source: sasmodels/sasmodels/models/fcc_paracrystal.c @ 7e0b281

core_shell_microgelsmagnetic_modelticket-1257-vesicle-productticket_1156ticket_1265_superballticket_822_more_unit_tests
Last change on this file since 7e0b281 was 7e0b281, checked in by Paul Kienzle <pkienzle@…>, 7 years ago

adjust paracrystal equations to better match terminology in Matsuoka paper

  • Property mode set to 100644
File size: 3.1 KB
Line 
1static double
2fcc_Zq(double qa, double qb, double qc, double dnn, double d_factor)
3{
4#if 0  // Equations as written in Matsuoka
5    const double a1 = ( qa + qb)/2.0;
6    const double a2 = (-qa + qc)/2.0;
7    const double a3 = (-qa + qb)/2.0;
8#else
9    const double a1 = ( qa + qb)/2.0;
10    const double a2 = ( qa + qc)/2.0;
11    const double a3 = ( qb + qc)/2.0;
12#endif
13
14    // Numerator: (1 - exp(a)^2)^3
15    //         => (-(exp(2a) - 1))^3
16    //         => -expm1(2a)^3
17    // Denominator: prod(1 - 2 cos(d ak) exp(a) + exp(2a))
18    //         => prod(exp(a)^2 - 2 cos(d ak) exp(a) + 1)
19    //         => prod((exp(a) - 2 cos(d ak)) * exp(a) + 1)
20    const double arg = -0.5*square(dnn*d_factor)*(a1*a1 + a2*a2 + a3*a3);
21    const double exp_arg = exp(arg);
22    const double Zq = -cube(expm1(2.0*arg))
23        / ( ((exp_arg - 2.0*cos(dnn*a1))*exp_arg + 1.0)
24          * ((exp_arg - 2.0*cos(dnn*a2))*exp_arg + 1.0)
25          * ((exp_arg - 2.0*cos(dnn*a3))*exp_arg + 1.0));
26
27    return Zq;
28}
29
30
31// occupied volume fraction calculated from lattice symmetry and sphere radius
32static double
33fcc_volume_fraction(double radius, double dnn)
34{
35    return 4.0*sphere_volume(M_SQRT1_2*radius/dnn);
36}
37
38static double
39form_volume(double radius)
40{
41    return sphere_volume(radius);
42}
43
44
45static double Iq(double q, double dnn,
46  double d_factor, double radius,
47  double sld, double solvent_sld)
48{
49    // translate a point in [-1,1] to a point in [0, 2 pi]
50    const double phi_m = M_PI;
51    const double phi_b = M_PI;
52    // translate a point in [-1,1] to a point in [0, pi]
53    const double theta_m = M_PI_2;
54    const double theta_b = M_PI_2;
55
56    double outer_sum = 0.0;
57    for(int i=0; i<150; i++) {
58        double inner_sum = 0.0;
59        const double theta = Gauss150Z[i]*theta_m + theta_b;
60        double sin_theta, cos_theta;
61        SINCOS(theta, sin_theta, cos_theta);
62        const double qc = q*cos_theta;
63        const double qab = q*sin_theta;
64        for(int j=0;j<150;j++) {
65            const double phi = Gauss150Z[j]*phi_m + phi_b;
66            double sin_phi, cos_phi;
67            SINCOS(phi, sin_phi, cos_phi);
68            const double qa = qab*cos_phi;
69            const double qb = qab*sin_phi;
70            const double form = fcc_Zq(qa, qb, qc, dnn, d_factor);
71            inner_sum += Gauss150Wt[j] * form;
72        }
73        inner_sum *= phi_m;  // sum(f(x)dx) = sum(f(x)) dx
74        outer_sum += Gauss150Wt[i] * inner_sum * sin_theta;
75    }
76    outer_sum *= theta_m;
77    const double Zq = outer_sum/(4.0*M_PI);
78    const double Pq = sphere_form(q, radius, sld, solvent_sld);
79
80    return fcc_volume_fraction(radius, dnn) * Pq * Zq;
81}
82
83
84static double Iqxy(double qx, double qy,
85    double dnn, double d_factor, double radius,
86    double sld, double solvent_sld,
87    double theta, double phi, double psi)
88{
89    double q, zhat, yhat, xhat;
90    ORIENT_ASYMMETRIC(qx, qy, theta, phi, psi, q, xhat, yhat, zhat);
91    const double qa = q*xhat;
92    const double qb = q*yhat;
93    const double qc = q*zhat;
94
95    q = sqrt(qa*qa + qb*qb + qc*qc);
96    const double Pq = sphere_form(q, radius, sld, solvent_sld);
97    const double Zq = fcc_Zq(qa, qb, qc, dnn, d_factor);
98    return fcc_volume_fraction(radius, dnn) * Pq * Zq;
99}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.