Coryab/create tests #4
@ -32,20 +32,17 @@ void PenningTrap::add_particle(Particle particle)
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arma::vec PenningTrap::external_E_field(arma::vec r)
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arma::vec PenningTrap::external_E_field(arma::vec r)
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{
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{
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arma::vec::fixed<3> res;
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arma::vec::fixed<3> res;
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double f = this->V_0/(this->d*this->d);
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double f = this->V_0 / (this->d * this->d);
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res(0) = r(0);
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res(0) = r(0);
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res(1) = r(1);
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res(1) = r(1);
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res(2) = -2.*r(2);
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res(2) = -2. * r(2);
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return f*res;
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return f * res;
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}
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}
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arma::vec PenningTrap::external_B_field(arma::vec r)
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arma::vec PenningTrap::external_B_field(arma::vec r)
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{
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{
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arma::vec::fixed<3> res;
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arma::vec::fixed<3> res{0., 0., this->B_0};
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res(0) = 0.;
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res(1) = 0.;
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res(2) = this->B_0;
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return res;
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return res;
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}
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}
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@ -53,14 +50,14 @@ arma::vec PenningTrap::external_B_field(arma::vec r)
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arma::vec PenningTrap::force_on_particle(int i, int j)
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arma::vec PenningTrap::force_on_particle(int i, int j)
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{
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{
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// Calculate the difference between the particles' position
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// Calculate the difference between the particles' position
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arma::vec::fixed<3> res = this->particles.at(i).r_vec
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arma::vec::fixed<3> res =
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- this->particles.at(j).r_vec;
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this->particles.at(i).r_vec - this->particles.at(j).r_vec;
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// Get the distance between the particles
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// Get the distance between the particles
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double norm = arma::norm(res);
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double norm = arma::norm(res);
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// Multiply res with p_j's charge divided by the norm cubed
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// Multiply res with p_j's charge divided by the norm cubed
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res *= this->particles.at(j).q/(norm*norm*norm);
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res *= this->particles.at(j).q / (norm * norm * norm);
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return res;
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return res;
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}
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}
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@ -69,16 +66,13 @@ arma::vec PenningTrap::total_force_external(int i)
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{
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{
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Particle p = this->particles.at(i);
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Particle p = this->particles.at(i);
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arma::vec::fixed<3> v_cross_B;
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arma::vec::fixed<3> B = this->external_B_field(p.r_vec);
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arma::vec::fixed<3> B = this->external_B_field(p.r_vec);
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v_cross_B(0) = p.v_vec(1)*B(2) - p.v_vec(2)*B(1);
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arma::vec::fixed<3> v_cross_B{p.v_vec(1) * B(2) - p.v_vec(2) * B(1),
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v_cross_B(1) = p.v_vec(2)*B(0) - p.v_vec(0)*B(2);
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p.v_vec(2) * B(0) - p.v_vec(0) * B(2),
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v_cross_B(2) = p.v_vec(0)*B(1) - p.v_vec(1)*B(0);
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p.v_vec(0) * B(1) - p.v_vec(1) * B(0)};
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arma::vec force = p.q
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arma::vec force = p.q * (this->external_E_field(p.r_vec) + v_cross_B);
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*(this->external_E_field(p.r_vec) + v_cross_B);
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return force;
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return force;
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}
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}
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@ -89,7 +83,7 @@ arma::vec PenningTrap::total_force_particles(int i)
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arma::vec res(3);
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arma::vec res(3);
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for (int j=0; j < this->particles.size(); j++) {
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for (int j = 0; j < this->particles.size(); j++) {
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if (i == j) {
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if (i == j) {
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continue;
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continue;
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}
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}
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@ -97,7 +91,7 @@ arma::vec PenningTrap::total_force_particles(int i)
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res += this->force_on_particle(i, j);
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res += this->force_on_particle(i, j);
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}
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}
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res *= K_E*(p.q/p.m);
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res *= K_E * (p.q / p.m);
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return res;
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return res;
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}
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}
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@ -109,7 +103,6 @@ arma::vec PenningTrap::total_force(int i)
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void PenningTrap::evolve_RK4(double dt)
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void PenningTrap::evolve_RK4(double dt)
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{
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{
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}
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}
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void PenningTrap::evolve_forward_euler(double dt)
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void PenningTrap::evolve_forward_euler(double dt)
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@ -118,11 +111,11 @@ void PenningTrap::evolve_forward_euler(double dt)
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Particle *p;
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Particle *p;
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#pragma omp parallel for private(p)
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#pragma omp parallel for private(p)
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for (int i=0; i < this->particles.size(); i++) {
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for (int i = 0; i < this->particles.size(); i++) {
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p = &new_state.at(i);
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p = &new_state.at(i);
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p->v_vec += dt*this->total_force(i)/new_state.at(i).m;
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p->v_vec += dt * this->total_force(i) / new_state.at(i).m;
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p->r_vec += dt*this->particles.at(i).v_vec;
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p->r_vec += dt * this->particles.at(i).v_vec;
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}
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}
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this->particles = new_state;
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this->particles = new_state;
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