LORENE
FFT991/citsin.C
1 /*
2  * Copyright (c) 1999-2001 Eric Gourgoulhon
3  * Copyright (c) 2002 Jerome Novak
4  *
5  *
6  * This file is part of LORENE.
7  *
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
16  * GNU General Public License for more details.
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19  * along with LORENE; if not, write to the Free Software
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 
84 
85 
86 /*
87  * $Id: citsin.C,v 1.5 2016/12/05 16:18:04 j_novak Exp $
88  * $Log: citsin.C,v $
89  * Revision 1.5 2016/12/05 16:18:04 j_novak
90  * Suppression of some global variables (file names, loch, ...) to prevent redefinitions
91  *
92  * Revision 1.4 2014/10/15 12:48:22 j_novak
93  * Corrected namespace declaration.
94  *
95  * Revision 1.3 2014/10/13 08:53:17 j_novak
96  * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
97  *
98  * Revision 1.2 2014/10/06 15:18:47 j_novak
99  * Modified #include directives to use c++ syntax.
100  *
101  * Revision 1.1 2004/12/21 17:06:01 j_novak
102  * Added all files for using fftw3.
103  *
104  * Revision 1.2 2004/12/17 15:34:30 e_gourgoulhon
105  * Corrected name: citcos --> citsin.
106  *
107  * Revision 1.1 2004/11/23 15:13:50 m_forot
108  * Added the bases for the cases without any equatorial symmetry
109  * (T_COSSIN_C, T_COSSIN_S, T_LEG, R_CHEBPI_P, R_CHEBPI_I).
110  *
111  * Revision 1.2 2003/01/31 10:31:23 e_gourgoulhon
112  * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
113  * in <stdlib.h>
114  *
115  * Revision 1.1 2002/11/12 17:43:53 j_novak
116  * Added transformatin functions for T_COS basis.
117  *
118  *
119  * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFT991/citsin.C,v 1.5 2016/12/05 16:18:04 j_novak Exp $
120  *
121  */
122 
123 
124 // headers du C
125 #include <cassert>
126 #include <cstdlib>
127 
128 // Prototypes of F77 subroutines
129 #include "headcpp.h"
130 #include "proto_f77.h"
131 
132 // Prototypage des sous-routines utilisees:
133 namespace Lorene {
134 int* facto_ini(int ) ;
135 double* trigo_ini(int ) ;
136 double* cheb_ini(const int) ;
137 //*****************************************************************************
138 
139 void citsin(const int* deg, const int* dimc, double* cf, const int* dimf,
140  double* ff)
141 {
142 
143 int i, j, k ;
144 
145 // Dimensions des tableaux ff et cf :
146  int n1f = dimf[0] ;
147  int n2f = dimf[1] ;
148  int n3f = dimf[2] ;
149  int n1c = dimc[0] ;
150  int n2c = dimc[1] ;
151  int n3c = dimc[2] ;
152 
153 // Nombres de degres de liberte en theta :
154  int nt = deg[1] ;
155 
156 // Tests de dimension:
157  if (nt > n2f) {
158  cout << "citcos: nt > n2f : nt = " << nt << " , n2f = "
159  << n2f << endl ;
160  abort () ;
161  exit(-1) ;
162  }
163  if (nt > n2c) {
164  cout << "citcos: nt > n2c : nt = " << nt << " , n2c = "
165  << n2c << endl ;
166  abort () ;
167  exit(-1) ;
168  }
169  if ( (n1f > 1) && (n1c > n1f) ) {
170  cout << "citcos: n1c > n1f : n1c = " << n1c << " , n1f = "
171  << n1f << endl ;
172  abort () ;
173  exit(-1) ;
174  }
175  if (n3c > n3f) {
176  cout << "citcos: n3c > n3f : n3c = " << n3c << " , n3f = "
177  << n3f << endl ;
178  abort () ;
179  exit(-1) ;
180  }
181 
182 // Nombre de points pour la FFT:
183  int nm1 = nt - 1;
184  int nm1s2 = nm1 / 2;
185 
186 // Recherche des tables pour la FFT:
187  int* facto = facto_ini(nm1) ;
188  double* trigo = trigo_ini(nm1) ;
189 
190 // Recherche de la table des sin(psi) :
191  double* sinp = cheb_ini(nt);
192 
193  // tableau de travail t1 et g
194  // (la dimension nm1+2 = nt+1 est exigee par la routine fft991)
195  double* g = (double*)( malloc( (nm1+2)*sizeof(double) ) ) ;
196  double* t1 = (double*)( malloc( (nm1+2)*sizeof(double) ) ) ;
197 
198 // Parametres pour la routine FFT991
199  int jump = 1 ;
200  int inc = 1 ;
201  int lot = 1 ;
202  int isign = 1 ;
203 
204 // boucle sur phi et r (les boucles vont resp. de 0 a max(dimc[0]-2,0) et
205 // 0 a dimc[2]-1 )
206 
207  int n2n3f = n2f * n3f ;
208  int n2n3c = n2c * n3c ;
209 
210 /*
211  * Borne de la boucle sur phi:
212  * si n1f = 1, on effectue la boucle une fois seulement.
213  * si n1f > 1, on va jusqu'a j = n1c-2 en sautant j = 1 (les coefficients
214  * j=n1c-1 et j=0 ne sont pas consideres car nuls).
215  */
216  int borne_phi = n1c-1 ;
217  if (n1f == 1) borne_phi = 1 ;
218 
219  for (j=0; j< borne_phi; j++) {
220 
221  if (j==1) continue ; // on ne traite pas le terme en sin(0 phi)
222 
223  for (k=0; k<n3c; k++) {
224 
225  int i0 = n2n3c * j + k ; // indice de depart
226  double* cf0 = cf + i0 ; // tableau des donnees a transformer
227 
228  i0 = n2n3f * j + k ; // indice de depart
229  double* ff0 = ff + i0 ; // tableau resultat
230 
231 // Coefficients impairs de G
232 //--------------------------
233 
234  g[1] = 0 ;
235  for (i=2; i<nm1; i += 2 ) g[i+1] = -0.5 * cf0[ n3c*i ] ;
236  g[nt] = 0 ;
237 
238 
239 // Coefficients pairs de G
240 //------------------------
241 
242  g[0] = .5 * cf0[n3c] ;
243  for ( i = 3; i < nt; i += 2 ) {
244  g[i-1] = .25 * ( cf0[ n3c*i ] - cf0[ n3c*(i-2) ] ) ;
245  }
246  g[nm1] = - .5 * cf0[ n3c*(nt-2) ] ;
247 
248 // Transformation de Fourier inverse de G
249 //---------------------------------------
250 
251 // FFT inverse
252  F77_fft991( g, t1, trigo, facto, &inc, &jump, &nm1, &lot, &isign) ;
253 
254 // Valeurs de f deduites de celles de G
255 //-------------------------------------
256 
257  for ( i = 1; i < nm1s2 ; i++ ) {
258 // ... indice du pt symetrique de psi par rapport a pi/2:
259  int isym = nm1 - i ;
260 
261  double fp = 0.5 * ( g[i] + g[isym] ) / sinp[i] ;
262  double fm = 0.5 * ( g[i] - g[isym] ) ;
263  ff0[ n3f*i ] = fp + fm ;
264  ff0[ n3f*isym ] = fp - fm ;
265  }
266 
267 //... cas particuliers:
268  ff0[0] = 0. ;
269  ff0[ n3f*nm1 ] = -2*g[0] ;
270  ff0[ n3f*nm1s2 ] = g[nm1s2] ;
271 
272 
273  } // fin de la boucle sur r
274  } // fin de la boucle sur phi
275 
276  // Menage
277  free (t1) ;
278  free (g) ;
279 
280 }
281 }
Lorene
Lorene prototypes.
Definition: app_hor.h:67