/TrouNoir/trou_noir.c - Diff - Bench4GPU - Forge du Centre Blaise Pascal

Révision 214 TrouNoir/trou_noir.c

     		par Herve Aussel et Emmanuel Quemener
     	Conversion en C par Emmanuel Quemener en aout 1997
             Modification par Emmanuel Quemener en aout 2019
     	Remerciements a :
-...
     	- Le Numerical Recipies pour ses recettes de calcul
     	- Luc Blanchet pour sa disponibilite lors de mes interrogations en RG
     	Mes Coordonnees :	Emmanuel Quemener
     				Departement Optique
     				ENST de Bretagne
     				BP 832
 BREST Cedex
     				Emmanuel.Quemener@enst-bretagne.fr
     	Compilation sous gcc ( Compilateur GNU sous Linux ) :
     		gcc -O6 -m486 -o trou_noir trou_noir.c -lm
     		gcc -O2 -o trou_noir trou_noir.c -lm
     */
     #include <stdio.h>
     #include <math.h>
     #include <stdlib.h>
     #include <string.h>
     #include <sys/time.h>
     #define nbr 200 /* Nombre de colonnes du spectre */
     #define nbr 256 /* Nombre de colonnes du spectre */
     #define PI 3.14159265359
     double atanp(double x,double y)
     #define TRACKPOINTS 2048
     #if TYPE == FP32
     #define MYFLOAT float
     #else
     #define MYFLOAT double
     #endif
     MYFLOAT atanp(MYFLOAT x,MYFLOAT y)
+    {
       double angle;
       MYFLOAT angle;
       angle=atan2(y,x);
-...
+    }
     double f(double v)
     MYFLOAT f(MYFLOAT v)
+    {
       return v;
+    }
     double g(double u,double m,double b)
     MYFLOAT g(MYFLOAT u,MYFLOAT m,MYFLOAT b)
+    {
     // return (3.*m/b*pow(u,2)-u);
       return (3.*m/b*pow(u,2)-u);
+    }
     void calcul(double *us,double *vs,double up,double vp,
     	    double h,double m,double b)
     void calcul(MYFLOAT *us,MYFLOAT *vs,MYFLOAT up,MYFLOAT vp,
     	    MYFLOAT h,MYFLOAT m,MYFLOAT b)
+    {
       double c[4],d[4];
       MYFLOAT c[4],d[4];
       c[0]=h*f(vp);
       c[1]=h*f(vp+c[0]/2.);
-...
       *vs=vp+(d[0]+2.*d[1]+2.*d[2]+d[3])/6.;
+    }
     void rungekutta(double *ps,double *us,double *vs,
     		double pp,double up,double vp,
     		double h,double m,double b)
     void rungekutta(MYFLOAT *ps,MYFLOAT *us,MYFLOAT *vs,
     		MYFLOAT pp,MYFLOAT up,MYFLOAT vp,
     		MYFLOAT h,MYFLOAT m,MYFLOAT b)
+    {
       calcul(us,vs,up,vp,h,m,b);
       *ps=pp+h;
+    }
     double decalage_spectral(double r,double b,double phi,
     			 double tho,double m)
     MYFLOAT decalage_spectral(MYFLOAT r,MYFLOAT b,MYFLOAT phi,
     			 MYFLOAT tho,MYFLOAT m)
+    {
       return (sqrt(1-3*m/r)/(1+sqrt(m/pow(r,3))*b*sin(tho)*sin(phi)));
+    }
     void spectre(int nt[nbr],double fx[nbr],double rf,int q,double b,double db,
     	     double h,double r,double m,double bss,double *flx)
     MYFLOAT spectre(MYFLOAT rf,MYFLOAT q,MYFLOAT b,MYFLOAT db,
     	     MYFLOAT h,MYFLOAT r,MYFLOAT m,MYFLOAT bss)
+    {
       int fi;
       MYFLOAT flx;
       fi=(int)(rf*nbr/bss);
       nt[fi]+=1;
       *flx=pow(r/m,q)*pow(rf,4)*b*db*h;
       fx[fi]=fx[fi]+*flx;
       flx=exp(q*log(r/m))*pow(rf,4)*b*db*h;
       return(flx);
+    }
     void spectre_cn(int nt[nbr],double fx[nbr],double rf,double b,double db,
     		double h,double r,double m,double bss,double *flx)
     MYFLOAT spectre_cn(MYFLOAT rf,MYFLOAT b,MYFLOAT db,
     		MYFLOAT h,MYFLOAT r,MYFLOAT m,MYFLOAT bss)
+    {
       double nu_rec,nu_em,qu,v,temp,temp_em,flux_int,m_point,planck,c,k;
       MYFLOAT flx;
       MYFLOAT nu_rec,nu_em,qu,temp_em,flux_int;
       int fi,posfreq;
       planck=6.62e-34;
       k=1.38e-23;
       temp=3.e7;
       m_point=1.e14;
       v=1.-3./r;
     #define planck 6.62e-34
     #define k 1.38e-23
     #define c2 9.e16
     #define temp 3.e7
     #define m_point 1.
       qu=1/sqrt(1-3./r)/sqrt(r)*(sqrt(r)-sqrt(6)+sqrt(3)/2*log((sqrt(r)+sqrt(3))/(sqrt(r)-sqrt(3))*(sqrt(6)-sqrt(3))/(sqrt(6)+sqrt(3))));
     #define lplanck (log(6.62)-34.*log(10.))
     #define lk (log(1.38)-23.*log(10.))
     #define lc2 (log(9.)+16.*log(10.))
       MYFLOAT v=1.-3./r;
       temp_em=temp*sqrt(m)*exp(0.25*log(m_point))*exp(-0.75*log(r))*
         exp(-0.125*log(v))*exp(0.25*log(qu));
       qu=1./sqrt((1.-3./r)*r)*(sqrt(r)-sqrt(6.)+sqrt(3.)/2.*log((sqrt(r)+sqrt(3.))/(sqrt(r)-sqrt(3.))* 0.17157287525380988 ));
       flux_int=0;
       *flx=0;
       temp_em=temp*sqrt(m)*exp(0.25*log(m_point)-0.75*log(r)-0.125*log(v)+0.25*log(fabs(qu)));
       for (fi=1;fi<nbr;fi++)
       flux_int=0.;
       flx=0.;
       for (fi=0;fi<nbr;fi++)
+        {
           nu_em=bss*fi/nbr;
           nu_rec=nu_em*rf;
           posfreq=1./bss*nu_rec*nbr;
           nu_em=bss*(MYFLOAT)fi/(MYFLOAT)nbr;
           nu_rec=nu_em*rf;
           posfreq=(int)(nu_rec*(MYFLOAT)nbr/bss);
           if ((posfreq>0)&&(posfreq<nbr))
+    	{
     	  flux_int=2*planck/9e16*pow(nu_em,3)/(exp(planck*nu_em/k/temp_em)-1.)*pow(rf,3)*b*db*h;
     	  fx[posfreq]+=flux_int;
     	  *flx+=flux_int;
     	  nt[posfreq]+=1;
+    	}
+      	{
     	  flux_int=2.*planck/c2*pow(nu_em,3)/(exp(planck*nu_em/(k*temp_em))-1.)*exp(3.*log(rf))*b*db*h;
       	  flx+=flux_int;
+      	}
+        }
       return((MYFLOAT)flx);
+    }
     void impact(double d,double phi,int dim,double r,double b,double tho,double m,
     	    double **zp,double **fp,
     	    int nt[200],double fx[200],int q,double db,
     	    double h,double bss,int raie)
     void impact(MYFLOAT d,MYFLOAT phi,int dim,MYFLOAT r,MYFLOAT b,MYFLOAT tho,MYFLOAT m,
     	    MYFLOAT **zp,MYFLOAT **fp,
     	    MYFLOAT q,MYFLOAT db,
     	    MYFLOAT h,MYFLOAT bss,int raie)
+    {
       double xe,ye;
       MYFLOAT xe,ye;
       int xi,yi;
       double flx,rf;
       MYFLOAT flx,rf;
       xe=d*sin(phi);
       ye=-d*cos(phi);
-...
       if (raie==0)
+        {
           spectre(nt,fx,rf,q,b,db,h,r,m,bss,&flx);
           bss=1.e19;
           flx=spectre_cn(rf,b,db,h,r,m,bss);
+        }
       else
+        {
           spectre_cn(nt,fx,rf,b,db,h,r,m,bss,&flx);
           bss=2.;
           flx=spectre(rf,q,b,db,h,r,m,bss);
+        }
       if (zp[xi][yi]==0.)
-...
+        {
           fp[xi][yi]=flx;
+        }
+    }
     void sauvegarde_pgm(char nom[24],unsigned int **image,int dim)
-...
       fclose(sortie);
+    }
     void sauvegarde_dat(char nom[24],double tableau[3][nbr],int raie)
+    {
       FILE            *sortie;
       unsigned long   i;
       sortie=fopen(nom,"w");
       fprintf(sortie,"# Trou Noir entoure d'un Disque d'Accretion\n");
       if (raie==0)
+        {
           fprintf(sortie,"# Colonne 1 : Frequence_Recue/Frequence_Emise\n");
+        }
       else
+        {
           fprintf(sortie,"# Colonne 1 : Fr?quence d'Emission en Hertz\n");
+        }
       fprintf(sortie,"# Colonne 2 : Intensite Normalisee\n");
       fprintf(sortie,"# Colonne 3 : Nombre d'Impacts Normalise\n");
       for (i=1;i<nbr;i++)
+        {
           fprintf(sortie,"%f\t%f\t%f\n",tableau[0][i],tableau[1][i],tableau[2][i]);
+        }
       fclose(sortie);
+    }
     int main(int argc,char *argv[])
+    {
       double m,rs,ri,re,tho,ro;
       MYFLOAT m,rs,ri,re,tho;
       int q;
       double bss,stp;
       MYFLOAT bss,stp;
       int nmx,dim;
       double d,bmx,db,b,h;
       double up,vp,pp;
       double us,vs,ps;
       double rp[2000];
       double **zp,**fp;
       MYFLOAT d,bmx,db,b,h;
       MYFLOAT up,vp,pp;
       MYFLOAT us,vs,ps;
       MYFLOAT rp[TRACKPOINTS];
       MYFLOAT **zp,**fp;
       unsigned int **izp,**ifp;
       double zmx,fmx,zen,fen;
       double flux_tot,impc_tot;
       double fx[nbr];
       int nt[nbr];
       double tableau[3][nbr];
       double phi,thi,thx,phd,php,nr,r;
       MYFLOAT zmx,fmx,zen,fen;
       int zimx=0,zjmx=0,fimx=0,fjmx=0;
       MYFLOAT flux_tot,impc_tot;
       MYFLOAT phi,thi,thx,phd,php,nr,r;
       int ni,ii,i,imx,j,n,tst,dist,raie,pc,fcl,zcl;
       double nh;
       MYFLOAT nh;
       struct timeval tv1,tv2;
       struct timezone tz;
       double elapsed;
       if (argc==2)
+        {
           if (strcmp(argv[1],"-aide")==0)
+    	{
     	  printf("\nSimulation d'un disque d'accretion autour d'un trou noir\n");
     	  printf("\nParametres a definir :\n\n");
     	  printf("   1) Dimension de l'Image\n");
     	  printf("   2) Masse relative du trou noir\n");
     	  printf("   3) Dimension du disque exterieur\n");
     	  printf("   4) Distance de l'observateur\n");
     	  printf("   5) Inclinaison par rapport au disque (en degres)\n");
     	  printf("   6) Observation a distance FINIE ou INFINIE\n");
     	  printf("   7) Rayonnement de disque MONOCHROMATIQUE ou CORPS_NOIR\n");
     	  printf("   8) Normalisation des flux INTERNE ou EXTERNE\n");
     	  printf("   9) Normalisation de z INTERNE ou EXTERNE\n");
     	  printf("  10) Impression des images NEGATIVE ou POSITIVE\n");
     	  printf("  11) Nom de l'image des Flux\n");
     	  printf("  12) Nom de l'image des decalages spectraux\n");
     	  printf("  13) Nom du fichier contenant le spectre\n");
     	  printf("  14) Valeur de normalisation des flux\n");
     	  printf("  15) Valeur de normalisation des decalages spectraux\n");
     	  printf("  1) Dimension de l'Image\n");
     	  printf("  2) Masse relative du trou noir\n");
     	  printf("  3) Dimension du disque exterieur\n");
     	  printf("  4) Inclinaison par rapport au disque (en degres)\n");
     	  printf("  5) Rayonnement de disque MONOCHROMATIQUE ou CORPS_NOIR\n");
     	  printf("  6) Impression des images NEGATIVE ou POSITIVE\n");
     	  printf("  7) Nom de l'image des Flux\n");
     	  printf("  8) Nom de l'image des decalages spectraux\n");
     	  printf("\nSi aucun parametre defini, parametres par defaut :\n\n");
     	  printf("   1) Dimension de l'image : 256 pixels de cote\n");
     	  printf("   2) Masse relative du trou noir : 1\n");
     	  printf("   3) Dimension du disque exterieur : 12 \n");
     	  printf("   4) Distance de l'observateur : 100 \n");
     	  printf("   5) Inclinaison par rapport au disque (en degres) : 10\n");
     	  printf("   6) Observation a distance FINIE\n");
     	  printf("   7) Rayonnement de disque MONOCHROMATIQUE\n");
     	  printf("   8) Normalisation des flux INTERNE\n");
     	  printf("   9) Normalisation des z INTERNE\n");
     	  printf("  10) Impression des images NEGATIVE ou POSITIVE\n");
            	  printf("  11) Nom de l'image des flux : flux.pgm\n");
     	  printf("  12) Nom de l'image des z : z.pgm\n");
     	  printf("  13) Nom du fichier contenant le spectre : spectre.dat\n");
     	  printf("  14) <non definie>\n");
     	  printf("  15) <non definie>\n");
     	  printf("  1) Dimension de l'image : 1024 pixels de cote\n");
     	  printf("  2) Masse relative du trou noir : 1\n");
     	  printf("  3) Dimension du disque exterieur : 12 \n");
     	  printf("  4) Inclinaison par rapport au disque (en degres) : 10\n");
     	  printf("  5) Rayonnement de disque CORPS_NOIR\n");
     	  printf("  6) Impression des images NEGATIVE ou POSITIVE\n");
            	  printf("  7) Nom de l'image des flux : flux.pgm\n");
     	  printf("  8) Nom de l'image des z : z.pgm\n");
+    	}
+        }
       if ((argc==14)||(argc==16))
       if (argc==9)
+        {
           printf("# Utilisation les valeurs definies par l'utilisateur\n");
           dim=atoi(argv[1]);
           m=atof(argv[2]);
           re=atof(argv[3]);
           ro=atof(argv[4]);
           tho=PI/180.*(90-atof(argv[5]));
           tho=PI/180.*(90-atof(argv[4]));
           rs=2.*m;
           ri=3.*rs;
           q=-2;
           if (strcmp(argv[6],"FINIE")==0)
           if (strcmp(argv[5],"CORPS_NOIR")==0)
+    	{
     	  dist=0;
+    	}
           else
+    	{
     	  dist=1;
+    	}
           if (strcmp(argv[7],"MONOCHROMATIQUE")==0)
+    	{
     	  raie=0;
+    	}
           else
-...
     	  raie=1;
+    	}
           if (strcmp(argv[8],"EXTERNE")==0)
+    	{
     	  fen=atof(argv[14]);
+    	}
           if (strcmp(argv[9],"EXTERNE")==0)
+    	{
     	  zen=atof(argv[15]);
+    	}
+        }
       else
+        {
           printf("# Utilisation les valeurs par defaut\n");
           dim=256;
           dim=1024;
           m=1.;
           rs=2.*m;
           ri=3.*rs;
           re=12.;
           ro=100.;
           tho=PI/180.*80;
           q=-2;
           dist=0;
           // Corps noir
           raie=0;
+        }
       if (raie==1)
+        {
           bss=2.;
           q=-2;
+        }
       else
+        {
           bss=1.e19;
           q=-0.75;
+        }
           printf("# Dimension de l'image : %i\n",dim);
           printf("# Masse : %f\n",m);
           printf("# Rayon singularite : %f\n",rs);
           printf("# Rayon interne : %f\n",ri);
           printf("# Rayon externe : %f\n",re);
           printf("# Distance de l'observateur : %f\n",ro);
           printf("# Inclinaison a la normale en radian : %f\n",tho);
       for (i=0;i<nbr;i++)
+        {
           fx[i]=0.;
           nt[i]=0;
+        }
       zp=(double**)calloc(dim,sizeof(double*));
       zp[0]=(double*)calloc(dim*dim,sizeof(double));
       zp=(MYFLOAT**)calloc(dim,sizeof(MYFLOAT*));
       zp[0]=(MYFLOAT*)calloc(dim*dim,sizeof(MYFLOAT));
       fp=(double**)calloc(dim,sizeof(double*));
       fp[0]=(double*)calloc(dim*dim,sizeof(double));
       fp=(MYFLOAT**)calloc(dim,sizeof(MYFLOAT*));
       fp[0]=(MYFLOAT*)calloc(dim*dim,sizeof(MYFLOAT));
       izp=(unsigned int**)calloc(dim,sizeof(unsigned int*));
       izp[0]=(unsigned int*)calloc(dim*dim,sizeof(unsigned int));
-...
           fp[i]=fp[i-1]+dim;
           izp[i]=izp[i-1]+dim;
           ifp[i]=ifp[i-1]+dim;
+        }
+        }
       nmx=dim;
       stp=dim/(2.*nmx);
       bmx=1.25*re;
       b=0.;
       thx=asin(bmx/ro);
       pc=0;
       if (raie==0)
+        {
           bss=2;
+        }
       else
+        {
           bss=3e21;
+        }
       // Set start timer
       gettimeofday(&tv1, &tz);
       for (n=1;n<=nmx;n++)
+        {
           h=PI/500.;
           h=4.*PI/(MYFLOAT)TRACKPOINTS;
           d=stp*n;
           if (dist==1)
+    	{
     	  db=bmx/(double)nmx;
     	  b=db*(double)n;
     	  up=0.;
     	  vp=1.;
+    	}
           else
+    	{
     	  thi=thx/(double)nmx*(double)n;
     	  db=ro*sin(thi)-b;
     	  b=ro*sin(thi);
     	  up=sin(thi);
     	  vp=cos(thi);
+    	}
           db=bmx/(MYFLOAT)nmx;
           b=db*(MYFLOAT)n;
           up=0.;
           vp=1.;
           pp=0.;
           nh=1;
-...
     	} while ((rp[(int)nh]>=rs)&&(rp[(int)nh]<=rp[1]));
           for (i=nh+1;i<2000;i++)
           for (i=nh+1;i<TRACKPOINTS;i++)
+    	{
     	  rp[i]=0.;
+    	}
-...
           for (i=0;i<=imx;i++)
+    	{
     	  phi=2.*PI/(double)imx*(double)i;
     	  phi=2.*PI/(MYFLOAT)imx*(MYFLOAT)i;
     	  phd=atanp(cos(phi)*sin(tho),cos(tho));
     	  phd=fmod(phd,PI);
     	  ii=0;
-...
     	  do
+    	    {
     	      php=phd+(double)ii*PI;
     	      php=phd+(MYFLOAT)ii*PI;
     	      nr=php/h;
     	      ni=(int)nr;
     	      if ((double)ni<nh)
     	      if ((MYFLOAT)ni<nh)
+    		{
     		  r=(rp[ni+1]-rp[ni])*(nr-ni*1.)+rp[ni];
+    		}
-...
     	      if ((r<=re)&&(r>=ri))
+    		{
     		  tst=1;
     		  impact(d,phi,dim,r,b,tho,m,zp,fp,nt,fx,q,db,h,bss,raie);
     		  impact(d,phi,dim,r,b,tho,m,zp,fp,q,db,h,bss,raie);
+    		}
     	      ii++;
-...
+    	}
+        }
       // Set stop timer
       gettimeofday(&tv2, &tz);
       elapsed=(double)((tv2.tv_sec-tv1.tv_sec) * 1000000L +
     			  (tv2.tv_usec-tv1.tv_usec))/1000000;
       fmx=fp[0][0];
       zmx=zp[0][0];
-...
+        {
           if (fmx<fp[i][j])
+    	{
     	  fimx=i;
     	  fjmx=j;
     	  fmx=fp[i][j];
+    	}
           if (zmx<zp[i][j])
+    	{
     	  zimx=i;
     	  zjmx=j;
     	  zmx=zp[i][j];
+    	}
+        }
       printf("\nLe flux maximal detecte est de %f",fmx);
       printf("\nLe decalage spectral maximal detecte est de %f\n\n",zmx);
       printf("\nElapsed Time : %lf",(double)elapsed);
       printf("\nZ max @(%i,%i) : %f",zimx,zjmx,zmx);
       printf("\nFlux max @(%i,%i) : %f\n\n",fimx,fjmx,fmx);
       if (strcmp(argv[8],"EXTERNE")==0)
+        {
           fmx=fen;
+        }
       if (strcmp(argv[9],"EXTERNE")==0)
+        {
           zmx=zen;
+        }
       for (i=0;i<dim;i++) for (j=0;j<dim;j++)
+        {
           zcl=(int)(255/zmx*zp[i][dim-1-j]);
           fcl=(int)(255/fmx*fp[i][dim-1-j]);
           if (strcmp(argv[8],"NEGATIVE")==0)
           if (strcmp(argv[6],"NEGATIVE")==0)
+    	{
     	  if (zcl>255)
+    	    {
-...
+        }
       flux_tot=0;
       impc_tot=0;
       for (i=1;i<nbr;i++)
+        {
           flux_tot+=fx[i];
           impc_tot+=nt[i];
+        }
       for (i=1;i<nbr;i++)
+        {
           tableau[0][i]=bss*i/nbr;
           tableau[1][i]=fx[i]/flux_tot;
           tableau[2][i]=(double)nt[i]/(double)impc_tot;
+        }
       if ((argc==14)||(argc==16))
       if (argc==9)
+       {
          sauvegarde_pgm(argv[11],ifp,dim);
          sauvegarde_pgm(argv[12],izp,dim);
          sauvegarde_dat(argv[13],tableau,raie);
          sauvegarde_pgm(argv[7],ifp,dim);
          sauvegarde_pgm(argv[8],izp,dim);
+       }
       else
+        {
           sauvegarde_pgm("z.pgm",izp,dim);
           sauvegarde_pgm("flux.pgm",ifp,dim);
           sauvegarde_dat("spectre.dat",tableau,raie);
+        }
       free(zp[0]);

Formats disponibles : Unified diff

Centre Blaise Pascal » Bench4GPU

Révision 214 TrouNoir/trou_noir.c