Implement simulate method
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5173a9e6f8
@ -18,6 +18,10 @@
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#include "Particle.hpp"
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#include "Particle.hpp"
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#include "constants.hpp"
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#include "constants.hpp"
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typedef std::vector<arma::vec::fixed<3>> sim_cols;
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typedef std::vector<arma::vec::fixed<3>> sim_rows;
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typedef std::vector<sim_cols> sim_arr;
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#pragma omp declare reduction(+ : arma::vec : omp_out += omp_in) \
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#pragma omp declare reduction(+ : arma::vec : omp_out += omp_in) \
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initializer(omp_priv = omp_orig)
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initializer(omp_priv = omp_orig)
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@ -80,6 +84,8 @@ public:
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* */
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* */
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void evolve_forward_euler(double dt);
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void evolve_forward_euler(double dt);
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sim_arr simulate(double time, int steps, std::string method = "rk4");
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arma::vec get_particle(int i);
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arma::vec get_particle(int i);
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double get_d();
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double get_d();
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@ -16,6 +16,7 @@
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#include "PenningTrap.hpp"
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#include "PenningTrap.hpp"
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#include "constants.hpp"
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#include "constants.hpp"
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#include "utils.hpp"
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#include "utils.hpp"
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#include <cstdlib>
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PenningTrap::PenningTrap(double B_0, double V_0, double d)
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PenningTrap::PenningTrap(double B_0, double V_0, double d)
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{
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{
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@ -105,8 +106,10 @@ void PenningTrap::evolve_RK4(double dt)
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{
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{
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std::vector<Particle> tmp_particles = this->particles;
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std::vector<Particle> tmp_particles = this->particles;
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arma::vec::fixed<3> *k_v = new arma::vec::fixed<3>[this->particles.size()*4];
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arma::vec::fixed<3> *k_v =
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arma::vec::fixed<3> *k_r = new arma::vec::fixed<3>[this->particles.size()*4];
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new arma::vec::fixed<3>[this->particles.size() * 4];
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arma::vec::fixed<3> *k_r =
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new arma::vec::fixed<3>[this->particles.size() * 4];
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int size = this->particles.size();
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int size = this->particles.size();
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@ -122,7 +125,6 @@ void PenningTrap::evolve_RK4(double dt)
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p->r_vec = tmp_particles.at(i).r_vec + (dt / 2) * k_r[i];
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p->r_vec = tmp_particles.at(i).r_vec + (dt / 2) * k_r[i];
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}
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}
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for (int i = 0; i < size; i++) {
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for (int i = 0; i < size; i++) {
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k_v[1 * size + i] = this->total_force(i) / this->particles.at(i).m;
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k_v[1 * size + i] = this->total_force(i) / this->particles.at(i).m;
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k_r[1 * size + i] = this->particles.at(i).v_vec;
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k_r[1 * size + i] = this->particles.at(i).v_vec;
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@ -147,7 +149,6 @@ void PenningTrap::evolve_RK4(double dt)
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p->r_vec = tmp_particles.at(i).r_vec + dt * k_r[2 * size + i];
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p->r_vec = tmp_particles.at(i).r_vec + dt * k_r[2 * size + i];
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}
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}
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for (int i = 0; i < size; i++) {
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for (int i = 0; i < size; i++) {
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k_v[3 * size + i] = this->total_force(i) / this->particles.at(i).m;
|
k_v[3 * size + i] = this->total_force(i) / this->particles.at(i).m;
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||||||
k_r[3 * size + i] = this->particles.at(i).v_vec;
|
k_r[3 * size + i] = this->particles.at(i).v_vec;
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@ -156,8 +157,16 @@ void PenningTrap::evolve_RK4(double dt)
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for (int i = 0; i < size; i++) {
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for (int i = 0; i < size; i++) {
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Particle *p = &this->particles.at(i);
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Particle *p = &this->particles.at(i);
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p->v_vec = tmp_particles.at(i).v_vec + dt*(k_v[i] + k_v[size + i] + k_v[2*size + i] + k_v[3*size + i])/6;
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p->v_vec = tmp_particles.at(i).v_vec +
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p->r_vec = tmp_particles.at(i).r_vec + dt*(k_r[i] + k_r[size + i] + k_r[2*size + i] + k_r[3*size + i])/6;
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dt *
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(k_v[i] + k_v[size + i] + k_v[2 * size + i] +
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k_v[3 * size + i]) /
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6;
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p->r_vec = tmp_particles.at(i).r_vec +
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dt *
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||||||
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(k_r[i] + k_r[size + i] + k_r[2 * size + i] +
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||||||
|
k_r[3 * size + i]) /
|
||||||
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6;
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}
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}
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delete[] k_v;
|
delete[] k_v;
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@ -180,6 +189,39 @@ void PenningTrap::evolve_forward_euler(double dt)
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this->particles = new_state;
|
this->particles = new_state;
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}
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}
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sim_arr PenningTrap::simulate(double time, int steps, std::string method)
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{
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double dt = time / (double)steps;
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sim_arr res(this->particles.size(), sim_cols(steps));
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std::function<void(double)> func;
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if (method == "rk4") {
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func = [this](double dt) {
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this->evolve_RK4(dt);
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};
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}
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else if(method == "euler") {
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func = [this](double dt) {
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this->evolve_forward_euler(dt);
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};
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}
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else {
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std::cout << "Not a valid method!" << std::endl;
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abort();
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}
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int size = this->particles.size();
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for (int j=0; j<steps; j++) {
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for (int i=0;i<size;i++) {
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res[i][j] = this->particles[i].r_vec;
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}
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func(dt);
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}
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return res;
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}
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arma::vec PenningTrap::get_particle(int i)
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arma::vec PenningTrap::get_particle(int i)
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{
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{
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return this->particles.at(i).r_vec;
|
return this->particles.at(i).r_vec;
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||||||
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