LORENE
chb_legpi_sini.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 sin((2j+1) theta)
28  * a partir des coefficients du developpement en fonctions
29  * associees de Legendre P_l^m(cos(theta)) (l impair et m impair)
30  * pour une une fonction 3-D symetrique par rapport au plan equatorial
31  * z = 0 et antisymetrique par le retournement (x, y, z) --> (-x, -y, z).
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_j du develop. en fonctions de
42  * Legendre associees P_n^m:
43  *
44  * f(theta) =
45  * som_{l=(m-1)/2}^{nt-2} a_j P_{2j+1}^m( cos(theta) )
46  *
47  * (m impair)
48  *
49  * ou P_l^m(x) represente la fonction de Legendre associee
50  * de degre l et d'ordre m normalisee de facon a ce que
51  *
52  * int_0^pi [ P_l^m(cos(theta)) ]^2 sin(theta) dtheta = 1
53  *
54  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfi doit etre
55  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
56  * l'appel a la routine.
57  * Le coefficient a_j (0 <= j <= nt-1) doit etre stoke dans le
58  * tableau cfi comme suit
59  * a_j = cfi[ nr*nt* k + i + nr* j ]
60  * ou k et i sont les indices correspondant a phi et r
61  * respectivement: m = 2 (k/2).
62  * NB: pour j<(m-1)/2, a_j = 0
63  *
64  * Sortie:
65  * -------
66  * double* cfo : tableau des coefficients c_j du develop. en sin definis
67  * comme suit (a r et phi fixes) :
68  *
69  * f(theta) = som_{j=0}^{nt-2} c_j sin( (2j+1) theta )
70  *
71  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfo doit etre
72  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
73  * l'appel a la routine.
74  * Le coefficient c_j (0 <= j <= nt-1) est stoke dans le
75  * tableau cfo comme suit
76  * c_j = cfo[ nr*nt* k + i + nr* j ]
77  * ou k et i sont les indices correspondant a
78  * phi et r respectivement.
79  * NB: c_{nt-1} = 0.
80  *
81  *
82  * NB:
83  * ---
84  * Il n'est pas possible d'avoir le pointeur cfo egal a cfi.
85  */
86 
87 /*
88  * $Id: chb_legpi_sini.C,v 1.7 2016/12/05 16:18:01 j_novak Exp $
89  * $Log: chb_legpi_sini.C,v $
90  * Revision 1.7 2016/12/05 16:18:01 j_novak
91  * Suppression of some global variables (file names, loch, ...) to prevent redefinitions
92  *
93  * Revision 1.6 2014/10/13 08:53:11 j_novak
94  * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
95  *
96  * Revision 1.5 2014/10/06 15:16:00 j_novak
97  * Modified #include directives to use c++ syntax.
98  *
99  * Revision 1.4 2005/02/18 13:14:11 j_novak
100  * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
101  * (trying to avoid compilation warnings).
102  *
103  * Revision 1.3 2003/01/31 10:31:23 e_gourgoulhon
104  * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
105  * in <stdlib.h>
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 2.1 2000/11/14 15:12:11 eric
115  * Traitement du cas np=1
116  *
117  * Revision 2.0 2000/09/29 16:07:35 eric
118  * *** empty log message ***
119  *
120  *
121  * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_legpi_sini.C,v 1.7 2016/12/05 16:18:01 j_novak Exp $
122  *
123  */
124 
125 // headers du C
126 #include <cstdlib>
127 #include <cassert>
128 
129 // Headers Lorene
130 #include "headcpp.h"
131 #include "proto.h"
132 
133 namespace Lorene {
134 //******************************************************************************
135 
136 void chb_legpi_sini(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
137 
138 int k2, l, 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  assert( cfi != cfo ) ;
147 
148  // Tableau de travail
149  double* som = new double[nr] ;
150 
151 // Recherche de la matrice de passage Legendre --> cos/sin
152  double* bb = mat_legpi_sini(np, nt) ;
153 
154 // Increment en m pour la matrice bb :
155  int mbb = nt * nt ;
156 
157 // Pointeurs de travail :
158  double* resu = cfo ;
159  const double* cc = cfi ;
160 
161 // Increment en phi :
162  int ntnr = nt * nr ;
163 
164 // Indice courant en phi :
165  int k = 0 ;
166 
167  // Cas k=0 (m=1 : cos(phi))
168  // ------------------------
169 
170  // Boucle sur l'indice j du developpement en sin( (2j+1) theta)
171 
172  for (j=0; j<nt-1; j++) {
173 
174  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
175  for (i=0; i<nr; i++) {
176  som[i] = 0 ;
177  }
178 
179  for (l=0; l<nt-1; l++) {
180  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
181  for (i=0; i<nr; i++) {
182  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
183  }
184  }
185 
186  for (i=0; i<nr; i++) {
187  *resu = som[i] ;
188  resu++ ;
189  }
190 
191  } // fin de la boucle sur j
192 
193  // Dernier coef en j=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
194  for (i=0; i<nr; i++) {
195  *resu = 0 ;
196  resu++ ;
197  }
198 
199  // Special case np=1 (axisymmetry)
200  // -------------------------------
201  if (np==1) {
202  for (i=0; i<2*ntnr; i++) {
203  *resu = 0 ;
204  resu++ ;
205  }
206  delete [] som ;
207  return ;
208  }
209 
210  // On passe au phi suivant :
211  cc = cc + ntnr ;
212  k++ ;
213 
214  // Cas k=1 : tout est mis a zero
215  // -----------------------------
216 
217  for (l=0; l<nt; l++) {
218  for (i=0; i<nr; i++) {
219  *resu = 0 ;
220  resu++ ;
221  }
222  }
223 
224  // On passe au phi suivant :
225  cc = cc + ntnr ;
226  k++ ;
227 
228  // Cas k=2 (m=1 : sin(phi))
229  // ------------------------
230 
231  // Boucle sur l'indice j du developpement en sin( (2j+1) theta)
232 
233  for (j=0; j<nt-1; j++) {
234 
235  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
236  for (i=0; i<nr; i++) {
237  som[i] = 0 ;
238  }
239 
240  for (l=0; l<nt-1; l++) {
241  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
242  for (i=0; i<nr; i++) {
243  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
244  }
245  }
246 
247  for (i=0; i<nr; i++) {
248  *resu = som[i] ;
249  resu++ ;
250  }
251 
252  } // fin de la boucle sur j
253 
254  // Dernier coef en j=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
255  for (i=0; i<nr; i++) {
256  *resu = 0 ;
257  resu++ ;
258  }
259 
260  // On passe au phi suivant :
261  cc = cc + ntnr ;
262  k++ ;
263 
264  // On passe au m suivant :
265  bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
266 
267  // Cas k >= 3
268  // ----------
269 
270  for (m=3; m < np ; m+=2) {
271 
272  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
273 
274  // Boucle sur l'indice j du developpement en sin( (2j+1) theta)
275 
276  for (j=0; j<nt-1; j++) {
277 
278  // ... produit matriciel (parallelise sur r)
279  for (i=0; i<nr; i++) {
280  som[i] = 0 ;
281  }
282 
283  for (l=(m-1)/2; l<nt-1; l++) {
284  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
285  for (i=0; i<nr; i++) {
286  som[i] += bmjl * cc[nr*l + 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 j
296 
297  // Dernier coef en j=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
298  for (i=0; i<nr; i++) {
299  *resu = 0 ;
300  resu++ ;
301  }
302 
303  // On passe au phi suivant :
304  cc = cc + ntnr ;
305  k++ ;
306 
307  } // fin de la boucle sur k2
308 
309  // On passe a l'harmonique en phi suivante :
310  bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
311 
312  } // fin de la boucle (m) sur phi
313 
314 
315  // Cas k=np+1 : tout est mis a zero
316  // --------------------------------
317 
318  for (l=0; l<nt; l++) {
319  for (i=0; i<nr; i++) {
320  *resu = 0 ;
321  resu++ ;
322  }
323  }
324 
325 
326 //## verif :
327  assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
328 
329  // Menage
330  delete [] som ;
331 
332 }
333 }
Lorene
Lorene prototypes.
Definition: app_hor.h:67