LORENE
chb_legp_cossincp.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)
27 * en cos(2*j*theta) [m pair] / sin( (2*j+1) * theta) [m impair]
28 * a partir des coefficients du developpement en fonctions
29 * associees de Legendre P_l^m(cos(theta))
30 * pour une une fonction 3-D symetrique par rapport au plan equatorial
31 * z = 0.
32 *
33 * Entree:
34 * -------
35 * const int* deg : tableau du nombre effectif de degres de liberte dans chacune
36 * des 3 dimensions:
37 * deg[0] = np : nombre de points de collocation en phi
38 * deg[1] = nt : nombre de points de collocation en theta
39 * deg[2] = nr : nombre de points de collocation en r
40 *
41 * const double* cfi : tableau des coefficients a_l du develop. en fonctions de
42 * Legendre associees P_n^m:
43 *
44 * pour m pair: f(theta) =
45 * som_{l=m/2}^{nt-1} a_l P_{2l}^m( cos(theta) )
46 *
47 * pour m impair: f(theta) =
48 * som_{l=(m-1)/2}^{nt-2} a_l P_{2l+1}^m( cos(theta) )
49 *
50 * ou P_n^m(x) represente la fonction de Legendre associee
51 * de degre n et d'ordre m normalisee de facon a ce que
52 *
53 * int_0^pi [ P_n^m(cos(theta)) ]^2 sin(theta) dtheta = 1
54 *
55 * L'espace memoire correspondant au pointeur cfi doit etre
56 * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
57 * l'appel a la routine.
58 * Le coefficient a_l (0 <= l <= nt-1) doit etre stoke dans le
59 * tableau cfi comme suit
60 * a_l = cfi[ nr*nt* k + i + nr* l ]
61 * ou k et i sont les indices correspondant a phi et r
62 * respectivement: m = k/2.
63 * NB: pour m pair et l < m/2, a_l = 0
64 * pour m impair et l < (m-1)/2, a_l = 0
65
66
67
68 *
69 * Sortie:
70 * -------
71 * double* cfo : tableau des coefficients c_j du develop. en cos/sin definis
72 * comme suit (a r et phi fixes) :
73 *
74 * pour m pair: f(theta) = som_{j=0}^{nt-1} c_j cos( 2 j theta )
75 *
76 * pour m impair: f(theta) = som_{j=0}^{nt-2} c_j sin( (2 j+1) theta )
77 *
78 * L'espace memoire correspondant au pointeur cfo doit etre
79 * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
80 * l'appel a la routine.
81 * Le coefficient c_j (0 <= j <= nt-1) est stoke dans le
82 * tableau cfo comme suit
83 * c_j = cfo[ nr*nt* k + i + nr* j ]
84 * ou k et i sont les indices correspondant a
85 * phi et r respectivement: m = k/2.
86 * Pour m impair, c_0 = c_{nt-1} = 0.
87
88 *
89 * NB:
90 * ---
91 * Il n'est pas possible d'avoir le pointeur cfo egal a cfi.
92 */
93
94/*
95 * $Id: chb_legp_cossincp.C,v 1.8 2016/12/05 16:18:01 j_novak Exp $
96 * $Log: chb_legp_cossincp.C,v $
97 * Revision 1.8 2016/12/05 16:18:01 j_novak
98 * Suppression of some global variables (file names, loch, ...) to prevent redefinitions
99 *
100 * Revision 1.7 2014/10/13 08:53:11 j_novak
101 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
102 *
103 * Revision 1.6 2014/10/06 15:16:00 j_novak
104 * Modified #include directives to use c++ syntax.
105 *
106 * Revision 1.5 2013/04/25 15:46:05 j_novak
107 * Added special treatment in the case np = 1, for type_p = NONSYM.
108 *
109 * Revision 1.4 2005/02/18 13:14:10 j_novak
110 * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
111 * (trying to avoid compilation warnings).
112 *
113 * Revision 1.3 2003/01/31 10:31:23 e_gourgoulhon
114 * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
115 * in <stdlib.h>
116 *
117 * Revision 1.2 2002/10/16 14:36:52 j_novak
118 * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
119 * use experimental version 3 of gcc.
120 *
121 * Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:29 e_gourgoulhon
122 * LORENE
123 *
124 * Revision 2.0 1999/02/22 15:45:03 hyc
125 * *** empty log message ***
126 *
127 *
128 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_legp_cossincp.C,v 1.8 2016/12/05 16:18:01 j_novak Exp $
129 *
130 */
131
132
133// headers du C
134#include <cassert>
135#include <cstdlib>
136
137// Prototypage
138#include "headcpp.h"
139#include "proto.h"
140
141namespace Lorene {
142//******************************************************************************
143
144void chb_legp_cossincp(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
145
146int ip, k2, l, j, i, m ;
147
148// Nombres de degres de liberte en phi et theta :
149 int np = deg[0] ;
150 int nt = deg[1] ;
151 int nr = deg[2] ;
152
153 assert(np < 4*nt) ;
154
155 // Tableau de travail
156 double* som = new double[nr] ;
157
158// Recherche de la matrice de passage Legendre --> cos/sin
159 double* bb = mat_legp_cossincp(np, nt) ;
160
161// Increment en m pour la matrice bb :
162 int mbb = nt * nt ;
163
164// Pointeurs de travail :
165 double* resu = cfo ;
166 const double* cc = cfi ;
167
168// Increment en phi :
169 int ntnr = nt * nr ;
170
171// Indice courant en phi :
172 int k = 0 ;
173
174//----------------------------------------------------------------
175// Cas axisymetrique
176//----------------------------------------------------------------
177
178 if (np == 1) {
179
180 m = 0 ;
181
182// Boucle sur l'indice j du developpement en cos(2 j theta)
183
184 for (j=0; j<nt; j++) {
185
186// ... produit matriciel (parallelise sur r)
187 for (i=0; i<nr; i++) {
188 som[i] = 0 ;
189 }
190
191 for (l=m/2; l<nt; l++) {
192
193 double bmjl = bb[nt*j + l] ;
194 for (i=0; i<nr; i++) {
195 som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
196 }
197 }
198
199 for (i=0; i<nr; i++) {
200 *resu = som[i] ;
201 resu++ ;
202 }
203
204 } // fin de la boucle sur j
205
206 // Mise a zero des coefficients k=1 et k=2 :
207 // ---------------------------------------
208
209 for (i=0; i<2*ntnr; i++) {
210 *resu = 0 ;
211 resu++ ;
212 }
213
214 // On sort
215 delete [] som ;
216 return ;
217
218 } // fin du cas np=1
219
220
221//----------------------------------------------------------------
222// Cas 3-D
223//----------------------------------------------------------------
224
225// Ordre des harmoniques du developpement de Fourier en phi :
226 m = 0 ;
227
228// --------------
229// Boucle sur phi : k = 4*ip 4*ip+1 4*ip+2 4*ip+3
230// -------------- m = 2*ip 2*ip 2*ip+1 2*ip+1
231// k2 = 0 1 0 1
232
233 for (ip=0; ip < np/4 + 1 ; ip++) {
234
235//--------------------------------
236// Partie m pair
237//--------------------------------
238
239
240 for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
241
242 if ( (k == 1) || (k == np+1) ) { // On met les coef de sin(0 phi)
243 // et sin( np/2 phi) a zero
244 for (j=0; j<nt; j++) {
245 for (i=0; i<nr; i++) {
246 *resu = 0 ;
247 resu++ ;
248 }
249 }
250 }
251 else {
252
253// Boucle sur l'indice j du developpement en cos(2 j theta)
254
255 for (j=0; j<nt; j++) {
256
257// ... produit matriciel (parallelise sur r)
258 for (i=0; i<nr; i++) {
259 som[i] = 0 ;
260 }
261
262 for (l=m/2; l<nt; l++) {
263
264 double bmjl = bb[nt*j + l] ;
265 for (i=0; i<nr; i++) {
266 som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
267 }
268 }
269
270 for (i=0; i<nr; i++) {
271 *resu = som[i] ;
272 resu++ ;
273 }
274
275 } // fin de la boucle sur j
276
277 } // fin du cas k != 1
278
279// On passe au phi suivant :
280 cc = cc + ntnr ;
281 k++ ;
282
283 } // fin de la boucle sur k2
284
285// On passe a l'harmonique en phi suivante :
286 m++ ;
287 bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
288
289//--------------------------------
290// Partie m impair
291//--------------------------------
292
293 for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
294
295 if ( k == np+1 ) { // On met les coef de
296 // sin( np/2 phi) a zero
297 for (j=0; j<nt; j++) {
298 for (i=0; i<nr; i++) {
299 *resu = 0 ;
300 resu++ ;
301 }
302 }
303 }
304
305 if (k < np+1) {
306
307// Boucle sur l'indice j du developpement en sin( (2j+1) theta)
308
309 for (j=0; j<nt-1; j++) {
310
311// ... produit matriciel (parallelise sur r)
312 for (i=0; i<nr; i++) {
313 som[i] = 0 ;
314 }
315
316 for (l=(m-1)/2; l<nt-1; l++) {
317 double bmjl = bb[nt*j + l] ;
318 for (i=0; i<nr; i++) {
319 som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
320 }
321 }
322
323 for (i=0; i<nr; i++) {
324 *resu = som[i] ;
325 resu++ ;
326 }
327
328 } // fin de la boucle sur j
329
330// Dernier coef en j=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
331 for (i=0; i<nr; i++) {
332 *resu = 0 ;
333 resu++ ;
334 }
335
336// On passe au phi suivant :
337 cc = cc + ntnr ;
338 k++ ;
339
340 } // fin du cas k < np+1
341
342 } // fin de la boucle sur k2
343
344
345// On passe a l'harmonique en phi suivante :
346 m++ ;
347 bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
348
349 } // fin de la boucle (ip) sur phi
350
351// Mise a zero des coefficients de sin( np/2 phi ) (k=np+1)
352
353//## verif :
354// assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
355
356 // Menage
357 delete [] som ;
358
359}
360}
Lorene
Lorene prototypes.
Definition app_hor.h:67