tableau resultat
232
233
234/*
235 * NB: dans les commentaires qui suivent, psi designe la variable de [0, pi]
236 * reliee a theta par psi = 2 theta et F(psi) = f(theta(psi)).
237 */
238
239
240// Calcul des coefficients de Fourier de la fonction
241// G(psi) = F+(psi) + F_(psi) sin(psi)
242// en fonction des coefficients en sin(2l theta) de f:
243
244//@@
245// Coefficients
246//@@
247// Coefficients en sinus de G
248//---------------------------
249// Ces coefficients sont egaux aux coefficients pairs du developmt. en
250// sin(2l theta) de f (le facteur -.5 vient de la normalisation
251// de fft991: si fft991 donnait reellement les coefficients en sinus,
252// il faudrait le remplacer par un +1) :
253
254 g[1] = 0. ;
255 for (i=2; i<nm1; i += 2 ) g[i+1] = - .5 * cf0[n3c*i] ;
256 g[nt] = 0. ;
257
258
259// Coefficients en cosinus de G
260//-----------------------------
261// Ces coefficients se deduisent des coefficients impairs du developmt.
262// en sin(2l theta) de f (le facteur +.25 vient de la normalisation
263// de fft991: si fft991 donnait reellement les coefficients en cosinus,
264// il faudrait le remplacer par un +.5)
265
266 g[0] = .5 * cf0[n3c] ;
267 for ( i = 3; i < nt; i += 2 ) {
268 g[i-1] = .25 * ( cf0[ n3c*i ] - cf0[ n3c*(i-2) ] ) ;
269 }
270 g[nm1] = - .5 * cf0[ n3c*(nt-2) ] ;
271
272
273// Transformation de Fourier inverse de G
274//---------------------------------------
275
276// FFT inverse
277 F77_fft991( g, t1, trigo, facto, &inc, &jump, &nm1, &lot, &isign) ;
278
279// Valeurs de f deduites de celles de G
280//-------------------------------------
281
282 for ( i = 1; i < nm1s2 ; i++ ) {
283// ... indice du pt symetrique de psi par rapport a pi/2:
284 int isym = nm1 - i ;
285
286 double fp = 0.5 * ( g[i] + g[isym] ) / sinp[i] ;
287 double fm = 0.5 * ( g[i] - g[isym] ) ;
288 ff0[ n3f*i ] = fp + fm ;
289 ff0[ n3f*isym ] = fp - fm ;
290 }
291
292//... cas particuliers:
293 ff0[0] = 0. ;
294 ff0[ n3f*nm1 ] = -2. * g[0] ;
295 ff0[ n3f*nm1s2 ] = g[nm1s2] ;
296
297
298 } // fin de la boucle sur r
299 } // fin de la boucle sur phi
300
301 // Menage
302 free (t1) ;
303 free (g) ;
304
305}
306}
Lorene prototypes.
Definition app_hor.h:64