LORENE
chb_cossinci_legi.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
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9  * (at your option) any later version.
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 
24 
25 /*
26  * Calcule les coefficients du developpement (suivant theta) en fonctions
27  * associees de Legendre P_l^m(cos(theta)) (l-m impair) a partir des
28  * coefficients du developpement en
29  * cos[(2*j+1)*theta] [m pair] / sin(2*j* theta) [m impair]
30  * representant une fonction 3-D antisymetrique 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 c_j du develop. en cos/sin definis
42  * comme suit (a r et phi fixes)
43  *
44  * pour m pair: f(theta) = som_{j=0}^{nt-2} c_j cos( (2 j+1) theta )
45  *
46  * pour m impair: f(theta) = som_{j=1}^{nt-2} c_j sin( 2j theta )
47  *
48  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfi doit etre
49  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
50  * l'appel a la routine.
51  * Le coefficient c_j (0 <= j <= nt-1) doit etre stoke dans le
52  * tableau cfi comme suit
53  * c_j = cfi[ nr*nt* k + i + nr* j ]
54  * ou k et i sont les indices correspondant a
55  * phi et r respectivement: m = k/2.
56  * Pour m pair, c_{nt-1} = 0.
57  * Pour m impair, c_0 = c_{nt-1} = 0.
58  *
59  * Sortie:
60  * -------
61  * double* cfo : tableau des coefficients a_l du develop. en fonctions de
62  * Legendre associees P_n^m impaires:
63  *
64  * pour m pair: f(theta) =
65  * som_{l=m/2}^{nt-2} a_l P_{2l+1}^m( cos(theta) )
66  *
67  * pour m impair: f(theta) =
68  * som_{l=(m+1)/2}^{nt-2} a_l P_{2l}^m( cos(theta) )
69  *
70  * ou P_n^m(x) represente la fonction de Legendre associee
71  * de degre n et d'ordre m normalisee de facon a ce que
72  *
73  * int_0^pi [ P_n^m(cos(theta)) ]^2 sin(theta) dtheta = 1
74  *
75  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfo doit etre
76  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
77  * l'appel a la routine.
78  * Le coefficient a_l (0 <= l <= nt-1) est stoke dans le
79  * tableau cfo comme suit
80  * a_l = cfo[ nr*nt* k + i + nr* l ]
81  * ou k et i sont les indices correspondant a phi et r
82  * respectivement: m = k/2.
83  * NB: pour m pair: si l < m/2 ou l = nt-1, a_l = 0
84  * pour m impair: si l < (m+1)/2 ou l = nt-1, a_l = 0
85  *
86  * NB:
87  * ---
88  * Il n'est pas possible d'avoir le pointeur cfo egal a cfi.
89  */
90 
91 /*
92  * $Id: chb_cossinci_legi.C,v 1.6 2016/12/05 16:18:00 j_novak Exp $
93  * $Log: chb_cossinci_legi.C,v $
94  * Revision 1.6 2016/12/05 16:18:00 j_novak
95  * Suppression of some global variables (file names, loch, ...) to prevent redefinitions
96  *
97  * Revision 1.5 2014/10/13 08:53:10 j_novak
98  * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
99  *
100  * Revision 1.4 2014/10/06 15:16:00 j_novak
101  * Modified #include directives to use c++ syntax.
102  *
103  * Revision 1.3 2005/02/18 13:14:10 j_novak
104  * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
105  * (trying to avoid compilation warnings).
106  *
107  * Revision 1.2 2002/10/16 14:36:52 j_novak
108  * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
109  * use experimental version 3 of gcc.
110  *
111  * Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:29 e_gourgoulhon
112  * LORENE
113  *
114  * Revision 2.0 1999/02/22 15:45:41 hyc
115  * *** empty log message ***
116  *
117  *
118  * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_cossinci_legi.C,v 1.6 2016/12/05 16:18:00 j_novak Exp $
119  *
120  */
121 
122 
123 // headers du C
124 #include <cassert>
125 #include <cstdlib>
126 
127 // Prototypage
128 #include "headcpp.h"
129 #include "proto.h"
130 
131 namespace Lorene {
132 //******************************************************************************
133 
134 void chb_cossinci_legi(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
135 
136 // Espace de travail realloue eventuellement a chaque appel :
137 
138 int ip, k2, l, jmin, j, i, m ;
139 
140 // Nombres de degres de liberte en phi et theta :
141  int np = deg[0] ;
142  int nt = deg[1] ;
143  int nr = deg[2] ;
144 
145  assert(np < 4*nt) ;
146 
147  // Tableau de travail
148  double* som = new double[nr] ;
149 
150 // Recherche de la matrice de passage cos/sin --> Legendre
151  double* aa = mat_cossinci_legi(np, nt) ;
152 
153 // Increment en m pour la matrice aa :
154  int maa = nt * nt ;
155 
156 // Pointeurs de travail :
157  double* resu = cfo ;
158  const double* cc = cfi ;
159 
160 // Increment en phi :
161  int ntnr = nt * nr ;
162 
163 // Indice courant en phi :
164  int k = 0 ;
165 
166 // Ordre des harmoniques du developpement de Fourier en phi :
167  m = 0 ;
168 
169 // --------------
170 // Boucle sur phi : k = 4*ip 4*ip+1 4*ip+2 4*ip+3
171 // -------------- m = 2*ip 2*ip 2*ip+1 2*ip+1
172 // k2 = 0 1 0 1
173 
174  for (ip=0; ip < np/4 + 1 ; ip++) {
175 
176 //--------------------------------
177 // Partie m pair
178 //--------------------------------
179 
180 
181  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
182 
183  if ( (k == 1) || (k == np+1) ) { // On met les coef de sin(0 phi)
184  // et sin( np/2 phi) a zero
185  for (l=0; l<nt; l++) {
186  for (i=0; i<nr; i++) {
187  *resu = 0 ;
188  resu++ ;
189  }
190  }
191  }
192  else {
193 
194 // Boucle sur l'indice l du developpement en Legendre
195 
196  //... 0 <= l <= m/2 - 1 : a_l = 0
197  for (l=0; l<m/2; l++) {
198  for (i=0; i<nr; i++) {
199  *resu = 0 ;
200  resu++ ;
201  }
202  }
203 
204  //... m/2 <= l <= nt-2 : produit matriciel (parallelise sur r)
205  for (l=m/2; l<nt-1; l++) {
206  for (i=0; i<nr; i++) {
207  som[i] = 0 ;
208  }
209 
210  //## jmin = ( m == 0 ) ? l : 0 ; // pour m=0, aa_lj = 0 pour j<l
211  jmin = 0 ;
212  for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
213  double amlj = aa[nt*l + j] ;
214  for (i=0; i<nr; i++) {
215  som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
216  }
217  }
218 
219  for (i=0; i<nr; i++) {
220  *resu = som[i] ;
221  resu++ ;
222  }
223 
224  } // fin de la boucle sur l
225 
226 
227  //... l = nt-1 : a_l = 0
228  for (i=0; i<nr; i++) {
229  *resu = 0 ;
230  resu++ ;
231  }
232 
233  } // fin du cas k != 1
234 
235 // On passe au phi suivant :
236  cc = cc + ntnr ;
237  k++ ;
238 
239  } // fin de la boucle sur k2
240 
241 // On passe a l'harmonique en phi suivante :
242  m++ ;
243  aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
244 
245 //--------------------------------
246 // Partie m impair
247 //--------------------------------
248 
249  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
250 
251  if ( k == np+1 ) { // On met les coef de
252  // sin( np/2 phi) a zero
253  for (l=0; l<nt; l++) {
254  for (i=0; i<nr; i++) {
255  *resu = 0 ;
256  resu++ ;
257  }
258  }
259  }
260 
261  if (k < np+1) {
262 
263 // Boucle sur l'indice l du developpement en Legendre
264 
265  //... 0 <= l <= (m-1)/2 : a_l = 0
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  //... (m+1)/2 <= l <= nt-2 : 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 = ( m == 1 ) ? l : 0 ; // pour m=1, aa_lj = 0 pour j<l
281  jmin = 1 ; // pour j=0, sin(2*j*theta)=0
282 
283  for (j=jmin; j<nt-1; j++) {
284  double amlj = aa[nt*l + j] ;
285  for (i=0; i<nr; i++) {
286  som[i] += amlj * cc[nr*j + i] ;
287  }
288  }
289 
290  for (i=0; i<nr; i++) {
291  *resu = som[i] ;
292  resu++ ;
293  }
294 
295  } // fin de la boucle sur l
296 
297  //... l = nt-1 : a_l = 0
298  for (i=0; i<nr; i++) {
299  *resu = 0 ;
300  resu++ ;
301  }
302 
303 
304 // On passe au phi suivant :
305  cc = cc + ntnr ;
306  k++ ;
307 
308  } // fin du cas k < np+1
309 
310  } // fin de la boucle sur k2
311 
312 
313 // On passe a l'harmonique en phi suivante :
314  m++ ;
315  aa += maa ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
316 
317  } // fin de la boucle (ip) sur phi
318 
319 // Mise a zero des coefficients de sin( np/2 phi ) (k=np+1)
320 
321 //## verif :
322  assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
323 
324  // Menage
325  delete [] som ;
326 
327 }
328 }
Lorene
Lorene prototypes.
Definition: app_hor.h:67