source: sasview/sansmodels/src/sans/models/c_models/coreshellcylinder.cpp @ a7d9e9c

ESS_GUIESS_GUI_DocsESS_GUI_batch_fittingESS_GUI_bumps_abstractionESS_GUI_iss1116ESS_GUI_iss879ESS_GUI_iss959ESS_GUI_openclESS_GUI_orderingESS_GUI_sync_sascalccostrafo411magnetic_scattrelease-4.1.1release-4.1.2release-4.2.2release_4.0.1ticket-1009ticket-1094-headlessticket-1242-2d-resolutionticket-1243ticket-1249ticket885unittest-saveload
Last change on this file since a7d9e9c was c451be9, checked in by Jae Cho <jhjcho@…>, 15 years ago

corrections on the definition of polydispersity as suggested by steve K: should be normalized by average volume

  • Property mode set to 100644
File size: 8.6 KB
Line 
1/**
2        This software was developed by the University of Tennessee as part of the
3        Distributed Data Analysis of Neutron Scattering Experiments (DANSE)
4        project funded by the US National Science Foundation.
5
6        If you use DANSE applications to do scientific research that leads to
7        publication, we ask that you acknowledge the use of the software with the
8        following sentence:
9
10        "This work benefited from DANSE software developed under NSF award DMR-0520547."
11
12        copyright 2008, University of Tennessee
13 */
14
15/**
16 * Scattering model classes
17 * The classes use the IGOR library found in
18 *   sansmodels/src/libigor
19 *
20 *      TODO: refactor so that we pull in the old sansmodels.c_extensions
21 */
22
23#include <math.h>
24#include "models.hh"
25#include "parameters.hh"
26#include <stdio.h>
27using namespace std;
28
29extern "C" {
30        #include "libCylinder.h"
31        #include "libStructureFactor.h"
32        #include "core_shell_cylinder.h"
33}
34
35CoreShellCylinderModel :: CoreShellCylinderModel() {
36        scale      = Parameter(1.0);
37        radius     = Parameter(20.0, true);
38        radius.set_min(0.0);
39        thickness  = Parameter(10.0, true);
40        thickness.set_min(0.0);
41        length     = Parameter(400.0, true);
42        length.set_min(0.0);
43        core_sld   = Parameter(1.e-6);
44        shell_sld  = Parameter(4.e-6);
45        solvent_sld= Parameter(1.e-6);
46        background = Parameter(0.0);
47        axis_theta = Parameter(0.0, true);
48        axis_phi   = Parameter(0.0, true);
49}
50
51/**
52 * Function to evaluate 1D scattering function
53 * The NIST IGOR library is used for the actual calculation.
54 * @param q: q-value
55 * @return: function value
56 */
57double CoreShellCylinderModel :: operator()(double q) {
58        double dp[8];
59
60        dp[0] = scale();
61        dp[1] = radius();
62        dp[2] = thickness();
63        dp[3] = length();
64        dp[4] = core_sld();
65        dp[5] = shell_sld();
66        dp[6] = solvent_sld();
67        dp[7] = 0.0;
68
69        // Get the dispersion points for the radius
70        vector<WeightPoint> weights_rad;
71        radius.get_weights(weights_rad);
72
73        // Get the dispersion points for the thickness
74        vector<WeightPoint> weights_thick;
75        thickness.get_weights(weights_thick);
76
77        // Get the dispersion points for the length
78        vector<WeightPoint> weights_len;
79        length.get_weights(weights_len);
80
81        // Perform the computation, with all weight points
82        double sum = 0.0;
83        double norm = 0.0;
84        double vol = 0.0;
85
86        // Loop over radius weight points
87        for(int i=0; i<weights_rad.size(); i++) {
88                dp[1] = weights_rad[i].value;
89
90                // Loop over length weight points
91                for(int j=0; j<weights_len.size(); j++) {
92                        dp[3] = weights_len[j].value;
93
94                        // Loop over thickness weight points
95                        for(int k=0; k<weights_thick.size(); k++) {
96                                dp[2] = weights_thick[k].value;
97                                //Un-normalize by volume
98                                sum += weights_rad[i].weight
99                                        * weights_len[j].weight
100                                        * weights_thick[k].weight
101                                        * CoreShellCylinder(dp, q)
102                                        * pow(weights_rad[i].value+weights_thick[k].value,2)
103                                        *(weights_len[j].value+2.0*weights_thick[k].value);
104                                //Find average volume
105                                vol += weights_rad[i].weight
106                                        * weights_len[j].weight
107                                        * weights_thick[k].weight
108                                        * pow(weights_rad[i].value+weights_thick[k].value,2)
109                                        *(weights_len[j].value+2.0*weights_thick[k].value);
110                                norm += weights_rad[i].weight
111                                * weights_len[j].weight
112                                * weights_thick[k].weight;
113                        }
114                }
115        }
116
117        if (vol != 0.0 && norm != 0.0) {
118                //Re-normalize by avg volume
119                sum = sum/(vol/norm);}
120
121        return sum/norm + background();
122}
123
124/**
125 * Function to evaluate 2D scattering function
126 * @param q_x: value of Q along x
127 * @param q_y: value of Q along y
128 * @return: function value
129 */
130double CoreShellCylinderModel :: operator()(double qx, double qy) {
131        CoreShellCylinderParameters dp;
132        // Fill parameter array
133        dp.scale      = scale();
134        dp.radius     = radius();
135        dp.thickness  = thickness();
136        dp.length     = length();
137        dp.core_sld   = core_sld();
138        dp.shell_sld  = shell_sld();
139        dp.solvent_sld= solvent_sld();
140        dp.background = 0.0;
141        dp.axis_theta = axis_theta();
142        dp.axis_phi   = axis_phi();
143
144        // Get the dispersion points for the radius
145        vector<WeightPoint> weights_rad;
146        radius.get_weights(weights_rad);
147
148        // Get the dispersion points for the thickness
149        vector<WeightPoint> weights_thick;
150        thickness.get_weights(weights_thick);
151
152        // Get the dispersion points for the length
153        vector<WeightPoint> weights_len;
154        length.get_weights(weights_len);
155
156        // Get angular averaging for theta
157        vector<WeightPoint> weights_theta;
158        axis_theta.get_weights(weights_theta);
159
160        // Get angular averaging for phi
161        vector<WeightPoint> weights_phi;
162        axis_phi.get_weights(weights_phi);
163
164        // Perform the computation, with all weight points
165        double sum = 0.0;
166        double norm = 0.0;
167        double norm_vol = 0.0;
168        double vol = 0.0;
169
170        // Loop over radius weight points
171        for(int i=0; i<weights_rad.size(); i++) {
172                dp.radius = weights_rad[i].value;
173
174
175                // Loop over length weight points
176                for(int j=0; j<weights_len.size(); j++) {
177                        dp.length = weights_len[j].value;
178
179                        // Loop over thickness weight points
180                        for(int m=0; m<weights_thick.size(); m++) {
181                                dp.thickness = weights_thick[m].value;
182
183                        // Average over theta distribution
184                        for(int k=0; k<weights_theta.size(); k++) {
185                                dp.axis_theta = weights_theta[k].value;
186
187                                // Average over phi distribution
188                                for(int l=0; l<weights_phi.size(); l++) {
189                                        dp.axis_phi = weights_phi[l].value;
190                                        //Un-normalize by volume
191                                        double _ptvalue = weights_rad[i].weight
192                                                * weights_len[j].weight
193                                                * weights_thick[m].weight
194                                                * weights_theta[k].weight
195                                                * weights_phi[l].weight
196                                                * core_shell_cylinder_analytical_2DXY(&dp, qx, qy)
197                                                * pow(weights_rad[i].value+weights_thick[m].value,2)
198                                                *(weights_len[j].value+2.0*weights_thick[m].value);
199
200                                        if (weights_theta.size()>1) {
201                                                _ptvalue *= sin(weights_theta[k].value);
202                                        }
203                                        sum += _ptvalue;
204
205                                        //Find average volume
206                                        vol += weights_rad[i].weight
207                                                        * weights_len[j].weight
208                                                        * weights_thick[m].weight
209                                                        * pow(weights_rad[i].value+weights_thick[m].value,2)
210                                                        *(weights_len[j].value+2.0*weights_thick[m].value);
211                                        //Find norm for volume
212                                        norm_vol += weights_rad[i].weight
213                                                                * weights_len[j].weight
214                                                                * weights_thick[m].weight;
215
216                                        norm += weights_rad[i].weight
217                                                * weights_len[j].weight
218                                                * weights_thick[m].weight
219                                                * weights_theta[k].weight
220                                                * weights_phi[l].weight;
221
222                                }
223                        }
224                        }
225                }
226        }
227        // Averaging in theta needs an extra normalization
228        // factor to account for the sin(theta) term in the
229        // integration (see documentation).
230        if (weights_theta.size()>1) norm = norm / asin(1.0);
231
232        if (vol != 0.0 && norm_vol != 0.0) {
233                //Re-normalize by avg volume
234                sum = sum/(vol/norm_vol);}
235
236        return sum/norm + background();
237}
238
239/**
240 * Function to evaluate 2D scattering function
241 * @param pars: parameters of the cylinder
242 * @param q: q-value
243 * @param phi: angle phi
244 * @return: function value
245 */
246double CoreShellCylinderModel :: evaluate_rphi(double q, double phi) {
247        double qx = q*cos(phi);
248        double qy = q*sin(phi);
249        return (*this).operator()(qx, qy);
250}
251/**
252 * Function to calculate effective radius
253 * @return: effective radius value
254 */
255double CoreShellCylinderModel :: calculate_ER() {
256        CoreShellCylinderParameters dp;
257
258        dp.radius     = radius();
259        dp.thickness  = thickness();
260        dp.length     = length();
261        double rad_out = 0.0;
262
263        // Perform the computation, with all weight points
264        double sum = 0.0;
265        double norm = 0.0;
266
267        // Get the dispersion points for the length
268        vector<WeightPoint> weights_length;
269        length.get_weights(weights_length);
270
271        // Get the dispersion points for the thickness
272        vector<WeightPoint> weights_thickness;
273        thickness.get_weights(weights_thickness);
274
275        // Get the dispersion points for the radius
276        vector<WeightPoint> weights_radius ;
277        radius.get_weights(weights_radius);
278
279        // Loop over major shell weight points
280        for(int i=0; i< (int)weights_length.size(); i++) {
281                dp.length = weights_length[i].value;
282                for(int j=0; j< (int)weights_thickness.size(); j++) {
283                        dp.thickness = weights_thickness[j].value;
284                        for(int k=0; k< (int)weights_radius.size(); k++) {
285                                dp.radius = weights_radius[k].value;
286                                //Note: output of "DiamCyl( )" is DIAMETER.
287                                sum +=weights_length[i].weight * weights_thickness[j].weight
288                                        * weights_radius[k].weight*DiamCyl(dp.length+2.0*dp.thickness,dp.radius+dp.thickness)/2.0;
289                                norm += weights_length[i].weight* weights_thickness[j].weight* weights_radius[k].weight;
290                        }
291                }
292        }
293        if (norm != 0){
294                //return the averaged value
295                rad_out =  sum/norm;}
296        else{
297                //return normal value
298                //Note: output of "DiamCyl()" is DIAMETER.
299                rad_out = DiamCyl(dp.length+2.0*dp.thickness,dp.radius+dp.thickness)/2.0;}
300
301        return rad_out;
302}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.