src/gromacs/gmxana/powerspect.c

   1 /* -*- mode: c; tab-width: 4; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4; c-file-style: "stroustrup"; -*-
   2  * $Id: densorder.c,v 0.9
   3  *
   4  *                This source code is part of
   5  *
   6  *                 G   R   O   M   A   C   S
   7  *
   8  *          GROningen MAchine for Chemical Simulations
   9  *
  10  *                        VERSION 3.0
  11  *
  12  * Copyright (c) 1991-2001
  13  * BIOSON Research Institute, Dept. of Biophysical Chemistry
  14  * University of Groningen, The Netherlands
  15  *
  16  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
  19  * of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * If you want to redistribute modifications, please consider that
  22  * scientific software is very special. Version control is crucial -
  23  * bugs must be traceable. We will be happy to consider code for
  24  * inclusion in the official distribution, but derived work must not
  25  * be called official GROMACS. Details are found in the README & COPYING
  26  * files - if they are missing, get the official version at www.gromacs.org.
  27  *
  28  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  29  * the papers on the package - you can find them in the top README file.
  30  *
  31  * Do check out http://www.gromacs.org , or mail us at gromacs@gromacs.org .
  32  *
  33  * And Hey:
  34  * Gyas ROwers Mature At Cryogenic Speed
  35  */
  36
  37 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  38 #include <config.h>
  39 #endif
  40
  41 #include "smalloc.h"
  42 #include "gromacs/fft/fft.h"
  43 #include "gmx_fatal.h"
  44 #include "futil.h"
  45 #include "interf.h"
  46 #include "powerspect.h"
  47
  48 void addtoavgenergy(t_complex *list, real *result, int size, int tsteps)
  49 {
  50     int i;
  51     for (i = 0; i < size; i++)
  52     {
  53         result[i] += cabs2(list[i])/tsteps;
  54     }
  55
  56 }
  57
  58
  59 void powerspectavg(real ***intftab, int tsteps, int xbins, int ybins, char **outfiles)
  60 {
  61     /*Fourier plans and output;*/
  62     gmx_fft_t  fftp;
  63     t_complex *ftspect1;            /* Spatial FFT of interface for each time frame and interface ftint[time,xycoord][0], ftintf[time,xycoord][1] for interface 1 and 2                 respectively */
  64     t_complex *ftspect2;
  65     real      *pspectavg1;          /*power -spectrum 1st interface*/
  66     real      *pspectavg2;          /* -------------- 2nd interface*/
  67     real      *temp;
  68     FILE      *datfile1, *datfile2; /*data-files with interface data*/
  69     int        n;                   /*time index*/
  70     int        fy  = ybins/2+1;     /* number of (symmetric) fourier y elements; */
  71     int        rfl = xbins*fy;      /*length of real - DFT == Symmetric 2D matrix*/
  72     int        status;
  73
  74 /*Prepare data structures for FFT, with time averaging of power spectrum*/
  75     if ( (status = gmx_fft_init_2d_real(&fftp, xbins, ybins, GMX_FFT_FLAG_NONE) ) != 0)
  76     {
  77         free(fftp);
  78         gmx_fatal(status, __FILE__, __LINE__, "Error allocating FFT");
  79     }
  80
  81 /*Initialize arrays*/
  82     snew(ftspect1, rfl);
  83     snew(ftspect2, rfl);
  84     snew(temp, rfl);
  85     snew(pspectavg1, rfl);
  86     snew(pspectavg2, rfl);
  87
  88 /*Fouriertransform directly (no normalization or anything)*/
  89 /*NB! Check carefully indexes here*/
  90
  91     for (n = 0; n < tsteps; n++)
  92     {
  93         gmx_fft_2d_real(fftp, GMX_FFT_REAL_TO_COMPLEX, intftab[0][n], ftspect1);
  94         gmx_fft_2d_real(fftp, GMX_FFT_REAL_TO_COMPLEX, intftab[1][n], ftspect2);
  95
  96         /*Add to average for interface 1 here*/
  97         addtoavgenergy(ftspect1, pspectavg1, rfl, tsteps);
  98         /*Add to average for interface 2 here*/
  99         addtoavgenergy(ftspect2, pspectavg2, rfl, tsteps);
 100     }
 101     /*Print out average energy-spectrum to outfiles[0] and outfiles[1];*/
 102
 103     datfile1 = ffopen(outfiles[0], "w");
 104     datfile2 = ffopen(outfiles[1], "w");
 105
 106 /*Filling dat files with spectral data*/
 107     fprintf(datfile1, "%s\n", "kx\t ky\t\tPower(kx,ky)");
 108     fprintf(datfile2, "%s\n", "kx\t ky\t\tPower(kx,ky)");
 109     for (n = 0; n < rfl; n++)
 110     {
 111         fprintf(datfile1, "%d\t%d\t %8.6f\n", (n / fy), (n % fy), pspectavg1[n]);
 112         fprintf(datfile2, "%d\t%d\t %8.6f\n", (n /fy), (n % fy), pspectavg2[n]);
 113     }
 114     ffclose(datfile1);
 115     ffclose(datfile2);
 116
 117     free(ftspect1);
 118     free(ftspect2);
 119
 120 }
 121
 122 void powerspectavg_intf(t_interf ***if1, t_interf ***if2, int t, int xb, int yb, char **fnms)
 123 {
 124     real ***surf;
 125
 126     int     xy = xb*yb;
 127     int     i, n;
 128
 129     snew(surf, 2);
 130     snew(surf[0], t);
 131     snew(surf[1], t);
 132     for (n = 0; n < t; n++)
 133     {
 134         snew(surf[0][n], xy);
 135         snew(surf[1][n], xy);
 136         for (i = 0; i < xy; i++)
 137         {
 138             surf[0][n][i] = if1[n][i]->Z;
 139             surf[1][n][i] = if2[n][i]->Z;
 140         }
 141     }
 142     powerspectavg(surf, t, xb, yb, fnms);
 143 }