LORENE
FFT991/citsin.C
1/*
2 * Copyright (c) 1999-2001 Eric Gourgoulhon
3 * Copyright (c) 2002 Jerome Novak
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6 * This file is part of LORENE.
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8 * LORENE is free software; you can redistribute it and/or modify
9 * it under the terms of the GNU General Public License as published by
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13 * LORENE is distributed in the hope that it will be useful,
14 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
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20 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
21 *
22 */
23
24
25/*
26 * Transformation en cos(l*theta) inverse sur le deuxieme indice (theta)
27 * d'un tableau 3-D representant une fonction quelconque (theta variant de 0
28 * a pi). Utilise la routine FFT Fortran FFT991
29 *
30 * Entree:
31 * -------
32 * int* deg : tableau du nombre effectif de degres de liberte dans chacune
33 * des 3 dimensions: le nombre de points de collocation
34 * en theta est nt = deg[1] et doit etre de la forme
35 * nt = 2^p 3^q 5^r + 1
36 * int* dimc : tableau du nombre d'elements de cc dans chacune des trois
37 * dimensions.
38 * On doit avoir dimc[1] >= deg[1] = nt.
39 * NB: pour dimc[0] = 1 (un seul point en phi), la transformation
40 * est bien effectuee.
41 * pour dimc[0] > 1 (plus d'un point en phi), la
42 * transformation n'est effectuee que pour les indices (en phi)
43 * j != 1 et j != dimc[0]-1 (cf. commentaires sur borne_phi).
44 *
45 * double* cf : tableau des coefficients c_l de la fonction definis
46 * comme suit (a r et phi fixes)
47 *
48 * f(theta) = som_{l=0}^{nt-1} c_l cos( l theta ) .
49 *
50 * L'espace memoire correspondant a ce
51 * pointeur doit etre dimc[0]*dimc[1]*dimc[2] et doit
52 * avoir ete alloue avant l'appel a la routine.
53 * Le coefficient c_l (0 <= l <= nt-1) doit etre stoke dans
54 * le tableau cf comme suit
55 * c_l = cf[ dimc[1]*dimc[2] * j + k + dimc[2] * l ]
56 * ou j et k sont les indices correspondant a
57 * phi et r respectivement.
58 *
59 * int* dimf : tableau du nombre d'elements de ff dans chacune des trois
60 * dimensions.
61 * On doit avoir dimf[1] >= deg[1] = nt.
62 *
63 * Sortie:
64 * -------
65 * double* ff : tableau des valeurs de la fonction aux nt points de
66 * de collocation
67 *
68 * theta_l = pi l/(nt-1) 0 <= l <= nt-1
69 *
70 * L'espace memoire correspondant a ce
71 * pointeur doit etre dimf[0]*dimf[1]*dimf[2] et doit
72 * avoir ete alloue avant l'appel a la routine.
73 * Les valeurs de la fonction sont stokees
74 * dans le tableau ff comme suit
75 * f( theta_l ) = ff[ dimf[1]*dimf[2] * j + k + dimf[2] * l ]
76 * ou j et k sont les indices correspondant a
77 * phi et r respectivement.
78 *
79 * NB: Si le pointeur cf est egal a ff, la routine ne travaille que sur un
80 * seul tableau, qui constitue une entree/sortie.
81 *
82 */
83
84char citsin_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFT991/citsin.C,v 1.4 2014/10/15 12:48:22 j_novak Exp $" ;
85
86/*
87 * $Id: citsin.C,v 1.4 2014/10/15 12:48:22 j_novak Exp $
88 * $Log: citsin.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 08:53:17 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 1.2 2004/12/17 15:34:30 e_gourgoulhon
102 * Corrected name: citcos --> citsin.
103 *
104 * Revision 1.1 2004/11/23 15:13:50 m_forot
105 * Added the bases for the cases without any equatorial symmetry
106 * (T_COSSIN_C, T_COSSIN_S, T_LEG, R_CHEBPI_P, R_CHEBPI_I).
107 *
108 * Revision 1.2 2003/01/31 10:31:23 e_gourgoulhon
109 * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
110 * in <stdlib.h>
111 *
112 * Revision 1.1 2002/11/12 17:43:53 j_novak
113 * Added transformatin functions for T_COS basis.
114 *
115 *
116 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFT991/citsin.C,v 1.4 2014/10/15 12:48:22 j_novak Exp $
117 *
118 */
119
120
121// headers du C
122#include <cassert>
123#include <cstdlib>
124
125// Prototypes of F77 subroutines
126#include "headcpp.h"
127#include "proto_f77.h"
128
129// Prototypage des sous-routines utilisees:
130namespace Lorene {
131int* facto_ini(int ) ;
132double* trigo_ini(int ) ;
133double* cheb_ini(const int) ;
134//*****************************************************************************
135
136void citsin(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 << "citcos: nt > n2f : nt = " << nt << " , n2f = "
156 << n2f << endl ;
157 abort () ;
158 exit(-1) ;
159 }
160 if (nt > n2c) {
161 cout << "citcos: nt > n2c : nt = " << nt << " , n2c = "
162 << n2c << endl ;
163 abort () ;
164 exit(-1) ;
165 }
166 if ( (n1f > 1) && (n1c > n1f) ) {
167 cout << "citcos: n1c > n1f : n1c = " << n1c << " , n1f = "
168 << n1f << endl ;
169 abort () ;
170 exit(-1) ;
171 }
172 if (n3c > n3f) {
173 cout << "citcos: 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 int* facto = facto_ini(nm1) ;
185 double* trigo = trigo_ini(nm1) ;
186
187// Recherche de la table des sin(psi) :
188 double* sinp = cheb_ini(nt);
189
190 // tableau de travail t1 et g
191 // (la dimension nm1+2 = nt+1 est exigee par la routine fft991)
192 double* g = (double*)( malloc( (nm1+2)*sizeof(double) ) ) ;
193 double* t1 = (double*)( malloc( (nm1+2)*sizeof(double) ) ) ;
194
195// Parametres pour la routine FFT991
196 int jump = 1 ;
197 int inc = 1 ;
198 int lot = 1 ;
199 int isign = 1 ;
200
201// boucle sur phi et r (les boucles vont resp. de 0 a max(dimc[0]-2,0) et
202// 0 a dimc[2]-1 )
203
204 int n2n3f = n2f * n3f ;
205 int n2n3c = n2c * n3c ;
206
207/*
208 * Borne de la boucle sur phi:
209 * si n1f = 1, on effectue la boucle une fois seulement.
210 * si n1f > 1, on va jusqu'a j = n1c-2 en sautant j = 1 (les coefficients
211 * j=n1c-1 et j=0 ne sont pas consideres car nuls).
212 */
213 int borne_phi = n1c-1 ;
214 if (n1f == 1) borne_phi = 1 ;
215
216 for (j=0; j< borne_phi; j++) {
217
218 if (j==1) continue ; // on ne traite pas le terme en sin(0 phi)
219
220 for (k=0; k<n3c; k++) {
221
222 int i0 = n2n3c * j + k ; // indice de depart
223 double* cf0 = cf + i0 ; // tableau des donnees a transformer
224
225 i0 = n2n3f * j + k ; // indice de depart
226 double* ff0 = ff + i0 ; // tableau resultat
227
228// Coefficients impairs de G
229//--------------------------
230
231 g[1] = 0 ;
232 for (i=2; i<nm1; i += 2 ) g[i+1] = -0.5 * cf0[ n3c*i ] ;
233 g[nt] = 0 ;
234
235
236// Coefficients pairs de G
237//------------------------
238
239 g[0] = .5 * cf0[n3c] ;
240 for ( i = 3; i < nt; i += 2 ) {
241 g[i-1] = .25 * ( cf0[ n3c*i ] - cf0[ n3c*(i-2) ] ) ;
242 }
243 g[nm1] = - .5 * cf0[ n3c*(nt-2) ] ;
244
245// Transformation de Fourier inverse de G
246//---------------------------------------
247
248// FFT inverse
249 F77_fft991( g, t1, trigo, facto, &inc, &jump, &nm1, &lot, &isign) ;
250
251// Valeurs de f deduites de celles de G
252//-------------------------------------
253
254 for ( i = 1; i < nm1s2 ; i++ ) {
255// ... indice du pt symetrique de psi par rapport a pi/2:
256 int isym = nm1 - i ;
257
258 double fp = 0.5 * ( g[i] + g[isym] ) / sinp[i] ;
259 double fm = 0.5 * ( g[i] - g[isym] ) ;
260 ff0[ n3f*i ] = fp + fm ;
261 ff0[ n3f*isym ] = fp - fm ;
262 }
263
264//... cas particuliers:
265 ff0[0] = 0. ;
266 ff0[ n3f*nm1 ] = -2*g[0] ;
267 ff0[ n3f*nm1s2 ] = g[nm1s2] ;
268
269
270 } // fin de la boucle sur r
271 } // fin de la boucle sur phi
272
273 // Menage
274 free (t1) ;
275 free (g) ;
276
277}
278}
Lorene prototypes.
Definition app_hor.h:64