source: sasmodels/sasmodels/models/lib/wrc_cyl.c @ 925ad6e

core_shell_microgelscostrafo411magnetic_modelticket-1257-vesicle-productticket_1156ticket_1265_superballticket_822_more_unit_tests
Last change on this file since 925ad6e was 92ce163, checked in by Paul Kienzle <pkienzle@…>, 8 years ago

fix error introduced with conversion to Horner's method; code cleanup

  • Property mode set to 100644
File size: 11.2 KB
RevLine 
[f94d8a2]1/*
2    Functions for WRC implementation of flexible cylinders
3*/
[ba32cdd]4double Sk_WR(double q, double L, double b);
5
6
[f94d8a2]7static double
8AlphaSquare(double x)
9{
[e7678b2]10    // Potentially faster. Needs proper benchmarking.
11    // add native_powr to kernel_template
12    //double t = native_powr( (1.0 + (x/3.12)*(x/3.12) +
13    //     (x/8.67)*(x/8.67)*(x/8.67)),(0.176/3.0) );
14    //return t;
15
[4962519]16    return pow(1.0+square(x/3.12)+cube(x/8.67), 0.176/3.0);
[f94d8a2]17}
18
19//
20static double
21Rgsquarezero(double q, double L, double b)
22{
[e7678b2]23    const double r = b/L;
[92ce163]24    return (L*b/6.0) * (1.0 + r*(-1.5 + r*(1.5 + r*0.75*expm1(-2.0/r))));
25
[f94d8a2]26}
27
28//
29static double
30Rgsquareshort(double q, double L, double b)
31{
32    return AlphaSquare(L/b) * Rgsquarezero(q,L,b);
33}
34
35//
36static double
37Rgsquare(double q, double L, double b)
38{
39    return AlphaSquare(L/b)*L*b/6.0;
40}
41
[4962519]42static double
[f94d8a2]43sech_WR(double x)
44{
45    return(1/cosh(x));
46}
47
48static double
49a1long(double q, double L, double b, double p1, double p2, double q0)
50{
[e7678b2]51    double C;
[f94d8a2]52
53    if( L/b > 10.0) {
54        C = 3.06/pow((L/b),0.44);
55    } else {
56        C = 1.0;
57    }
58
[e7678b2]59    const double C1 = 1.22;
60    const double C2 = 0.4288;
61    const double C3 = -1.651;
62    const double C4 = 1.523;
63    const double C5 = 0.1477;
64    const double miu = 0.585;
65
66    const double Rg2 = Rgsquare(q,L,b);
67    const double Rg22 = Rg2*Rg2;
68    const double Rg = sqrt(Rg2);
69    const double Rgb = Rg*q0/b;
[f94d8a2]70
[e7678b2]71    const double b2 = b*b;
72    const double b3 = b*b*b;
73    const double b4 = b3*b;
74    const double q02 = q0*q0;
75    const double q03 = q0*q0*q0;
76    const double q04 = q03*q0;
77    const double q05 = q04*q0;
[f94d8a2]78
[e7678b2]79    const double Rg02 = Rg2*q02;
[f94d8a2]80
[e7678b2]81    const double t1 = (b*C*((4.0/15.0 - pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))) *
82         ((11.0/15.0 + (7.0*b2)/(15.0*Rg02))) +
83         (7.0*b2)/(15.0*Rg02))));
[f94d8a2]84
[e7678b2]85    const double t2 = (2.0*b4*(((-1.0) + pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))) +
[4962519]86         Rg02/b2))*((1.0 + 0.5*(((-1.0) -
[e7678b2]87         tanh((-C4 + Rgb/C5)))))));
[f94d8a2]88
[e7678b2]89    const double t3 = ((C3*pow(Rgb,((-3.0)/miu)) +
90         C2*pow(Rgb,((-2.0)/miu)) +
91         C1*pow(Rgb,((-1.0)/miu))));
[f94d8a2]92
[e7678b2]93    const double t4 = ((1.0 + tanh(((-C4) + Rgb)/C5)));
[f94d8a2]94
[e7678b2]95    const double t5 = (1.0/(b*p1*pow(q0,((-1.0) - p1 - p2)) -
96         b*p2*pow(q0,((-1.0) - p1 - p2))));
[f94d8a2]97
[e7678b2]98    const double t6 = (b*C*(((-((14.0*b3)/(15.0*q03*Rg2))) +
99         (14.0*b3*pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))))/(15.0*q03*Rg2) +
100         (2.0*pow((double)M_E,(-(Rg02/b2)))*q0*((11.0/15.0 +
101         (7.0*b2)/(15.0*Rg02)))*Rg2)/b)));
[f94d8a2]102
[e7678b2]103    const double t7 = (Rg*((C3*pow(((Rgb)),((-3.0)/miu)) +
104         C2*pow(((Rgb)),((-2.0)/miu)) +
105         C1*pow(((Rgb)),((-1.0)/miu))))*pow(sech_WR(((-C4) +
106         Rgb)/C5),2));
[f94d8a2]107
[e7678b2]108    const double t8 = (b4*Rg*(((-1.0) + pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))) +
109         Rg02/b2))*pow(sech_WR(((-C4) + Rgb)/C5),2));
[f94d8a2]110
[e7678b2]111    const double t9 = (2.0*b4*(((2.0*q0*Rg2)/b -
[4962519]112         (2.0*pow((double)M_E,(-(Rg02/b2)))*q0*Rg2)/b))*((1.0 + 0.5*(((-1.0) -
[e7678b2]113         tanh(((-C4) + Rgb)/C5))))));
[f94d8a2]114
[e7678b2]115    const double t10 = (8.0*b4*b*(((-1.0) + pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))) +
[4962519]116         Rg02/b2))*((1.0 + 0.5*(((-1.0) - tanh(((-C4) +
[e7678b2]117         Rgb)/C5))))));
[f94d8a2]118
[e7678b2]119    const double t11 = (((-((3.0*C3*Rg*pow(((Rgb)),((-1.0) -
120          3.0/miu)))/miu)) - (2.0*C2*Rg*pow(((Rgb)),((-1.0) -
121          2.0/miu)))/miu - (C1*Rg*pow(((Rgb)),((-1.0) -
122          1.0/miu)))/miu));
[f94d8a2]123
[e7678b2]124    const double t12 = ((1.0 + tanh(((-C4) + Rgb)/C5)));
[f94d8a2]125
[e7678b2]126    const double t13 = (b*C*((4.0/15.0 - pow((double)M_E,(-(Rg02/b2)))*((11.0/15.0 +
127          (7.0*b2)/(15.0*q02* Rg2))) +
128          (7.0*b2)/(15.0*Rg02))));
[f94d8a2]129
[e7678b2]130    const double t14 = (2.0*b4*(((-1.0) + pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))) +
[4962519]131          Rg02/b2))*((1.0 + 0.5*(((-1.0) - tanh(((-C4) +
[e7678b2]132          Rgb)/C5))))));
[f94d8a2]133
[e7678b2]134    const double t15 = ((C3*pow(((Rgb)),((-3.0)/miu)) +
135        C2*pow(((Rgb)),((-2.0)/miu)) +
136        C1*pow(((Rgb)),((-1.0)/miu))));
[f94d8a2]137
[e7678b2]138
139    double yy = (pow(q0,p1)*(((-((b*M_PI)/(L*q0))) +t1/L +t2/(q04*Rg22) +
[4962519]140        0.5*t3*t4)) + (t5*((pow(q0,(p1 - p2))*
[e7678b2]141        (((-pow(q0,(-p1)))*(((b2*M_PI)/(L*q02) +t6/L +t7/(2.0*C5) -
[4962519]142        t8/(C5*q04*Rg22) + t9/(q04*Rg22) -t10/(q05*Rg22) + 0.5*t11*t12)) -
[e7678b2]143        b*p1*pow(q0,((-1.0) - p1))*(((-((b*M_PI)/(L*q0))) + t13/L +
[4962519]144        t14/(q04*Rg22) + 0.5*t15*((1.0 + tanh(((-C4) +
[e7678b2]145        Rgb)/C5)))))))))));
[f94d8a2]146
147    return (yy);
148}
149
150static double
151a2long(double q, double L, double b, double p1, double p2, double q0)
152{
[e7678b2]153    double C;
[f94d8a2]154
155    if( L/b > 10.0) {
156        C = 3.06/pow((L/b),0.44);
157    } else {
158        C = 1.0;
159    }
160
[e7678b2]161    const double C1 = 1.22;
162    const double C2 = 0.4288;
163    const double C3 = -1.651;
164    const double C4 = 1.523;
165    const double C5 = 0.1477;
166    const double miu = 0.585;
167
168    const double Rg2 = Rgsquare(q,L,b);
169    const double Rg22 = Rg2*Rg2;
170    const double b2 = b*b;
171    const double b3 = b*b*b;
172    const double b4 = b3*b;
173    const double q02 = q0*q0;
174    const double q03 = q0*q0*q0;
175    const double q04 = q03*q0;
176    const double q05 = q04*q0;
177    const double Rg = sqrt(Rg2);
178    const double Rgb = Rg*q0/b;
179    const double Rg02 = Rg2*q02;
180
181    const double t1 = (1.0/(b* p1*pow(q0,((-1.0) - p1 - p2)) -
182         b*p2*pow(q0,((-1.0) - p1 - p2)) ));
183
184    const double t2 = (b*C*(((-1.0*((14.0*b3)/(15.0*q03*Rg2))) +
185         (14.0*b3*pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))))/(15.0*q03*Rg2) +
186         (2.0*pow((double)M_E,(-(Rg02/b2)))*q0*((11.0/15.0 +
187         (7*b2)/(15.0*Rg02)))*Rg2)/b)))/L;
188
189    const double t3 = (Rg*((C3*pow(((Rgb)),((-3.0)/miu)) +
190         C2*pow(((Rgb)),((-2.0)/miu)) +
191         C1*pow(((Rgb)),((-1.0)/miu))))*
192         pow(sech_WR(((-C4) +Rgb)/C5),2.0))/(2.0*C5);
193
194    const double t4 = (b4*Rg*(((-1.0) + pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))) +
195         Rg02/b2))*pow(sech_WR(((-C4) +
196         Rgb)/C5),2))/(C5*q04*Rg22);
197
198    const double t5 = (2.0*b4*(((2.0*q0*Rg2)/b -
199         (2.0*pow((double)M_E,(-(Rg02/b2)))*q0*Rg2)/b))*
[4962519]200         ((1.0 + 0.5*(((-1.0) - tanh(((-C4) +
[e7678b2]201         Rgb)/C5))))))/(q04*Rg22);
202
203    const double t6 = (8.0*b4*b*(((-1.0) + pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))) +
[4962519]204         Rg02/b2))*((1.0 + 0.5*(((-1) - tanh(((-C4) +
[e7678b2]205         Rgb)/C5))))))/(q05*Rg22);
206
207    const double t7 = (((-((3.0*C3*Rg*pow(((Rgb)),((-1.0) -
208         3.0/miu)))/miu)) - (2.0*C2*Rg*pow(((Rgb)),
209         ((-1.0) - 2.0/miu)))/miu - (C1*Rg*pow(((Rgb)),
210         ((-1.0) - 1.0/miu)))/miu));
211
212    const double t8 = ((1.0 + tanh(((-C4) + Rgb)/C5)));
213
214    const double t9 = (b*C*((4.0/15.0 - pow((double)M_E,(-(Rg02/b2)))*((11.0/15.0 +
215         (7.0*b2)/(15*Rg02))) + (7.0*b2)/(15.0*Rg02))))/L;
216
217    const double t10 = (2.0*b4*(((-1) + pow((double)M_E,(-(Rg02/b2))) +
[4962519]218          Rg02/b2))*((1.0 + 0.5*(((-1) - tanh(((-C4) +
[e7678b2]219          Rgb)/C5))))))/(q04*Rg22);
220
221    const double yy = ((-1.0*(t1* ((-pow(q0,-p1)*(((b2*M_PI)/(L*q02) +
[4962519]222         t2 + t3 - t4 + t5 - t6 + 0.5*t7*t8)) - b*p1*pow(q0,((-1.0) - p1))*
[e7678b2]223         (((-((b*M_PI)/(L*q0))) + t9 + t10 +
[4962519]224         0.5*((C3*pow(((Rgb)),((-3.0)/miu)) +
[e7678b2]225         C2*pow(((Rgb)),((-2.0)/miu)) +
226         C1*pow(((Rgb)),((-1.0)/miu))))*
227         ((1.0 + tanh(((-C4) + Rgb)/C5))))))))));
[f94d8a2]228
229    return (yy);
230}
231
232//
233static double
[e7678b2]234a_short(double q, double L, double b, double p1short,
235        double p2short, double factor, double pdiff, double q0)
[f94d8a2]236{
[e7678b2]237    const double Rg2_sh = Rgsquareshort(q,L,b);
238    const double Rg2_sh2 = Rg2_sh*Rg2_sh;
239    const double b3 = b*b*b;
240    const double t1 = ((q0*q0*Rg2_sh)/(b*b));
241    const double Et1 = exp(t1);
242    const double Emt1 = 1.0/Et1;
243    const double q02 = q0*q0;
244    const double q0p = pow(q0,(-4.0 + p1short) );
245
246    double yy = ((factor/(L*(pdiff)*Rg2_sh2)*
[f94d8a2]247        ((b*Emt1*q0p*((8.0*b3*L - 8.0*b3*Et1*L - 2.0*b3*L*p2short +
248        2.0*b3*Et1*L*p2short + 4.0*b*L*q02*Rg2_sh + 4.0*b*Et1*L*q02*Rg2_sh -
[e7678b2]249        2.0*b*Et1*L*p2short*q02*Rg2_sh - Et1*M_PI*q02*q0*Rg2_sh2 +
250        Et1*p2short*M_PI*q02*q0*Rg2_sh2))))));
[f94d8a2]251
252    return(yy);
253}
[e7678b2]254static double
255a1short(double q, double L, double b, double p1short, double p2short, double q0)
256{
257
258    double factor = 1.0;
259    return a_short(q, L, b, p1short, p2short, factor, p1short - p2short, q0);
260}
[f94d8a2]261
262static double
263a2short(double q, double L, double b, double p1short, double p2short, double q0)
264{
[e7678b2]265    double factor = -1.0;
266    return a_short(q, L, b, p2short, p1short, factor, p1short-p2short, q0);
[f94d8a2]267}
268
269//WR named this w (too generic)
270static double
271w_WR(double x)
272{
273    return 0.5*(1 + tanh((x - 1.523)/0.1477));
274}
275
276//
277static double
278u1(double q, double L, double b)
279{
280    return Rgsquareshort(q,L,b)*q*q;
281}
282
283static double
284u_WR(double q, double L, double b)
285{
286    return Rgsquare(q,L,b)*q*q;
287}
288
[504abee]289static double
290Sdebye_kernel(double arg)
291{
292    // ORIGINAL
[e7678b2]293    double result = 2.0*(exp(-arg) + arg -1.0)/(arg*arg);
[504abee]294
295    // CONVERSION 1 from http://herbie.uwplse.org/
296    //
297    // exhibits discontinuity - needs more investigation
298    //double a1 = 1.0/6.0;
299    //double a2 = 1.0/72.0;
300    //double a3 = 1.0/24.0;
301    //double result = pow((1.0 - a1*arg - (a2+a3)*arg*arg), 2);
302
303    return result;
304}
[f94d8a2]305static double
306Sdebye(double q, double L, double b)
307{
[504abee]308    double arg = u_WR(q,L,b);
309    return Sdebye_kernel(arg);
[f94d8a2]310}
311
312//
313static double
314Sdebye1(double q, double L, double b)
315{
[504abee]316    double arg = u1(q,L,b);
317    return Sdebye_kernel(arg);
318
[f94d8a2]319}
320
321//
322static double
323Sexv(double q, double L, double b)
324{
325
[e7678b2]326    const double C1=1.22;
327    const double C2=0.4288;
328    const double C3=-1.651;
329    const double miu = 0.585;
330    const double qRg = q*sqrt(Rgsquare(q,L,b));
331    const double x = pow(qRg, -1.0/miu);
[f94d8a2]332
[e7678b2]333    double yy = (1.0 - w_WR(qRg))*Sdebye(q,L,b) +
334            w_WR(qRg)*x*(C1 + x*(C2 + x*C3));
[f94d8a2]335    return (yy);
336}
337
338
339static double
340Sexvnew(double q, double L, double b)
341{
[e7678b2]342    double yy;
343
344    const double C1 =1.22;
345    const double C2 =0.4288;
346    const double C3 =-1.651;
347    const double miu = 0.585;
348    const double del=1.05;
349    const double qRg = q*sqrt(Rgsquare(q,L,b));
350    const double x = pow(qRg, -1.0/miu);
[f94d8a2]351
352
353    //calculating the derivative to decide on the corection (cutoff) term?
354    // I have modified this from WRs original code
[e7678b2]355    const double qdel = (Sexv(q*del,L,b)-Sexv(q,L,b))/(q*del - q);
356    const double C_star2 =(qdel >= 0.0) ? 0.0 : 1.0;
[f94d8a2]357
[e7678b2]358    yy = (1.0 - w_WR(qRg))*Sdebye(q,L,b) +
359         C_star2*w_WR(qRg)*
360         x*(C1 + x*(C2 + x*C3));
[f94d8a2]361
362    return (yy);
363}
364
365double Sk_WR(double q, double L, double b)
366{
[e7678b2]367    //
368    const double p1 = 4.12;
369    const double p2 = 4.42;
370    const double p1short = 5.36;
371    const double p2short = 5.62;
372    const double q0 = 3.1;
[f94d8a2]373
[e7678b2]374    double q0short = fmax(1.9/sqrt(Rgsquareshort(q,L,b)),3.0);
375    double Sexvmodify, ans;
[f94d8a2]376
[e7678b2]377    const double C =(L/b > 10.0) ? 3.06/pow((L/b),0.44) : 1.0;
[f94d8a2]378
[e7678b2]379    if( L > 4*b ) { // Longer Chains
380       if (q*b <= 3.1) {   //Modified by Yun on Oct. 15,
381         Sexvmodify = Sexvnew(q, L, b);
382         ans = Sexvmodify + C * (4.0/15.0 + 7.0/(15.0*u_WR(q,L,b)) -
[f94d8a2]383            (11.0/15.0 + 7.0/(15.0*u_WR(q,L,b)))*exp(-u_WR(q,L,b)))*(b/L);
384
[e7678b2]385       } else { //q(i)*b > 3.1
386         ans = a1long(q, L, b, p1, p2, q0)/(pow((q*b),p1)) +
387               a2long(q, L, b, p1, p2, q0)/(pow((q*b),p2)) + M_PI/(q*L);
388       }
389    } else { //L <= 4*b Shorter Chains
390       if (q*b <= fmax(1.9/sqrt(Rgsquareshort(q,L,b)),3.0) ) {
391         if (q*b<=0.01) {
392            ans = 1.0 - Rgsquareshort(q,L,b)*(q*q)/3.0;
393         } else {
394            ans = Sdebye1(q,L,b);
395         }
396       } else {  //q*b > max(1.9/sqrt(Rgsquareshort(q(i),L,b)),3)
397         ans = a1short(q,L,b,p1short,p2short,q0short)/(pow((q*b),p1short)) +
398               a2short(q,L,b,p1short,p2short,q0short)/(pow((q*b),p2short)) +
399               M_PI/(q*L);
400       }
[f94d8a2]401    }
402
403  return(ans);
404}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.