LORENE
chb_legi_cossinci.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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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)
27  * en cos((2*j+1)*theta) [m pair] / sin( 2*j * theta) [m impair]
28  * a partir des coefficients du developpement en fonctions
29  * associees de Legendre P_l^m(cos(theta)) impaires
30  * pour une 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 a_l du develop. en fonctions de
42  * Legendre associees P_n^m impaires:
43  *
44  * pour m pair: f(theta) =
45  * som_{l=m/2}^{nt-2} a_l P_{2l+1}^m( cos(theta) )
46  *
47  * pour m impair: f(theta) =
48  * som_{l=(m+1)/2}^{nt-2} a_l P_{2l}^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: si l < m/2 ou l = nt-1, a_l = 0
64  * pour m impair: si l < (m+1)/2 ou l = nt-1, a_l = 0
65  *
66  * Sortie:
67  * -------
68  * double* cfo : tableau des coefficients c_j du develop. en cos/sin definis
69  * comme suit (a r et phi fixes) :
70  *
71  * pour m pair: f(theta) = som_{j=0}^{nt-2} c_j cos( (2j+1) theta )
72  *
73  * pour m impair: f(theta) = som_{j=1}^{nt-2} c_j sin( 2j theta )
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 c_j (0 <= j <= nt-1) est stoke dans le
79  * tableau cfo comme suit
80  * c_j = cfo[ nr*nt* k + i + nr* j ]
81  * ou k et i sont les indices correspondant a
82  * phi et r respectivement: m = k/2.
83  * Pour m pair, c_{nt-1} = 0.
84  * Pour m impair, c_0 = c_{nt-1} = 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_legi_cossinci.C,v 1.6 2016/12/05 16:18:01 j_novak Exp $
93  * $Log: chb_legi_cossinci.C,v $
94  * Revision 1.6 2016/12/05 16:18:01 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 15:45:13 hyc
115  * *** empty log message ***
116  *
117  *
118  * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_legi_cossinci.C,v 1.6 2016/12/05 16:18:01 j_novak Exp $
119  *
120  */
121 
122 // headers du C
123 #include <cassert>
124 #include <cstdlib>
125 
126 // Prototypage
127 #include "headcpp.h"
128 #include "proto.h"
129 
130 namespace Lorene {
131 //******************************************************************************
132 
133 void chb_legi_cossinci(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
134 
135 int ip, k2, l, j, i, m ;
136 
137 // Nombres de degres de liberte en phi et theta :
138  int np = deg[0] ;
139  int nt = deg[1] ;
140  int nr = deg[2] ;
141 
142  assert(np < 4*nt) ;
143 
144  // Tableau de travail
145  double* som = new double[nr] ;
146 
147 // Recherche de la matrice de passage Legendre --> cos/sin
148  double* bb = mat_legi_cossinci(np, nt) ;
149 
150 // Increment en m pour la matrice bb :
151  int mbb = nt * nt ;
152 
153 // Pointeurs de travail :
154  double* resu = cfo ;
155  const double* cc = cfi ;
156 
157 // Increment en phi :
158  int ntnr = nt * nr ;
159 
160 // Indice courant en phi :
161  int k = 0 ;
162 
163 // Ordre des harmoniques du developpement de Fourier en phi :
164  m = 0 ;
165 
166 // --------------
167 // Boucle sur phi : k = 4*ip 4*ip+1 4*ip+2 4*ip+3
168 // -------------- m = 2*ip 2*ip 2*ip+1 2*ip+1
169 // k2 = 0 1 0 1
170 
171  for (ip=0; ip < np/4 + 1 ; ip++) {
172 
173 //--------------------------------
174 // Partie m pair
175 //--------------------------------
176 
177 
178  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
179 
180  if ( (k == 1) || (k == np+1) ) { // On met les coef de sin(0 phi)
181  // et sin( np/2 phi) a zero
182  for (j=0; j<nt; j++) {
183  for (i=0; i<nr; i++) {
184  *resu = 0 ;
185  resu++ ;
186  }
187  }
188  }
189  else {
190 
191 // Boucle sur l'indice j du developpement en cos((2 j+1) theta)
192 
193  //... produit matriciel (parallelise sur r)
194  for (j=0; j<nt-1; j++) {
195 
196  for (i=0; i<nr; i++) {
197  som[i] = 0 ;
198  }
199 
200  for (l=m/2; l<nt-1; l++) {
201 
202  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
203  for (i=0; i<nr; i++) {
204  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
205  }
206  }
207 
208  for (i=0; i<nr; i++) {
209  *resu = som[i] ;
210  resu++ ;
211  }
212 
213  } // fin de la boucle sur j
214 
215  //... dernier coef en j=nt-1 mis a zero:
216  for (i=0; i<nr; i++) {
217  *resu = 0 ;
218  resu++ ;
219  }
220 
221  } // fin du cas k != 1
222 
223 // On passe au phi suivant :
224  cc = cc + ntnr ;
225  k++ ;
226 
227  } // fin de la boucle sur k2
228 
229 // On passe a l'harmonique en phi suivante :
230  m++ ;
231  bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
232 
233 //--------------------------------
234 // Partie m impair
235 //--------------------------------
236 
237  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
238 
239  if ( k == np+1 ) { // On met les coef de
240  // sin( np/2 phi) a zero
241  for (j=0; j<nt; j++) {
242  for (i=0; i<nr; i++) {
243  *resu = 0 ;
244  resu++ ;
245  }
246  }
247  }
248 
249  if (k < np+1) {
250 
251 // Boucle sur l'indice j du developpement en sin( 2j theta)
252 
253  //... premier coef en j=0 mis a zero:
254  for (i=0; i<nr; i++) {
255  *resu = 0 ;
256  resu++ ;
257  }
258 
259  //... produit matriciel (parallelise sur r)
260 
261  for (j=1; j<nt-1; j++) {
262 
263  for (i=0; i<nr; i++) {
264  som[i] = 0 ;
265  }
266 
267  for (l=(m+1)/2; l<nt-1; l++) {
268  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
269  for (i=0; i<nr; i++) {
270  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
271  }
272  }
273 
274  for (i=0; i<nr; i++) {
275  *resu = som[i] ;
276  resu++ ;
277  }
278 
279  } // fin de la boucle sur j
280 
281  //... dernier coef en j=nt-1 mis a zero :
282  for (i=0; i<nr; i++) {
283  *resu = 0 ;
284  resu++ ;
285  }
286 
287 // On passe au phi suivant :
288  cc = cc + ntnr ;
289  k++ ;
290 
291  } // fin du cas k < np+1
292 
293  } // fin de la boucle sur k2
294 
295 
296 // On passe a l'harmonique en phi suivante :
297  m++ ;
298  bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
299 
300  } // fin de la boucle (ip) sur phi
301 
302 // Mise a zero des coefficients de sin( np/2 phi ) (k=np+1)
303 
304 //## verif :
305  assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
306 
307  // Menage
308  delete [] som ;
309 
310 }
311 }
Lorene
Lorene prototypes.
Definition: app_hor.h:67