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
23
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 1.8 2016/12/05 16:18:00 j_novak Exp $
91 * $Log: chb_cossincp_legp.C,v $
92 * Revision 1.8 2016/12/05 16:18:00 j_novak
93 * Suppression of some global variables (file names, loch, ...) to prevent redefinitions
94 *
95 * Revision 1.7 2014/10/13 08:53:10 j_novak
96 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
97 *
98 * Revision 1.6 2014/10/06 15:16:00 j_novak
99 * Modified #include directives to use c++ syntax.
100 *
101 * Revision 1.5 2013/04/25 15:46:05 j_novak
102 * Added special treatment in the case np = 1, for type_p = NONSYM.
103 *
104 * Revision 1.4 2005/02/18 13:14:10 j_novak
105 * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
106 * (trying to avoid compilation warnings).
107 *
108 * Revision 1.3 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 1.2 2002/10/16 14:36:52 j_novak
113 * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
114 * use experimental version 3 of gcc.
115 *
116 * Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:29 e_gourgoulhon
117 * LORENE
118 *
119 * Revision 2.0 1999/02/22 15:45:31 hyc
120 * *** empty log message ***
121 *
122 *
123 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_cossincp_legp.C,v 1.8 2016/12/05 16:18:00 j_novak Exp $
124 *
125 */
126
127// headers du C
128#include <cassert>
129#include <cstdlib>
130
131// Prototypage
132#include "headcpp.h"
133#include "proto.h"
134
135namespace Lorene {
136//******************************************************************************
137
138void chb_cossincp_legp(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
139
140// Espace de travail realloue eventuellement a chaque appel :
141
142int ip, k2, l, jmin, j, i, m ;
143
144// Nombres de degres de liberte en phi et theta :
145 int np = deg[0] ;
146 int nt = deg[1] ;
147 int nr = deg[2] ;
148
149 assert(np < 4*nt) ;
150
151 // Tableau de travail
152 double* som = new double[nr] ;
153
154// Recherche de la matrice de passage cos/sin --> Legendre
155 double* aa = mat_cossincp_legp(np, nt) ;
156
157// Increment en m pour la matrice aa :
158 int maa = nt * nt ;
159
160// Pointeurs de travail :
161 double* resu = cfo ;
162 const double* cc = cfi ;
163
164// Increment en phi :
165 int ntnr = nt * nr ;
166
167// Indice courant en phi :
168 int k = 0 ;
169
170//----------------------------------------------------------------
171// Cas axisymetrique
172//----------------------------------------------------------------
173
174 if (np == 1) {
175
176 m = 0 ;
177
178// Boucle sur l'indice l du developpement en Legendre
179
180// ... produit matriciel (parallelise sur r)
181 for (l=m/2; l<nt; l++) {
182 for (i=0; i<nr; i++) {
183 som[i] = 0 ;
184 }
185
186 jmin = l ; // pour m=0, aa_lj = 0 pour j<l
187 for (j=jmin; j<nt; j++) {
188 double amlj = aa[nt*l + j] ;
189 for (i=0; i<nr; i++) {
190 som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
191 }
192 }
193
194 for (i=0; i<nr; i++) {
195 *resu = som[i] ;
196 resu++ ;
197 }
198
199 } // fin de la boucle sur l
200
201 // Mise a zero des coefficients k=1 et k=2 :
202 // ---------------------------------------
203
204 for (i=0; i<2*ntnr; i++) {
205 *resu = 0 ;
206 resu++ ;
207 }
208
209
210 // on sort
211 delete [] som ;
212 return ;
213
214 } // fin du cas np=1
215
216
217//----------------------------------------------------------------
218// Cas 3-D
219//----------------------------------------------------------------
220
221// Ordre des harmoniques du developpement de Fourier en phi :
222 m = 0 ;
223
224// --------------
225// Boucle sur phi : k = 4*ip 4*ip+1 4*ip+2 4*ip+3
226// -------------- m = 2*ip 2*ip 2*ip+1 2*ip+1
227// k2 = 0 1 0 1
228
229 for (ip=0; ip < np/4 + 1 ; ip++) {
230
231//--------------------------------
232// Partie m pair
233//--------------------------------
234
235
236 for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
237
238 if ( (k == 1) || (k == np+1) ) { // On met les coef de sin(0 phi)
239 // et sin( np/2 phi) a zero
240 for (l=0; l<nt; l++) {
241 for (i=0; i<nr; i++) {
242 *resu = 0 ;
243 resu++ ;
244 }
245 }
246 }
247 else {
248
249// Boucle sur l'indice l du developpement en Legendre
250
251 for (l=0; l<m/2; l++) {
252 for (i=0; i<nr; i++) {
253 *resu = 0 ;
254 resu++ ;
255 }
256 }
257// ... produit matriciel (parallelise sur r)
258 for (l=m/2; l<nt; l++) {
259 for (i=0; i<nr; i++) {
260 som[i] = 0 ;
261 }
262
263 jmin = ( m == 0 ) ? l : 0 ; // pour m=0, aa_lj = 0 pour j<l
264 for (j=jmin; j<nt; j++) {
265 double amlj = aa[nt*l + j] ;
266 for (i=0; i<nr; i++) {
267 som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
268 }
269 }
270
271 for (i=0; i<nr; i++) {
272 *resu = som[i] ;
273 resu++ ;
274 }
275
276 } // fin de la boucle sur l
277
278 } // fin du cas k != 1
279
280// On passe au phi suivant :
281 cc = cc + ntnr ;
282 k++ ;
283
284 } // fin de la boucle sur k2
285
286// On passe a l'harmonique en phi suivante :
287 m++ ;
288 aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
289
290//--------------------------------
291// Partie m impair
292//--------------------------------
293
294 for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
295
296 if ( k == np+1 ) { // On met les coef de
297 // sin( np/2 phi) a zero
298 for (l=0; l<nt; l++) {
299 for (i=0; i<nr; i++) {
300 *resu = 0 ;
301 resu++ ;
302 }
303 }
304 }
305
306 if (k < np+1) {
307
308// Boucle sur l'indice l du developpement en Legendre
309 for (l=0; l<(m-1)/2; l++) {
310 for (i=0; i<nr; i++) {
311 *resu = 0 ;
312 resu++ ;
313 }
314 }
315
316// ... produit matriciel (parallelise sur r)
317 for (l=(m-1)/2; l<nt-1; l++) {
318 for (i=0; i<nr; i++) {
319 som[i] = 0 ;
320 }
321
322 jmin = ( m == 1 ) ? l : 0 ; // pour m=1, aa_lj = 0 pour j<l
323
324 for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
325 double amlj = aa[nt*l + j] ;
326 for (i=0; i<nr; i++) {
327 som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
328 }
329 }
330
331 for (i=0; i<nr; i++) {
332 *resu = som[i] ;
333 resu++ ;
334 }
335
336 } // fin de la boucle sur l
337
338// Dernier coef en l=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
339 for (i=0; i<nr; i++) {
340 *resu = 0 ;
341 resu++ ;
342 }
343
344
345// On passe au phi suivant :
346 cc = cc + ntnr ;
347 k++ ;
348
349 } // fin du cas k < np+1
350
351 } // fin de la boucle sur k2
352
353
354// On passe a l'harmonique en phi suivante :
355 m++ ;
356 aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
357
358 } // fin de la boucle (ip) sur phi
359
360// Mise a zero des coefficients de sin( np/2 phi ) (k=np+1)
361
362//## verif :
363// assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
364
365 // Menage
366 delete [] som ;
367
368}
369}
Lorene
Lorene prototypes.
Definition app_hor.h:67