LORENE
chb_cossincp_legp.C
1/*
2 * Copyright (c) 1999-2001 Eric Gourgoulhon
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
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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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
23char chb_cossincp_legp_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_cossincp_legp.C,v 1.7 2014/10/13 08:53:10 j_novak Exp $" ;
24
25/*
26 * Calcule les coefficients du developpement (suivant theta) en fonctions
27 * associees de Legendre P_l^m(cos(theta)) a partir des coefficients du
28 * developpement en cos(2*j*theta) [m pair] / sin( (2*j+1) * theta) [m impair]
29 * representant une fonction 3-D symetrique par rapport au plan equatorial
30 * z = 0.
31 *
32 * Entree:
33 * -------
34 * const int* deg : tableau du nombre effectif de degres de liberte dans chacune
35 * des 3 dimensions:
36 * deg[0] = np : nombre de points de collocation en phi
37 * deg[1] = nt : nombre de points de collocation en theta
38 * deg[2] = nr : nombre de points de collocation en r
39 *
40 * const double* cfi : tableau des coefficients c_j du develop. en cos/sin definis
41 * comme suit (a r et phi fixes)
42 *
43 * pour m pair: f(theta) = som_{j=0}^{nt-1} c_j cos( 2 j theta )
44 *
45 * pour m impair: f(theta) = som_{j=0}^{nt-2} c_j sin( (2 j+1) theta )
46 *
47 * L'espace memoire correspondant au pointeur cfi doit etre
48 * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
49 * l'appel a la routine.
50 * Le coefficient c_j (0 <= j <= nt-1) doit etre stoke dans le
51 * tableau cfi comme suit
52 * c_j = cfi[ nr*nt* k + i + nr* j ]
53 * ou k et i sont les indices correspondant a
54 * phi et r respectivement: m = k/2.
55 * Pour m impair, c_0 = c_{nt-1} = 0.
56 *
57 * Sortie:
58 * -------
59 * double* cfo : tableau des coefficients a_l du develop. en fonctions de
60 * Legendre associees P_n^m:
61 *
62 * pour m pair: f(theta) =
63 * som_{l=m/2}^{nt-1} a_l P_{2l}^m( cos(theta) )
64 *
65 * pour m impair: f(theta) =
66 * som_{l=(m-1)/2}^{nt-2} a_l P_{2l+1}^m( cos(theta) )
67 *
68 * ou P_n^m(x) represente la fonction de Legendre associee
69 * de degre n et d'ordre m normalisee de facon a ce que
70 *
71 * int_0^pi [ P_n^m(cos(theta)) ]^2 sin(theta) dtheta = 1
72 *
73 * L'espace memoire correspondant au pointeur cfo doit etre
74 * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
75 * l'appel a la routine.
76 * Le coefficient a_l (0 <= l <= nt-1) est stoke dans le
77 * tableau cfo comme suit
78 * a_l = cfo[ nr*nt* k + i + nr* l ]
79 * ou k et i sont les indices correspondant a phi et r
80 * respectivement: m = k/2.
81 * NB: pour m pair et l < m/2, a_l = 0
82 * pour m impair et l < (m-1)/2, a_l = 0
83 *
84 * NB:
85 * ---
86 * Il n'est pas possible d'avoir le pointeur cfo egal a cfi.
87 */
88
89/*
90 * $Id: chb_cossincp_legp.C,v 1.7 2014/10/13 08:53:10 j_novak Exp $
91 * $Log: chb_cossincp_legp.C,v $
92 * Revision 1.7 2014/10/13 08:53:10 j_novak
93 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
94 *
95 * Revision 1.6 2014/10/06 15:16:00 j_novak
96 * Modified #include directives to use c++ syntax.
97 *
98 * Revision 1.5 2013/04/25 15:46:05 j_novak
99 * Added special treatment in the case np = 1, for type_p = NONSYM.
100 *
101 * Revision 1.4 2005/02/18 13:14:10 j_novak
102 * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
103 * (trying to avoid compilation warnings).
104 *
105 * Revision 1.3 2003/01/31 10:31:23 e_gourgoulhon
106 * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
107 * in <stdlib.h>
108 *
109 * Revision 1.2 2002/10/16 14:36:52 j_novak
110 * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
111 * use experimental version 3 of gcc.
112 *
113 * Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:29 e_gourgoulhon
114 * LORENE
115 *
116 * Revision 2.0 1999/02/22 15:45:31 hyc
117 * *** empty log message ***
118 *
119 *
120 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_cossincp_legp.C,v 1.7 2014/10/13 08:53:10 j_novak Exp $
121 *
122 */
123
124// headers du C
125#include <cassert>
126#include <cstdlib>
127
128// Prototypage
129#include "headcpp.h"
130#include "proto.h"
131
132namespace Lorene {
133//******************************************************************************
134
135void chb_cossincp_legp(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
136
137// Espace de travail realloue eventuellement a chaque appel :
138
139int ip, k2, l, jmin, j, i, m ;
140
141// Nombres de degres de liberte en phi et theta :
142 int np = deg[0] ;
143 int nt = deg[1] ;
144 int nr = deg[2] ;
145
146 assert(np < 4*nt) ;
147
148 // Tableau de travail
149 double* som = new double[nr] ;
150
151// Recherche de la matrice de passage cos/sin --> Legendre
152 double* aa = mat_cossincp_legp(np, nt) ;
153
154// Increment en m pour la matrice aa :
155 int maa = nt * nt ;
156
157// Pointeurs de travail :
158 double* resu = cfo ;
159 const double* cc = cfi ;
160
161// Increment en phi :
162 int ntnr = nt * nr ;
163
164// Indice courant en phi :
165 int k = 0 ;
166
167//----------------------------------------------------------------
168// Cas axisymetrique
169//----------------------------------------------------------------
170
171 if (np == 1) {
172
173 m = 0 ;
174
175// Boucle sur l'indice l du developpement en Legendre
176
177// ... produit matriciel (parallelise sur r)
178 for (l=m/2; l<nt; l++) {
179 for (i=0; i<nr; i++) {
180 som[i] = 0 ;
181 }
182
183 jmin = l ; // pour m=0, aa_lj = 0 pour j<l
184 for (j=jmin; j<nt; j++) {
185 double amlj = aa[nt*l + j] ;
186 for (i=0; i<nr; i++) {
187 som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
188 }
189 }
190
191 for (i=0; i<nr; i++) {
192 *resu = som[i] ;
193 resu++ ;
194 }
195
196 } // fin de la boucle sur l
197
198 // Mise a zero des coefficients k=1 et k=2 :
199 // ---------------------------------------
200
201 for (i=0; i<2*ntnr; i++) {
202 *resu = 0 ;
203 resu++ ;
204 }
205
206
207 // on sort
208 delete [] som ;
209 return ;
210
211 } // fin du cas np=1
212
213
214//----------------------------------------------------------------
215// Cas 3-D
216//----------------------------------------------------------------
217
218// Ordre des harmoniques du developpement de Fourier en phi :
219 m = 0 ;
220
221// --------------
222// Boucle sur phi : k = 4*ip 4*ip+1 4*ip+2 4*ip+3
223// -------------- m = 2*ip 2*ip 2*ip+1 2*ip+1
224// k2 = 0 1 0 1
225
226 for (ip=0; ip < np/4 + 1 ; ip++) {
227
228//--------------------------------
229// Partie m pair
230//--------------------------------
231
232
233 for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
234
235 if ( (k == 1) || (k == np+1) ) { // On met les coef de sin(0 phi)
236 // et sin( np/2 phi) a zero
237 for (l=0; l<nt; l++) {
238 for (i=0; i<nr; i++) {
239 *resu = 0 ;
240 resu++ ;
241 }
242 }
243 }
244 else {
245
246// Boucle sur l'indice l du developpement en Legendre
247
248 for (l=0; l<m/2; l++) {
249 for (i=0; i<nr; i++) {
250 *resu = 0 ;
251 resu++ ;
252 }
253 }
254// ... produit matriciel (parallelise sur r)
255 for (l=m/2; l<nt; l++) {
256 for (i=0; i<nr; i++) {
257 som[i] = 0 ;
258 }
259
260 jmin = ( m == 0 ) ? l : 0 ; // pour m=0, aa_lj = 0 pour j<l
261 for (j=jmin; j<nt; j++) {
262 double amlj = aa[nt*l + j] ;
263 for (i=0; i<nr; i++) {
264 som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
265 }
266 }
267
268 for (i=0; i<nr; i++) {
269 *resu = som[i] ;
270 resu++ ;
271 }
272
273 } // fin de la boucle sur l
274
275 } // fin du cas k != 1
276
277// On passe au phi suivant :
278 cc = cc + ntnr ;
279 k++ ;
280
281 } // fin de la boucle sur k2
282
283// On passe a l'harmonique en phi suivante :
284 m++ ;
285 aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
286
287//--------------------------------
288// Partie m impair
289//--------------------------------
290
291 for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
292
293 if ( k == np+1 ) { // On met les coef de
294 // sin( np/2 phi) a zero
295 for (l=0; l<nt; l++) {
296 for (i=0; i<nr; i++) {
297 *resu = 0 ;
298 resu++ ;
299 }
300 }
301 }
302
303 if (k < np+1) {
304
305// Boucle sur l'indice l du developpement en Legendre
306 for (l=0; l<(m-1)/2; l++) {
307 for (i=0; i<nr; i++) {
308 *resu = 0 ;
309 resu++ ;
310 }
311 }
312
313// ... produit matriciel (parallelise sur r)
314 for (l=(m-1)/2; l<nt-1; l++) {
315 for (i=0; i<nr; i++) {
316 som[i] = 0 ;
317 }
318
319 jmin = ( m == 1 ) ? l : 0 ; // pour m=1, aa_lj = 0 pour j<l
320
321 for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
322 double amlj = aa[nt*l + j] ;
323 for (i=0; i<nr; i++) {
324 som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
325 }
326 }
327
328 for (i=0; i<nr; i++) {
329 *resu = som[i] ;
330 resu++ ;
331 }
332
333 } // fin de la boucle sur l
334
335// Dernier coef en l=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
336 for (i=0; i<nr; i++) {
337 *resu = 0 ;
338 resu++ ;
339 }
340
341
342// On passe au phi suivant :
343 cc = cc + ntnr ;
344 k++ ;
345
346 } // fin du cas k < np+1
347
348 } // fin de la boucle sur k2
349
350
351// On passe a l'harmonique en phi suivante :
352 m++ ;
353 aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
354
355 } // fin de la boucle (ip) sur phi
356
357// Mise a zero des coefficients de sin( np/2 phi ) (k=np+1)
358
359//## verif :
360// assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
361
362 // Menage
363 delete [] som ;
364
365}
366}
Lorene prototypes.
Definition app_hor.h:64