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Add double integral example to trick_utils/SAIntegrator #1058
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parent
64caa968da
commit
fc83dbe6f3
@ -25,6 +25,7 @@ Some examples of using these integrators can be found in the **examples/** direc
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* [CannonBall](examples/CannonBall/README.md) uses the RK2Integrator.
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* [CannonBall](examples/CannonBall/README.md) uses the RK2Integrator.
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* [MassSpringDamper](examples/MassSpringDamper/README.md) uses the EulerCromerIntegrator.
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* [MassSpringDamper](examples/MassSpringDamper/README.md) uses the EulerCromerIntegrator.
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* [Orbit](examples/Orbit/README.md) uses the EulerCromerIntegrator.
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* [Orbit](examples/Orbit/README.md) uses the EulerCromerIntegrator.
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* [DoubleIntegral](examples/DoubleIntegral/README.md) shows an example of a double integral.
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<a id=class-Integrator></a>
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<a id=class-Integrator></a>
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## class Integrator
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## class Integrator
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@ -0,0 +1,53 @@
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#include <math.h>
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#include <stdio.h>
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#include "SAIntegrator.hh"
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struct IContext {
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SA::RK2Integrator* integ;
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double start;
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double end;
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};
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void deriv_y( double y, double state_y[], double derivs_y[], void* udata) {
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double& x = state_y[0];
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derivs_y[0] = 0.0; // (dx/dy) = 0, Hold x constant.
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derivs_y[1] = cos(x)*cos(y); // area = ∫ f(X,y) dy
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}
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void deriv_x( double x, double state_x[], double derivs_x[], void* udata) {
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IContext* context = (IContext*)udata;
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double area = 0.0;
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double* state_y[2] = { &x, &area };
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SA::RK2Integrator* integ_y = context->integ;
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integ_y->set_in_vars(state_y);
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integ_y->set_out_vars(state_y);
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integ_y->setTime(context->start);
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while (integ_y->getTime() <= context->end) {
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integ_y->load();
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integ_y->step();
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integ_y->unload();
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}
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derivs_x[0] = area; // volume = ∫ area dx
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}
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double doubleIntegral( double x_start, double x_end, double y_start, double y_end ) {
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double volume = 0.0;
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double dx = 0.01;
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double dy = 0.01;
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double* state_x[1] = { &volume };
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SA::RK2Integrator integ_y (dy, 2, NULL, NULL, deriv_y, NULL);
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IContext y_integ_context = {&integ_y, y_start, y_end};
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SA::RK2Integrator integ_x (dx, 1, state_x, state_x, deriv_x, &y_integ_context);
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integ_x.setTime(x_start);
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while (integ_x.getTime()<=x_end) { // x-end
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integ_x.load();
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integ_x.step();
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|
integ_x.unload();
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}
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return volume;
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}
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int main ( int argc, char* argv[]) {
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double vol = doubleIntegral( -M_PI/2.0, M_PI/2.0, -M_PI/2.0, M_PI/2.0 );
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printf("Volume = %g.\n", vol);
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}
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@ -0,0 +1,17 @@
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# Double Integral
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This is a code example of how one can do a double integral.
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This example code computes the following definate integral :
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![Equation](images/Equation.png)
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using the SA::RK2Integrator, with dx = dy = 0.01
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```
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$ make
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$ ./DoubleIntegral
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Volume = 3.99989.
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```
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|
Binary file not shown.
After Width: | Height: | Size: 3.3 KiB |
@ -0,0 +1,19 @@
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RM = rm -rf
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CC = cc
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CPP = c++
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CXXFLAGS = -g -Wall
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INCLUDE_DIRS = -I../../include
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LIBDIR = ../../lib
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all: DoubleIntegral
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DoubleIntegral:
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$(CPP) $(CXXFLAGS) DoubleIntegral.cpp ${INCLUDE_DIRS} -L${LIBDIR} -lSAInteg -o DoubleIntegral
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clean:
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${RM} DoubleIntegral.dSYM
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spotless: clean
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${RM} DoubleIntegral
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@ -0,0 +1,18 @@
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#!/usr/bin/env python
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import matplotlib.pyplot as plt
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import numpy as np
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data = np.genfromtxt('cannon.csv',
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delimiter=',',
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skip_header=1,
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|
skip_footer=1,
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names=['t', 'px', 'py', 'vx', 'vx'],
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dtype=(float, float, float, float, float)
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)
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curve1 = plt.plot(data['px'], data['py'], 'C1-')
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plt.title('Cannonball Trajectory')
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plt.xlabel('pos-x')
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plt.ylabel('pos-y')
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plt.grid(True)
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plt.show()
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@ -3,13 +3,16 @@ examples:
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@make -C CannonBall
|
@make -C CannonBall
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@make -C MassSpringDamper
|
@make -C MassSpringDamper
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@make -C Orbit
|
@make -C Orbit
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|
@make -C DoubleIntegral
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clean:
|
clean:
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@make -C CannonBall clean
|
@make -C CannonBall clean
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@make -C MassSpringDamper clean
|
@make -C MassSpringDamper clean
|
||||||
@make -C Orbit clean
|
@make -C Orbit clean
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||||||
|
@make -C DoubleIntegral clean
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spotless:
|
spotless:
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@make -C CannonBall spotless
|
@make -C CannonBall spotless
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@make -C MassSpringDamper spotless
|
@make -C MassSpringDamper spotless
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||||||
@make -C Orbit spotless
|
@make -C Orbit spotless
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||||||
|
@make -C DoubleIntegral spotless
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||||||
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@ -13,6 +13,7 @@ namespace SA {
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virtual void load() = 0;
|
virtual void load() = 0;
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virtual void unload() = 0;
|
virtual void unload() = 0;
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||||||
double getTime() {return time;}
|
double getTime() {return time;}
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||||||
|
void setTime(double t) {time = t;}
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};
|
};
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||||||
|
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||||||
typedef void (*derivsFunc)( double t, double state[], double derivs[], void* user_data);
|
typedef void (*derivsFunc)( double t, double state[], double derivs[], void* user_data);
|
||||||
@ -32,10 +33,11 @@ namespace SA {
|
|||||||
public:
|
public:
|
||||||
FirstOrderODEIntegrator( double dt, int N, double* in_vars[], double* out_vars[], derivsFunc func, void* user_data);
|
FirstOrderODEIntegrator( double dt, int N, double* in_vars[], double* out_vars[], derivsFunc func, void* user_data);
|
||||||
~FirstOrderODEIntegrator();
|
~FirstOrderODEIntegrator();
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||||||
// void init(double dt, int N, double* in_vars[], double* out_vars[], derivsFunc func);
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|
||||||
virtual void undo_step();
|
virtual void undo_step();
|
||||||
void load();
|
void load();
|
||||||
void unload();
|
void unload();
|
||||||
|
void set_in_vars( double* in_vars[]);
|
||||||
|
void set_out_vars( double* out_vars[]);
|
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};
|
};
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|
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||||||
class FirstOrderODEVariableStepIntegrator : public FirstOrderODEIntegrator {
|
class FirstOrderODEVariableStepIntegrator : public FirstOrderODEIntegrator {
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@ -21,15 +21,29 @@ SA::FirstOrderODEIntegrator::~FirstOrderODEIntegrator() {
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}
|
}
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void SA::FirstOrderODEIntegrator::load() {
|
void SA::FirstOrderODEIntegrator::load() {
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reset = false;
|
reset = false;
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for (int i=0 ; i<state_size; i++ ) {
|
if (orig_vars != NULL) {
|
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istate[i] = *(orig_vars[i]);
|
for (int i=0 ; i<state_size; i++ ) {
|
||||||
|
istate[i] = *(orig_vars[i]);
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||||||
|
}
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|
} else {
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|
std::cerr << "Error: SA::FirstOrderODEIntegrator::load(). orig_vars is not set." << std::endl;
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}
|
}
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}
|
}
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void SA::FirstOrderODEIntegrator::unload() {
|
void SA::FirstOrderODEIntegrator::unload() {
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for (int i=0 ; i<state_size; i++ ) {
|
if (dest_vars != NULL) {
|
||||||
*(dest_vars[i]) = ostate[i];
|
for (int i=0 ; i<state_size; i++ ) {
|
||||||
|
*(dest_vars[i]) = ostate[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
std::cerr << "Error: SA::FirstOrderODEIntegrator::load(). dest_vars is not set." << std::endl;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
void SA::FirstOrderODEIntegrator::set_in_vars( double* in_vars[]){
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||||||
|
orig_vars = in_vars;
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|
}
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|
void SA::FirstOrderODEIntegrator::set_out_vars( double* out_vars[]){
|
||||||
|
dest_vars = out_vars;
|
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|
}
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void SA::FirstOrderODEIntegrator::undo_step() {
|
void SA::FirstOrderODEIntegrator::undo_step() {
|
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if (!reset) { // If we've not already reset the integrator, then reset it.
|
if (!reset) { // If we've not already reset the integrator, then reset it.
|
||||||
for (int i=0 ; i<state_size; i++ ) {
|
for (int i=0 ; i<state_size; i++ ) {
|
||||||
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