source: sasmodels/sasmodels/models/triaxial_ellipsoid.c @ a34b811

ticket-1257-vesicle-productticket_1156ticket_822_more_unit_tests
Last change on this file since a34b811 was a34b811, checked in by Paul Kienzle <pkienzle@…>, 5 months ago

use radius_effective/radius_effective_mode/radius_effective_modes consistently throughout the code

  • Property mode set to 100644
File size: 5.9 KB
Line 
1//#define INVALID(v) (v.radius_equat_minor > v.radius_equat_major || v.radius_equat_major > v.radius_polar)
2
3static double
4form_volume(double radius_equat_minor, double radius_equat_major, double radius_polar)
5{
6    return M_4PI_3*radius_equat_minor*radius_equat_major*radius_polar;
7}
8
9static double
10radius_from_curvature(double radius_equat_minor, double radius_equat_major, double radius_polar)
11{
12    // Trivial cases
13    if (radius_equat_minor == radius_equat_major == radius_polar) return radius_polar;
14    if (radius_equat_minor * radius_equat_major * radius_polar == 0.)  return 0.;
15
16
17    double r_equat_equiv, r_polar_equiv;
18    double radii[3] = {radius_equat_minor, radius_equat_major, radius_polar};
19    double radmax = fmax(radii[0],fmax(radii[1],radii[2]));
20
21    double radius_1 = radmax;
22    double radius_2 = radmax;
23    double radius_3 = radmax;
24
25    for(int irad=0; irad<3; irad++) {
26        if (radii[irad] < radius_1) {
27            radius_3 = radius_2;
28            radius_2 = radius_1;
29            radius_1 = radii[irad];
30            } else {
31                if (radii[irad] < radius_2) {
32                        radius_2 = radii[irad];
33                }
34            }
35    }
36    if(radius_2-radius_1 > radius_3-radius_2) {
37        r_equat_equiv = sqrt(radius_2*radius_3);
38        r_polar_equiv = radius_1;
39    } else  {
40        r_equat_equiv = sqrt(radius_1*radius_2);
41        r_polar_equiv = radius_3;
42    }
43
44    // see equation (26) in A.Isihara, J.Chem.Phys. 18(1950)1446-1449
45    const double ratio = (r_polar_equiv < r_equat_equiv
46                          ? r_polar_equiv / r_equat_equiv
47                          : r_equat_equiv / r_polar_equiv);
48    const double e1 = sqrt(1.0 - ratio*ratio);
49    const double b1 = 1.0 + asin(e1) / (e1 * ratio);
50    const double bL = (1.0 + e1) / (1.0 - e1);
51    const double b2 = 1.0 + 0.5 * ratio * ratio / e1 * log(bL);
52    const double delta = 0.75 * b1 * b2;
53    const double ddd = 2.0 * (delta + 1.0) * r_polar_equiv * r_equat_equiv * r_equat_equiv;
54    return 0.5 * cbrt(ddd);
55}
56
57static double
58radius_from_volume(double radius_equat_minor, double radius_equat_major, double radius_polar)
59{
60    return cbrt(radius_equat_minor*radius_equat_major*radius_polar);
61}
62
63static double
64radius_from_min_dimension(double radius_equat_minor, double radius_equat_major, double radius_polar)
65{
66    const double rad_equat_min = (radius_equat_minor < radius_equat_major ? radius_equat_minor : radius_equat_major);
67    return (rad_equat_min < radius_polar ? rad_equat_min : radius_polar);
68}
69
70static double
71radius_from_max_dimension(double radius_equat_minor, double radius_equat_major, double radius_polar)
72{
73    const double rad_equat_max = (radius_equat_minor < radius_equat_major ? radius_equat_major : radius_equat_minor);
74    return (rad_equat_max > radius_polar ? rad_equat_max : radius_polar);
75}
76
77static double
78radius_effective(int mode, double radius_equat_minor, double radius_equat_major, double radius_polar)
79{
80    switch (mode) {
81    default:
82    case 1: // equivalent biaxial ellipsoid average curvature
83        return radius_from_curvature(radius_equat_minor,radius_equat_major, radius_polar);
84    case 2: // equivalent volume sphere
85        return radius_from_volume(radius_equat_minor,radius_equat_major, radius_polar);
86    case 3: // min radius
87        return radius_from_min_dimension(radius_equat_minor,radius_equat_major, radius_polar);
88    case 4: // max radius
89        return radius_from_max_dimension(radius_equat_minor,radius_equat_major, radius_polar);
90    }
91}
92
93static void
94Fq(double q,
95    double *F1,
96    double *F2,
97    double sld,
98    double sld_solvent,
99    double radius_equat_minor,
100    double radius_equat_major,
101    double radius_polar)
102{
103    const double pa = square(radius_equat_minor/radius_equat_major) - 1.0;
104    const double pc = square(radius_polar/radius_equat_major) - 1.0;
105    // translate a point in [-1,1] to a point in [0, pi/2]
106    const double zm = M_PI_4;
107    const double zb = M_PI_4;
108    double outer_sum_F1 = 0.0;
109    double outer_sum_F2 = 0.0;
110    for (int i=0;i<GAUSS_N;i++) {
111        //const double u = GAUSS_Z[i]*(upper-lower)/2 + (upper + lower)/2;
112        const double phi = GAUSS_Z[i]*zm + zb;
113        const double pa_sinsq_phi = pa*square(sin(phi));
114
115        double inner_sum_F1 = 0.0;
116        double inner_sum_F2 = 0.0;
117        const double um = 0.5;
118        const double ub = 0.5;
119        for (int j=0;j<GAUSS_N;j++) {
120            // translate a point in [-1,1] to a point in [0, 1]
121            const double usq = square(GAUSS_Z[j]*um + ub);
122            const double r = radius_equat_major*sqrt(pa_sinsq_phi*(1.0-usq) + 1.0 + pc*usq);
123            const double fq = sas_3j1x_x(q*r);
124            inner_sum_F1 += GAUSS_W[j] * fq;
125            inner_sum_F2 += GAUSS_W[j] * fq * fq;
126        }
127        outer_sum_F1 += GAUSS_W[i] * inner_sum_F1;  // correcting for dx later
128        outer_sum_F2 += GAUSS_W[i] * inner_sum_F2;  // correcting for dx later
129    }
130    // translate integration ranges from [-1,1] to [lower,upper] and normalize by 4 pi
131    outer_sum_F1 *= 0.25;  // = outer*um*zm*8.0/(4.0*M_PI);
132    outer_sum_F2 *= 0.25;  // = outer*um*zm*8.0/(4.0*M_PI);
133
134    const double volume = form_volume(radius_equat_minor, radius_equat_major, radius_polar);
135    const double contrast = (sld - sld_solvent);
136    *F1 = 1.0e-2 * contrast * volume * outer_sum_F1;
137    *F2 = 1.0e-4 * square(contrast * volume) * outer_sum_F2;
138}
139
140
141static double
142Iqabc(double qa, double qb, double qc,
143    double sld,
144    double sld_solvent,
145    double radius_equat_minor,
146    double radius_equat_major,
147    double radius_polar)
148{
149    const double qr = sqrt(square(radius_equat_minor*qa)
150                           + square(radius_equat_major*qb)
151                           + square(radius_polar*qc));
152    const double fq = sas_3j1x_x(qr);
153    const double vol = form_volume(radius_equat_minor, radius_equat_major, radius_polar);
154    const double drho = (sld - sld_solvent);
155
156    return 1.0e-4 * square(vol * drho * fq);
157}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.