LORENE
chb_sinp_legii.C
1 /*
2  * Copyright (c) 2003 Jerome Novak
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
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10  *
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
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
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 char chb_sinp_legii_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_sinp_legii.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:11 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 sin(2j*theta)
29  * representant une fonction 3-D antisymetrique par rapport au plan equatorial
30  * z = 0 et antisymetrique par le retournement (x, y, z) --> (-x, -y, z).
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 defini
41  * comme suit (a r et phi fixes)
42  *
43  * f(theta) = som_{j=0}^{nt-2} c_j sin( 2j theta )
44  *
45  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfi doit etre
46  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
47  * l'appel a la routine.
48  * Le coefficient c_j (0 <= j <= nt-2) doit etre stoke dans le
49  * tableau cfi comme suit
50  * c_j = cfi[ nr*nt* k + i + nr* j ]
51  * ou k et i sont les indices correspondant a
52  * phi et r respectivement. On a c_0 = c_{nt-1} = 0.
53  *
54  * Sortie:
55  * -------
56  * double* cfo : tableau des coefficients a_j du develop. en fonctions de
57  * Legendre associees P_l^m (l pair, m impair)
58  *
59  * f(theta) =
60  * som_{l=(m+1)/2}^{nt-2} a_j P_{2j}^m( cos(theta) )
61  *
62  * avec m impair.
63  *
64  * P_l^m(x) represente la fonction de Legendre associee
65  * de degre l et d'ordre m normalisee de facon a ce que
66  *
67  * int_0^pi [ P_l^m(cos(theta)) ]^2 sin(theta) dtheta = 1
68  *
69  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfo doit etre
70  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
71  * l'appel a la routine.
72  * Le coefficient a_j (0 <= j <= nt-1) est stoke dans le
73  * tableau cfo comme suit
74  * a_j = cfo[ nr*nt* k + i + nr* j ]
75  * ou k et i sont les indices correspondant a phi et r
76  * respectivement: m = 2( k/2 ).
77  * NB: pour j<(m+1)/2 ou l=nt-1, a_j = 0
78  *
79  * NB:
80  * ---
81  * Il n'est pas possible d'avoir le pointeur cfo egal a cfi.
82  */
83 
84 /*
85  * $Id: chb_sinp_legii.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:11 j_novak Exp $
86  * $Log: chb_sinp_legii.C,v $
87  * Revision 1.4 2014/10/13 08:53:11 j_novak
88  * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
89  *
90  * Revision 1.3 2014/10/06 15:16:01 j_novak
91  * Modified #include directives to use c++ syntax.
92  *
93  * Revision 1.2 2005/02/18 13:14:12 j_novak
94  * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
95  * (trying to avoid compilation warnings).
96  *
97  * Revision 1.1 2003/09/16 08:58:01 j_novak
98  * New functions for the T_LEG_II base
99  *
100  *
101  * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_sinp_legii.C,v 1.4 2014/10/13 08:53:11 j_novak Exp $
102  *
103  */
104 
105 // headers du C
106 #include <cassert>
107 #include <cstdlib>
108 
109 // Prototypage
110 #include "headcpp.h"
111 #include "proto.h"
112 
113 namespace Lorene {
114 //******************************************************************************
115 
116 void chb_sinp_legii(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
117 
118 int k2, l, jmin, j, i, m ;
119 
120  // Nombres de degres de liberte en phi et theta :
121  int np = deg[0] ;
122  int nt = deg[1] ;
123  int nr = deg[2] ;
124 
125  assert(np < 4*nt) ;
126  assert( cfi != cfo ) ;
127 
128  // Tableau de travail
129  double* som = new double[nr] ;
130 
131  // Recherche de la matrice de passage cos --> Legendre
132  double* aa = mat_sinp_legii(np, nt) ;
133 
134  // Increment en m pour la matrice aa :
135  int maa = nt * nt ;
136 
137  // Pointeurs de travail :
138  double* resu = cfo ;
139  const double* cc = cfi ;
140 
141  // Increment en phi :
142  int ntnr = nt * nr ;
143 
144  // Indice courant en phi :
145  int k = 0 ;
146 
147  // Cas k=0 (m=1 : cos(phi))
148  // ------------------------
149 
150 
151  // Cas l=0 : a_l = 0
152  for (i=0; i<nr; i++) {
153  *resu = 0. ;
154  resu++ ;
155  }
156 
157  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
158  for (l=1; l<nt-1; l++) {
159  for (i=0; i<nr; i++) {
160  som[i] = 0 ;
161  }
162 
163  jmin = 1 ; // pour m=1, aa_lj = 0 pour j<l
164 
165  for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
166  double amlj = aa[nt*l + j] ;
167  for (i=0; i<nr; i++) {
168  som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
169  }
170  }
171 
172  for (i=0; i<nr; i++) {
173  *resu = som[i] ;
174  resu++ ;
175  }
176 
177  } // fin de la boucle sur l
178 
179  // Dernier coef en l=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
180  for (i=0; i<nr; i++) {
181  *resu = 0 ;
182  resu++ ;
183  }
184 
185  // Special case np=1 (axisymmetry)
186  // -------------------------------
187  if (np==1) {
188  for (i=0; i<2*ntnr; i++) {
189  *resu = 0 ;
190  resu++ ;
191  }
192  delete [] som ;
193  return ;
194  }
195 
196 
197  // On passe au phi suivant :
198  cc = cc + ntnr ;
199  k++ ;
200 
201  // Cas k=1 : tout est mis a zero
202  // -----------------------------
203 
204  for (l=0; l<nt; l++) {
205  for (i=0; i<nr; i++) {
206  *resu = 0 ;
207  resu++ ;
208  }
209  }
210 
211  // On passe au phi suivant :
212  cc = cc + ntnr ;
213  k++ ;
214 
215  // Cas k=2 (m=1 : sin(phi))
216  // ------------------------
217 
218  // Cas l=0 : a_l = 0
219  for (i=0; i<nr; i++) {
220  *resu = 0. ;
221  resu++ ;
222  }
223 
224  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
225  for (l=1; l<nt-1; l++) {
226  for (i=0; i<nr; i++) {
227  som[i] = 0 ;
228  }
229 
230  jmin = 1 ; // pour m=1, aa_lj = 0 pour j<l
231 
232  for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
233  double amlj = aa[nt*l + j] ;
234  for (i=0; i<nr; i++) {
235  som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
236  }
237  }
238 
239  for (i=0; i<nr; i++) {
240  *resu = som[i] ;
241  resu++ ;
242  }
243 
244  } // fin de la boucle sur l
245 
246  // Dernier coef en l=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
247  for (i=0; i<nr; i++) {
248  *resu = 0 ;
249  resu++ ;
250  }
251 
252  // On passe au phi suivant :
253  cc = cc + ntnr ;
254  k++ ;
255 
256  // On passe au m suivant
257  aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
258 
259  // Cas k >= 3
260  // ----------
261 
262  for (m=3; m < np ; m+=2) {
263 
264  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
265 
266  for (l=0; l<(m+1)/2; l++) {
267  for (i=0; i<nr; i++) {
268  *resu = 0 ;
269  resu++ ;
270  }
271  }
272 
273  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
274  for (l=(m+1)/2; l<nt-1; l++) {
275  for (i=0; i<nr; i++) {
276  som[i] = 0 ;
277  }
278 
279  jmin = 1 ;
280 
281  for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
282  double amlj = aa[nt*l + j] ;
283  for (i=0; i<nr; i++) {
284  som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
285  }
286  }
287 
288  for (i=0; i<nr; i++) {
289  *resu = som[i] ;
290  resu++ ;
291  }
292 
293  } // fin de la boucle sur l
294 
295  // Dernier coef en l=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
296  for (i=0; i<nr; i++) {
297  *resu = 0 ;
298  resu++ ;
299  }
300 
301  // On passe au phi suivant :
302  cc = cc + ntnr ;
303  k++ ;
304 
305  } // fin de la boucle sur k2
306 
307  // On passe a l'harmonique en phi suivante :
308 
309  aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
310 
311  } // fin de la boucle (m) sur phi
312 
313  // Cas k=np+1 : tout est mis a zero
314  // --------------------------------
315 
316  for (l=0; l<nt; l++) {
317  for (i=0; i<nr; i++) {
318  *resu = 0 ;
319  resu++ ;
320  }
321  }
322 
323 
324 //## verif :
325  assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
326 
327  // Menage
328  delete [] som ;
329 
330 }
331 }
Lorene prototypes.
Definition: app_hor.h:64