LORENE
chb_sini_legpi.C
1 /*
2  * Copyright (c) 1999-2001 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
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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_sini_legpi_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_sini_legpi.C,v 1.6 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+1)*theta)
29  * representant une fonction 3-D symetrique 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+1) 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_{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 impair, m impair)
58  *
59  * f(theta) =
60  * som_{l=(m-1)/2}^{nt-2} a_j P_{2j+1}^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, 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_sini_legpi.C,v 1.6 2014/10/13 08:53:11 j_novak Exp $
86  * $Log: chb_sini_legpi.C,v $
87  * Revision 1.6 2014/10/13 08:53:11 j_novak
88  * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
89  *
90  * Revision 1.5 2014/10/06 15:16:01 j_novak
91  * Modified #include directives to use c++ syntax.
92  *
93  * Revision 1.4 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 1.3 2003/01/31 10:31:23 e_gourgoulhon
98  * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
99  * in <stdlib.h>
100  *
101  * Revision 1.2 2002/10/16 14:36:53 j_novak
102  * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
103  * use experimental version 3 of gcc.
104  *
105  * Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:28 e_gourgoulhon
106  * LORENE
107  *
108  * Revision 2.1 2000/11/14 15:12:18 eric
109  * Traitement du cas np=1
110  *
111  * Revision 2.0 2000/09/29 16:08:39 eric
112  * *** empty log message ***
113  *
114  *
115  * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_sini_legpi.C,v 1.6 2014/10/13 08:53:11 j_novak Exp $
116  *
117  */
118 
119 // headers du C
120 #include <cassert>
121 #include <cstdlib>
122 
123 // Prototypage
124 #include "headcpp.h"
125 #include "proto.h"
126 
127 namespace Lorene {
128 //******************************************************************************
129 
130 void chb_sini_legpi(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
131 
132 int k2, l, jmin, j, i, m ;
133 
134  // Nombres de degres de liberte en phi et theta :
135  int np = deg[0] ;
136  int nt = deg[1] ;
137  int nr = deg[2] ;
138 
139  assert(np < 4*nt) ;
140  assert( cfi != cfo ) ;
141 
142  // Tableau de travail
143  double* som = new double[nr] ;
144 
145  // Recherche de la matrice de passage cos --> Legendre
146  double* aa = mat_sini_legpi(np, nt) ;
147 
148  // Increment en m pour la matrice aa :
149  int maa = nt * nt ;
150 
151  // Pointeurs de travail :
152  double* resu = cfo ;
153  const double* cc = cfi ;
154 
155  // Increment en phi :
156  int ntnr = nt * nr ;
157 
158  // Indice courant en phi :
159  int k = 0 ;
160 
161  // Cas k=0 (m=1 : cos(phi))
162  // ------------------------
163 
164  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
165  for (l=0; l<nt-1; l++) {
166  for (i=0; i<nr; i++) {
167  som[i] = 0 ;
168  }
169 
170  jmin = l ; // pour m=1, aa_lj = 0 pour j<l
171 
172  for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
173  double amlj = aa[nt*l + j] ;
174  for (i=0; i<nr; i++) {
175  som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
176  }
177  }
178 
179  for (i=0; i<nr; i++) {
180  *resu = som[i] ;
181  resu++ ;
182  }
183 
184  } // fin de la boucle sur l
185 
186  // Dernier coef en l=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
187  for (i=0; i<nr; i++) {
188  *resu = 0 ;
189  resu++ ;
190  }
191 
192  // Special case np=1 (axisymmetry)
193  // -------------------------------
194  if (np==1) {
195  for (i=0; i<2*ntnr; i++) {
196  *resu = 0 ;
197  resu++ ;
198  }
199  delete [] som ;
200  return ;
201  }
202 
203 
204  // On passe au phi suivant :
205  cc = cc + ntnr ;
206  k++ ;
207 
208  // Cas k=1 : tout est mis a zero
209  // -----------------------------
210 
211  for (l=0; l<nt; l++) {
212  for (i=0; i<nr; i++) {
213  *resu = 0 ;
214  resu++ ;
215  }
216  }
217 
218  // On passe au phi suivant :
219  cc = cc + ntnr ;
220  k++ ;
221 
222  // Cas k=2 (m=1 : sin(phi))
223  // ------------------------
224 
225  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
226  for (l=0; l<nt-1; l++) {
227  for (i=0; i<nr; i++) {
228  som[i] = 0 ;
229  }
230 
231  jmin = l ; // pour m=1, aa_lj = 0 pour j<l
232 
233  for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
234  double amlj = aa[nt*l + j] ;
235  for (i=0; i<nr; i++) {
236  som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
237  }
238  }
239 
240  for (i=0; i<nr; i++) {
241  *resu = som[i] ;
242  resu++ ;
243  }
244 
245  } // fin de la boucle sur l
246 
247  // Dernier coef en l=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
248  for (i=0; i<nr; i++) {
249  *resu = 0 ;
250  resu++ ;
251  }
252 
253  // On passe au phi suivant :
254  cc = cc + ntnr ;
255  k++ ;
256 
257  // On passe au m suivant
258  aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
259 
260  // Cas k >= 3
261  // ----------
262 
263  for (m=3; m < np ; m+=2) {
264 
265  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
266 
267  for (l=0; l<(m-1)/2; l++) {
268  for (i=0; i<nr; i++) {
269  *resu = 0 ;
270  resu++ ;
271  }
272  }
273 
274  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
275  for (l=(m-1)/2; l<nt-1; l++) {
276  for (i=0; i<nr; i++) {
277  som[i] = 0 ;
278  }
279 
280  jmin = 0 ;
281 
282  for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
283  double amlj = aa[nt*l + j] ;
284  for (i=0; i<nr; i++) {
285  som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
286  }
287  }
288 
289  for (i=0; i<nr; i++) {
290  *resu = som[i] ;
291  resu++ ;
292  }
293 
294  } // fin de la boucle sur l
295 
296  // Dernier coef en l=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
297  for (i=0; i<nr; i++) {
298  *resu = 0 ;
299  resu++ ;
300  }
301 
302  // On passe au phi suivant :
303  cc = cc + ntnr ;
304  k++ ;
305 
306  } // fin de la boucle sur k2
307 
308  // On passe a l'harmonique en phi suivante :
309 
310  aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
311 
312  } // fin de la boucle (m) sur phi
313 
314  // Cas k=np+1 : tout est mis a zero
315  // --------------------------------
316 
317  for (l=0; l<nt; l++) {
318  for (i=0; i<nr; i++) {
319  *resu = 0 ;
320  resu++ ;
321  }
322  }
323 
324 
325 //## verif :
326  assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
327 
328  // Menage
329  delete [] som ;
330 
331 }
332 }
Lorene
Lorene prototypes.
Definition: app_hor.h:64