LORENE
chb_legp_cossincp.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.
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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_legp_cossincp_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_legp_cossincp.C,v 1.7 2014/10/13 08:53:11 j_novak Exp $" ;
24 
25 /*
26  * Calcule les coefficients du developpement (suivant theta)
27  * en cos(2*j*theta) [m pair] / sin( (2*j+1) * theta) [m impair]
28  * a partir des coefficients du developpement en fonctions
29  * associees de Legendre P_l^m(cos(theta))
30  * pour une une fonction 3-D symetrique 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:
43  *
44  * pour m pair: f(theta) =
45  * som_{l=m/2}^{nt-1} a_l P_{2l}^m( cos(theta) )
46  *
47  * pour m impair: f(theta) =
48  * som_{l=(m-1)/2}^{nt-2} a_l P_{2l+1}^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 et l < m/2, a_l = 0
64  * pour m impair et l < (m-1)/2, a_l = 0
65 
66 
67 
68  *
69  * Sortie:
70  * -------
71  * double* cfo : tableau des coefficients c_j du develop. en cos/sin definis
72  * comme suit (a r et phi fixes) :
73  *
74  * pour m pair: f(theta) = som_{j=0}^{nt-1} c_j cos( 2 j theta )
75  *
76  * pour m impair: f(theta) = som_{j=0}^{nt-2} c_j sin( (2 j+1) theta )
77  *
78  * L'espace memoire correspondant au pointeur cfo doit etre
79  * nr*nt*(np+2) et doit avoir ete alloue avant
80  * l'appel a la routine.
81  * Le coefficient c_j (0 <= j <= nt-1) est stoke dans le
82  * tableau cfo comme suit
83  * c_j = cfo[ nr*nt* k + i + nr* j ]
84  * ou k et i sont les indices correspondant a
85  * phi et r respectivement: m = k/2.
86  * Pour m impair, c_0 = c_{nt-1} = 0.
87 
88  *
89  * NB:
90  * ---
91  * Il n'est pas possible d'avoir le pointeur cfo egal a cfi.
92  */
93 
94 /*
95  * $Id: chb_legp_cossincp.C,v 1.7 2014/10/13 08:53:11 j_novak Exp $
96  * $Log: chb_legp_cossincp.C,v $
97  * Revision 1.7 2014/10/13 08:53:11 j_novak
98  * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
99  *
100  * Revision 1.6 2014/10/06 15:16:00 j_novak
101  * Modified #include directives to use c++ syntax.
102  *
103  * Revision 1.5 2013/04/25 15:46:05 j_novak
104  * Added special treatment in the case np = 1, for type_p = NONSYM.
105  *
106  * Revision 1.4 2005/02/18 13:14:10 j_novak
107  * Changing of malloc/free to new/delete + suppression of some unused variables
108  * (trying to avoid compilation warnings).
109  *
110  * Revision 1.3 2003/01/31 10:31:23 e_gourgoulhon
111  * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
112  * in <stdlib.h>
113  *
114  * Revision 1.2 2002/10/16 14:36:52 j_novak
115  * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
116  * use experimental version 3 of gcc.
117  *
118  * Revision 1.1.1.1 2001/11/20 15:19:29 e_gourgoulhon
119  * LORENE
120  *
121  * Revision 2.0 1999/02/22 15:45:03 hyc
122  * *** empty log message ***
123  *
124  *
125  * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/chb_legp_cossincp.C,v 1.7 2014/10/13 08:53:11 j_novak Exp $
126  *
127  */
128 
129 
130 // headers du C
131 #include <cassert>
132 #include <cstdlib>
133 
134 // Prototypage
135 #include "headcpp.h"
136 #include "proto.h"
137 
138 namespace Lorene {
139 //******************************************************************************
140 
141 void chb_legp_cossincp(const int* deg , const double* cfi, double* cfo) {
142 
143 int ip, k2, l, j, i, m ;
144 
145 // Nombres de degres de liberte en phi et theta :
146  int np = deg[0] ;
147  int nt = deg[1] ;
148  int nr = deg[2] ;
149 
150  assert(np < 4*nt) ;
151 
152  // Tableau de travail
153  double* som = new double[nr] ;
154 
155 // Recherche de la matrice de passage Legendre --> cos/sin
156  double* bb = mat_legp_cossincp(np, nt) ;
157 
158 // Increment en m pour la matrice bb :
159  int mbb = nt * nt ;
160 
161 // Pointeurs de travail :
162  double* resu = cfo ;
163  const double* cc = cfi ;
164 
165 // Increment en phi :
166  int ntnr = nt * nr ;
167 
168 // Indice courant en phi :
169  int k = 0 ;
170 
171 //----------------------------------------------------------------
172 // Cas axisymetrique
173 //----------------------------------------------------------------
174 
175  if (np == 1) {
176 
177  m = 0 ;
178 
179 // Boucle sur l'indice j du developpement en cos(2 j theta)
180 
181  for (j=0; j<nt; j++) {
182 
183 // ... produit matriciel (parallelise sur r)
184  for (i=0; i<nr; i++) {
185  som[i] = 0 ;
186  }
187 
188  for (l=m/2; l<nt; l++) {
189 
190  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
191  for (i=0; i<nr; i++) {
192  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
193  }
194  }
195 
196  for (i=0; i<nr; i++) {
197  *resu = som[i] ;
198  resu++ ;
199  }
200 
201  } // fin de la boucle sur j
202 
203  // Mise a zero des coefficients k=1 et k=2 :
204  // ---------------------------------------
205 
206  for (i=0; i<2*ntnr; i++) {
207  *resu = 0 ;
208  resu++ ;
209  }
210 
211  // On sort
212  delete [] som ;
213  return ;
214 
215  } // fin du cas np=1
216 
217 
218 //----------------------------------------------------------------
219 // Cas 3-D
220 //----------------------------------------------------------------
221 
222 // Ordre des harmoniques du developpement de Fourier en phi :
223  m = 0 ;
224 
225 // --------------
226 // Boucle sur phi : k = 4*ip 4*ip+1 4*ip+2 4*ip+3
227 // -------------- m = 2*ip 2*ip 2*ip+1 2*ip+1
228 // k2 = 0 1 0 1
229 
230  for (ip=0; ip < np/4 + 1 ; ip++) {
231 
232 //--------------------------------
233 // Partie m pair
234 //--------------------------------
235 
236 
237  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
238 
239  if ( (k == 1) || (k == np+1) ) { // On met les coef de sin(0 phi)
240  // et 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  else {
249 
250 // Boucle sur l'indice j du developpement en cos(2 j theta)
251 
252  for (j=0; j<nt; j++) {
253 
254 // ... produit matriciel (parallelise sur r)
255  for (i=0; i<nr; i++) {
256  som[i] = 0 ;
257  }
258 
259  for (l=m/2; l<nt; l++) {
260 
261  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
262  for (i=0; i<nr; i++) {
263  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
264  }
265  }
266 
267  for (i=0; i<nr; i++) {
268  *resu = som[i] ;
269  resu++ ;
270  }
271 
272  } // fin de la boucle sur j
273 
274  } // fin du cas k != 1
275 
276 // On passe au phi suivant :
277  cc = cc + ntnr ;
278  k++ ;
279 
280  } // fin de la boucle sur k2
281 
282 // On passe a l'harmonique en phi suivante :
283  m++ ;
284  bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
285 
286 //--------------------------------
287 // Partie m impair
288 //--------------------------------
289 
290  for (k2=0; k2 < 2; k2++) { // k2=0 : cos(m phi) ; k2=1 : sin(m phi)
291 
292  if ( k == np+1 ) { // On met les coef de
293  // sin( np/2 phi) a zero
294  for (j=0; j<nt; j++) {
295  for (i=0; i<nr; i++) {
296  *resu = 0 ;
297  resu++ ;
298  }
299  }
300  }
301 
302  if (k < np+1) {
303 
304 // Boucle sur l'indice j du developpement en sin( (2j+1) theta)
305 
306  for (j=0; j<nt-1; j++) {
307 
308 // ... produit matriciel (parallelise sur r)
309  for (i=0; i<nr; i++) {
310  som[i] = 0 ;
311  }
312 
313  for (l=(m-1)/2; l<nt-1; l++) {
314  double bmjl = bb[nt*j + l] ;
315  for (i=0; i<nr; i++) {
316  som[i] += bmjl * cc[nr*l + i] ;
317  }
318  }
319 
320  for (i=0; i<nr; i++) {
321  *resu = som[i] ;
322  resu++ ;
323  }
324 
325  } // fin de la boucle sur j
326 
327 // Dernier coef en j=nt-1 mis a zero pour le cas m impair :
328  for (i=0; i<nr; i++) {
329  *resu = 0 ;
330  resu++ ;
331  }
332 
333 // On passe au phi suivant :
334  cc = cc + ntnr ;
335  k++ ;
336 
337  } // fin du cas k < np+1
338 
339  } // fin de la boucle sur k2
340 
341 
342 // On passe a l'harmonique en phi suivante :
343  m++ ;
344  bb += mbb ; // pointeur sur la nouvelle matrice de passage
345 
346  } // fin de la boucle (ip) sur phi
347 
348 // Mise a zero des coefficients de sin( np/2 phi ) (k=np+1)
349 
350 //## verif :
351 // assert(resu == cfo + (np+2)*ntnr) ;
352 
353  // Menage
354  delete [] som ;
355 
356 }
357 }
Lorene prototypes.
Definition: app_hor.h:64