LORENE
FFTW3/citsinp.C
1/*
2 * Copyright (c) 1999-2002 Eric Gourgoulhon
3 *
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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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 citsinp_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFTW3/citsinp.C,v 1.3 2014/10/13 08:53:21 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 bibliotheque fftw.
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 + 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 1.3 2014/10/13 08:53:21 j_novak Exp $
88 * $Log: citsinp.C,v $
89 * Revision 1.3 2014/10/13 08:53:21 j_novak
90 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
91 *
92 * Revision 1.2 2014/10/06 15:18:50 j_novak
93 * Modified #include directives to use c++ syntax.
94 *
95 * Revision 1.1 2004/12/21 17:06:03 j_novak
96 * Added all files for using fftw3.
97 *
98 * Revision 1.4 2003/01/31 10:31:24 e_gourgoulhon
99 * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
100 * in <stdlib.h>
101 *
102 * Revision 1.3 2002/10/16 14:36:54 j_novak
103 * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
104 * use experimental version 3 of gcc.
105 *
106 * Revision 1.2 2002/09/09 13:00:40 e_gourgoulhon
107 * Modification of declaration of Fortran 77 prototypes for
108 * a better portability (in particular on IBM AIX systems):
109 * All Fortran subroutine names are now written F77_* and are
110 * defined in the new file C++/Include/proto_f77.h.
111 *
112 * Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:29 e_gourgoulhon
113 * LORENE
114 *
115 * Revision 2.0 1999/02/22 15:41:05 hyc
116 * *** empty log message ***
117 *
118 *
119 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFTW3/citsinp.C,v 1.3 2014/10/13 08:53:21 j_novak Exp $
120 *
121 */
122
123// headers du C
124#include <cstdlib>
125#include <fftw3.h>
126
127//Lorene prototypes
128#include "tbl.h"
129
130// Prototypage des sous-routines utilisees:
131namespace Lorene {
132fftw_plan back_fft(int, Tbl*&) ;
133double* cheb_ini(const int) ;
134//*****************************************************************************
135
136void citsinp(const int* deg, const int* dimc, double* cf, const int* dimf,
137 double* ff)
138{
139
140int i, j, k ;
141
142// Dimensions des tableaux ff et cf :
143 int n1f = dimf[0] ;
144 int n2f = dimf[1] ;
145 int n3f = dimf[2] ;
146 int n1c = dimc[0] ;
147 int n2c = dimc[1] ;
148 int n3c = dimc[2] ;
149
150// Nombres de degres de liberte en theta :
151 int nt = deg[1] ;
152
153// Tests de dimension:
154 if (nt > n2f) {
155 cout << "citsinp: nt > n2f : nt = " << nt << " , n2f = "
156 << n2f << endl ;
157 abort () ;
158 exit(-1) ;
159 }
160 if (nt > n2c) {
161 cout << "citsinp: nt > n2c : nt = " << nt << " , n2c = "
162 << n2c << endl ;
163 abort () ;
164 exit(-1) ;
165 }
166 if ( (n1f > 1) && (n1c > n1f) ) {
167 cout << "citsinp: n1c > n1f : n1c = " << n1c << " , n1f = "
168 << n1f << endl ;
169 abort () ;
170 exit(-1) ;
171 }
172 if (n3c > n3f) {
173 cout << "citsinp: n3c > n3f : n3c = " << n3c << " , n3f = "
174 << n3f << endl ;
175 abort () ;
176 exit(-1) ;
177 }
178
179// Nombre de points pour la FFT:
180 int nm1 = nt - 1;
181 int nm1s2 = nm1 / 2;
182
183// Recherche des tables pour la FFT:
184 Tbl* pg = 0x0 ;
185 fftw_plan p = back_fft(nm1, pg) ;
186 Tbl& g = *pg ;
187
188// Recherche de la table des sin(psi) :
189 double* sinp = cheb_ini(nt);
190
191// boucle sur phi et r (les boucles vont resp. de 0 a max(dimc[0]-2,0)
192// et 0 a dimc[2]-1)
193
194 int n2n3f = n2f * n3f ;
195 int n2n3c = n2c * n3c ;
196
197/*
198 * Borne de la boucle sur phi:
199 * si n1f = 1, on effectue la boucle une fois seulement.
200 * si n1c > 1, on va jusqu'a j = n1c-2 en sautant j = 1 (les coefficients
201 * j=n1c-1 et j=0 ne sont pas consideres car nuls).
202 */
203 int borne_phi = n1c-1 ;
204 if (n1f == 1) borne_phi = 1 ;
205
206 for (j=0; j< borne_phi; j++) {
207
208 if (j==1) continue ; // on ne traite pas le terme en sin(0 phi)
209
210 for (k=0; k<n3c; k++) {
211
212 int i0 = n2n3c * j + k ; // indice de depart
213 double* cf0 = cf + i0 ; // tableau des donnees a transformer
214
215 i0 = n2n3f * j + k ; // indice de depart
216 double* ff0 = ff + i0 ; // tableau resultat
217
218
219/*
220 * NB: dans les commentaires qui suivent, psi designe la variable de [0, pi]
221 * reliee a theta par psi = 2 theta et F(psi) = f(theta(psi)).
222 */
223
224
225// Calcul des coefficients de Fourier de la fonction
226// G(psi) = F+(psi) + F_(psi) sin(psi)
227// en fonction des coefficients en sin(2l theta) de f:
228
229//@@
230// Coefficients
231//@@
232// Coefficients en sinus de G
233//---------------------------
234// Ces coefficients sont egaux aux coefficients pairs du developmt. en
235// sin(2l theta) de f (le facteur -.5 vient de la normalisation
236// de fftw: si fftw donnait reellement les coefficients en sinus,
237// il faudrait le remplacer par un +1) :
238
239 for (i=2; i<nm1; i += 2 ) g.set(nm1-i/2) = - .5 * cf0[n3c*i] ;
240
241// Coefficients en cosinus de G
242//-----------------------------
243// Ces coefficients se deduisent des coefficients impairs du developmt.
244// en sin(2l theta) de f (le facteur +.25 vient de la normalisation
245// de fftw: si fftw donnait reellement les coefficients en cosinus,
246// il faudrait le remplacer par un +.5)
247
248 g.set(0) = .5 * cf0[n3c] ;
249 for ( i = 1; i < nm1s2; i++ ) {
250 g.set(i) = .25 * ( cf0[ n3c*(2*i+1) ] - cf0[ n3c*(2*i-1) ] ) ;
251 }
252 g.set(nm1s2) = - .5 * cf0[ n3c*(nt-2) ] ;
253
254
255// Transformation de Fourier inverse de G
256//---------------------------------------
257
258// FFT inverse
259 fftw_execute(p) ;
260
261// Valeurs de f deduites de celles de G
262//-------------------------------------
263
264 for ( i = 1; i < nm1s2 ; i++ ) {
265// ... indice du pt symetrique de psi par rapport a pi/2:
266 int isym = nm1 - i ;
267
268 double fp = 0.5 * ( g(i) + g(isym) ) / sinp[i] ;
269 double fm = 0.5 * ( g(i) - g(isym) ) ;
270 ff0[ n3f*i ] = fp + fm ;
271 ff0[ n3f*isym ] = fp - fm ;
272 }
273
274//... cas particuliers:
275 ff0[0] = 0. ;
276 ff0[ n3f*nm1 ] = -2. * g(0) ;
277 ff0[ n3f*nm1s2 ] = g(nm1s2) ;
278
279
280 } // fin de la boucle sur r
281 } // fin de la boucle sur phi
282
283}
284}
Lorene prototypes.
Definition app_hor.h:64