source: sasview/sansmodels/src/sans/models/c_models/parallelepiped.cpp @ 97603c0

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 97603c0 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: 9.6 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 *      TODO: add 2D function
22 */
23
24#include <math.h>
25#include "models.hh"
26#include "parameters.hh"
27#include <stdio.h>
28using namespace std;
29
30extern "C" {
31        #include "libCylinder.h"
32        #include "libStructureFactor.h"
33        #include "parallelepiped.h"
34}
35
36ParallelepipedModel :: ParallelepipedModel() {
37        scale      = Parameter(1.0);
38        short_a     = Parameter(35.0, true);
39        short_a.set_min(1.0);
40        short_b     = Parameter(75.0, true);
41        short_b.set_min(1.0);
42        long_c     = Parameter(400.0, true);
43        long_c.set_min(1.0);
44        contrast   = Parameter(53.e-7);
45        background = Parameter(0.0);
46        parallel_theta  = Parameter(0.0, true);
47        parallel_phi    = Parameter(0.0, true);
48        parallel_psi    = 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 ParallelepipedModel :: operator()(double q) {
58        double dp[6];
59
60        // Fill parameter array for IGOR library
61        // Add the background after averaging
62        dp[0] = scale();
63        dp[1] = short_a();
64        dp[2] = short_b();
65        dp[3] = long_c();
66        dp[4] = contrast();
67        dp[5] = 0.0;
68
69        // Get the dispersion points for the short_edgeA
70        vector<WeightPoint> weights_short_a;
71        short_a.get_weights(weights_short_a);
72
73        // Get the dispersion points for the longer_edgeB
74        vector<WeightPoint> weights_short_b;
75        short_b.get_weights(weights_short_b);
76
77        // Get the dispersion points for the longuest_edgeC
78        vector<WeightPoint> weights_long_c;
79        long_c.get_weights(weights_long_c);
80
81
82
83        // Perform the computation, with all weight points
84        double sum = 0.0;
85        double norm = 0.0;
86        double vol = 0.0;
87
88        // Loop over short_edgeA weight points
89        for(int i=0; i< (int)weights_short_a.size(); i++) {
90                dp[1] = weights_short_a[i].value;
91
92                // Loop over longer_edgeB weight points
93                for(int j=0; j< (int)weights_short_b.size(); j++) {
94                        dp[2] = weights_short_b[j].value;
95
96                        // Loop over longuest_edgeC weight points
97                        for(int k=0; k< (int)weights_long_c.size(); k++) {
98                                dp[3] = weights_long_c[k].value;
99                                //Un-normalize  by volume
100                                sum += weights_short_a[i].weight * weights_short_b[j].weight
101                                        * weights_long_c[k].weight * Parallelepiped(dp, q)
102                                        * weights_short_a[i].value*weights_short_b[j].value
103                                        * weights_long_c[k].value;
104                                //Find average volume
105                                vol += weights_short_a[i].weight * weights_short_b[j].weight
106                                        * weights_long_c[k].weight
107                                        * weights_short_a[i].value * weights_short_b[j].value
108                                        * weights_long_c[k].value;
109
110                                norm += weights_short_a[i].weight
111                                         * weights_short_b[j].weight * weights_long_c[k].weight;
112                        }
113                }
114        }
115        if (vol != 0.0 && norm != 0.0) {
116                //Re-normalize by avg volume
117                sum = sum/(vol/norm);}
118
119        return sum/norm + background();
120}
121/**
122 * Function to evaluate 2D scattering function
123 * @param q_x: value of Q along x
124 * @param q_y: value of Q along y
125 * @return: function value
126 */
127double ParallelepipedModel :: operator()(double qx, double qy) {
128        ParallelepipedParameters dp;
129        // Fill parameter array
130        dp.scale      = scale();
131        dp.short_a   = short_a();
132        dp.short_b   = short_b();
133        dp.long_c  = long_c();
134        dp.contrast   = contrast();
135        dp.background = 0.0;
136        //dp.background = background();
137        dp.parallel_theta  = parallel_theta();
138        dp.parallel_phi    = parallel_phi();
139        dp.parallel_psi    = parallel_psi();
140
141
142        // Get the dispersion points for the short_edgeA
143        vector<WeightPoint> weights_short_a;
144        short_a.get_weights(weights_short_a);
145
146        // Get the dispersion points for the longer_edgeB
147        vector<WeightPoint> weights_short_b;
148        short_b.get_weights(weights_short_b);
149
150        // Get angular averaging for the longuest_edgeC
151        vector<WeightPoint> weights_long_c;
152        long_c.get_weights(weights_long_c);
153
154        // Get angular averaging for theta
155        vector<WeightPoint> weights_parallel_theta;
156        parallel_theta.get_weights(weights_parallel_theta);
157
158        // Get angular averaging for phi
159        vector<WeightPoint> weights_parallel_phi;
160        parallel_phi.get_weights(weights_parallel_phi);
161
162        // Get angular averaging for psi
163        vector<WeightPoint> weights_parallel_psi;
164        parallel_psi.get_weights(weights_parallel_psi);
165
166        // Perform the computation, with all weight points
167        double sum = 0.0;
168        double norm = 0.0;
169        double norm_vol = 0.0;
170        double vol = 0.0;
171
172        // Loop over radius weight points
173        for(int i=0; i< (int)weights_short_a.size(); i++) {
174                dp.short_a = weights_short_a[i].value;
175
176                // Loop over longer_edgeB weight points
177                for(int j=0; j< (int)weights_short_b.size(); j++) {
178                        dp.short_b = weights_short_b[j].value;
179
180                        // Average over longuest_edgeC distribution
181                        for(int k=0; k< (int)weights_long_c.size(); k++) {
182                                dp.long_c = weights_long_c[k].value;
183
184                                // Average over theta distribution
185                                for(int l=0; l< (int)weights_parallel_theta.size(); l++) {
186                                dp.parallel_theta = weights_parallel_theta[l].value;
187
188                                        // Average over phi distribution
189                                        for(int m=0; m< (int)weights_parallel_phi.size(); m++) {
190                                                dp.parallel_phi = weights_parallel_phi[m].value;
191
192                                                // Average over phi distribution
193                                                for(int n=0; n< (int)weights_parallel_psi.size(); n++) {
194                                                        dp.parallel_psi = weights_parallel_psi[n].value;
195                                                        //Un-normalize by volume
196                                                        double _ptvalue = weights_short_a[i].weight
197                                                                * weights_short_b[j].weight
198                                                                * weights_long_c[k].weight
199                                                                * weights_parallel_theta[l].weight
200                                                                * weights_parallel_phi[m].weight
201                                                                * weights_parallel_psi[n].weight
202                                                                * parallelepiped_analytical_2DXY(&dp, qx, qy)
203                                                                * weights_short_a[i].value*weights_short_b[j].value
204                                                                * weights_long_c[k].value;
205
206                                                        if (weights_parallel_theta.size()>1) {
207                                                                _ptvalue *= sin(weights_parallel_theta[l].value);
208                                                        }
209                                                        sum += _ptvalue;
210                                                        //Find average volume
211                                                        vol += weights_short_a[i].weight
212                                                                * weights_short_b[j].weight
213                                                                * weights_long_c[k].weight
214                                                                * weights_short_a[i].value*weights_short_b[j].value
215                                                                * weights_long_c[k].value;
216                                                        //Find norm for volume
217                                                        norm_vol += weights_short_a[i].weight
218                                                                * weights_short_b[j].weight
219                                                                * weights_long_c[k].weight;
220
221                                                        norm += weights_short_a[i].weight
222                                                                * weights_short_b[j].weight
223                                                                * weights_long_c[k].weight
224                                                                * weights_parallel_theta[l].weight
225                                                                * weights_parallel_phi[m].weight
226                                                                * weights_parallel_psi[n].weight;
227                                                }
228                                        }
229
230                                }
231                        }
232                }
233        }
234        // Averaging in theta needs an extra normalization
235        // factor to account for the sin(theta) term in the
236        // integration (see documentation).
237        if (weights_parallel_theta.size()>1) norm = norm / asin(1.0);
238
239        if (vol != 0.0 && norm_vol != 0.0) {
240                //Re-normalize by avg volume
241                sum = sum/(vol/norm_vol);}
242
243        return sum/norm + background();
244}
245
246
247/**
248 * Function to evaluate 2D scattering function
249 * @param pars: parameters of the cylinder
250 * @param q: q-value
251 * @param phi: angle phi
252 * @return: function value
253 */
254double ParallelepipedModel :: evaluate_rphi(double q, double phi) {
255        double qx = q*cos(phi);
256        double qy = q*sin(phi);
257        return (*this).operator()(qx, qy);
258}
259/**
260 * Function to calculate effective radius
261 * @return: effective radius value
262 */
263double ParallelepipedModel :: calculate_ER() {
264        ParallelepipedParameters dp;
265        dp.short_a   = short_a();
266        dp.short_b   = short_b();
267        dp.long_c  = long_c();
268        double rad_out = 0.0;
269        double pi = 4.0*atan(1.0);
270        double suf_rad = sqrt(dp.short_a*dp.short_b/pi);
271
272        // Perform the computation, with all weight points
273        double sum = 0.0;
274        double norm = 0.0;
275
276        // Get the dispersion points for the short_edgeA
277        vector<WeightPoint> weights_short_a;
278        short_a.get_weights(weights_short_a);
279
280        // Get the dispersion points for the longer_edgeB
281        vector<WeightPoint> weights_short_b;
282        short_b.get_weights(weights_short_b);
283
284        // Get angular averaging for the longuest_edgeC
285        vector<WeightPoint> weights_long_c;
286        long_c.get_weights(weights_long_c);
287
288        // Loop over radius weight points
289        for(int i=0; i< (int)weights_short_a.size(); i++) {
290                dp.short_a = weights_short_a[i].value;
291
292                // Loop over longer_edgeB weight points
293                for(int j=0; j< (int)weights_short_b.size(); j++) {
294                        dp.short_b = weights_short_b[j].value;
295
296                        // Average over longuest_edgeC distribution
297                        for(int k=0; k< (int)weights_long_c.size(); k++) {
298                                dp.long_c = weights_long_c[k].value;
299                                //Calculate surface averaged radius
300                                //This is rough approximation.
301                                suf_rad = sqrt(dp.short_a*dp.short_b/pi);
302
303                                //Note: output of "DiamCyl(dp.length,dp.radius)" is DIAMETER.
304                                sum +=weights_short_a[i].weight* weights_short_b[j].weight
305                                        * weights_long_c[k].weight*DiamCyl(dp.long_c, suf_rad)/2.0;
306                                norm += weights_short_a[i].weight* weights_short_b[j].weight*weights_long_c[k].weight;
307                        }
308                }
309        }
310
311        if (norm != 0){
312                //return the averaged value
313                rad_out =  sum/norm;}
314        else{
315                //return normal value
316                //Note: output of "DiamCyl(length,radius)" is DIAMETER.
317                rad_out = DiamCyl(dp.long_c, suf_rad)/2.0;}
318        return rad_out;
319
320}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.