File: mat_legmi_sin.C

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lorene 0.0.0~cvs20161116%2Bdfsg-2
  • links: PTS, VCS
  • area: main
  • in suites: forky, sid, trixie
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/*
 *   Copyright (c) 2003-2009 Jerome Novak
 *
 *   This file is part of LORENE.
 *
 *   LORENE is free software; you can redistribute it and/or modify
 *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 *   (at your option) any later version.
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 *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 *   GNU General Public License for more details.
 *
 *   You should have received a copy of the GNU General Public License
 *   along with LORENE; if not, write to the Free Software
 *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 *
 */


char mat_legmi_sin_C[] = "$Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/mat_legmi_sin.C,v 1.3 2014/10/13 08:53:14 j_novak Exp $" ;

/*
 * Fournit la matrice de passage pour la transformation des coefficients du
 * developpement en fonctions associees de Legendre 
 * P_l^m(cos(theta)) avec m impair dans les coefficients du developpement 
 * en sin( j theta ).
 * 
 * Cette routine n'effectue le calcul de la matrice que si celui-ci n'a pas 
 * deja ete fait, sinon elle renvoie le pointeur sur une valeur precedemment 
 * calculee.
 * 
 * Entree:
 * -------
 *  int np  :	Nombre de degres de liberte en phi 
 *  int nt  :	Nombre de degres de liberte en theta
 *
 * Sortie (valeur de retour) :
 * ---------------------------
 *  double* mat_legmi_sin : pointeur sur le tableau contenant l'ensemble
 *			        (pour les np/2 valeurs de m: m=1,3,...,np-1)) des 
 *				matrices de passage.
 *				La dimension du tableau est (np/2+1)*nt^2
 *				Le stokage est le suivant: 
 *
 *		mat_legmi_sin[ nt*nt* m + nt*j + l] = B_{mjl} 
 *			    
 *				ou B_{mjl} (m impair) est defini par
 *
 *   P_l^m( cos(theta) ) = som_{j=1}^{nt-2} B_{mjl} sin(j*theta) 
 *
 *  ou P_n^m(x) represente la fonction de Legendre associee de degre n et 
 *     d'ordre m normalisee de facon a ce que
 *
 *	 int_0^pi [ P_n^m(cos(theta)) ]^2  sin(theta) dtheta = 1
 *
 * 
 */

/*
 * $Id: mat_legmi_sin.C,v 1.3 2014/10/13 08:53:14 j_novak Exp $
 * $Log: mat_legmi_sin.C,v $
 * Revision 1.3  2014/10/13 08:53:14  j_novak
 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
 *
 * Revision 1.2  2014/10/06 15:16:03  j_novak
 * Modified #include directives to use c++ syntax.
 *
 * Revision 1.1  2009/10/23 12:54:47  j_novak
 * New base T_LEG_MI
 *
 *
 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/mat_legmi_sin.C,v 1.3 2014/10/13 08:53:14 j_novak Exp $
 *
 */

// headers du C
#include <cstdlib>
#include <cmath>

// Headers Lorene
#include "headcpp.h"
#include "proto.h"

namespace Lorene {
//******************************************************************************

double* mat_legmi_sin(int np, int nt) {

#define NMAX	30		// Nombre maximun de couples(np,nt) differents 
    static	double*	tab[NMAX] ;	// Tableau des pointeurs sur les tableaux 
    static	int	nb_dejafait = 0 ;      // Nombre de tableaux deja initialises 
    static	int	np_dejafait[NMAX] ;    // Valeurs de np pour lesquelles le
                                               // calcul a deja ete fait
    static	int	nt_dejafait[NMAX] ;    // Valeurs de np pour lesquelles le
                                               // calcul a deja ete fait
    int i, indice,  j,  j2,  m,  l ;
    
// Les matrices B_{mjl} pour ce couple (np,nt) ont-elles deja ete calculees ? 
    
    indice = -1 ;
    for ( i=0 ; i < nb_dejafait ; i++ ) {
	if ( (np_dejafait[i] == np) && (nt_dejafait[i] == nt) ) indice = i ;
	}


// Si le calcul n'a pas deja ete fait, il faut le faire : 
    if (indice == -1) {		   
	if ( nb_dejafait >= NMAX ) {
	    cout << "mat_legii_sinp: nb_dejafait >= NMAX : "
		<< nb_dejafait << " <-> " << NMAX << endl ;
	    abort () ;	
	    exit(-1) ;
	    }
	indice = nb_dejafait ; 
	nb_dejafait++ ; 
	np_dejafait[indice] = np ;
	nt_dejafait[indice] = nt ;

	tab[indice] = new double[(np/2+1)*nt*nt] ;

//-----------------------
// Preparation du calcul 
//-----------------------

// Sur-echantillonnage :
	int nt2 = 2*nt - 1 ; 

	int deg[3] ;
	deg[0] = 1 ;
	deg[1] = nt2 ;
	deg[2] = 1 ;

// Tableaux de travail
	double* yy = new double[nt2] ;


//-------------------
// Boucle sur m
//-------------------

	int m_max = (np == 1) ? 1 : np-1 ; 
	
	for (m=1; m <= m_max ; m+=2) {
	    
	    // Recherche des fonctions de Legendre associees d'ordre m :
	    
	    double* leg = legendre_norm(m, nt) ;	
	    
	    
	    for (l=m; l<nt-1; l++) {	// boucle sur les P_l^m
		
		int parite = 1 - 2*((l-m)%2) ;  // parite du P_l^m par rapport au plan theta=pi/2    
		
		for (j2=0; j2<nt; j2++) {
		    yy[j2] = leg[nt2* (l-m) + 2*j2] ;
		}
		
		for (j2=nt; j2<nt2; j2++) {
		    yy[j2] = parite * leg[nt2* (l-m) + 2*nt2 -2 - 2*j2] ;
		}
		
		//....... transformation en sin(j*theta) : 

		cftsin(deg, deg, yy, deg, yy) ; 

		//....... le resultat fournit les elements de matrice : 
		for (j=0; j<nt-1; j++) {
		    tab[indice][ nt*nt*((m-1)/2) + nt*j + l] = yy[j] ; 
		}
	    
	    }  // fin de la boucle sur l (indice de P_l^m)
	    
	    delete [] leg ;
	   	    
	}  // fin de la boucle sur m
	
// Liberation espace memoire
// -------------------------
	
	delete [] yy ;
	
    } // fin du cas ou le calcul etait necessaire
    
    return tab[indice] ;
    
}


}