| 1 | #include "machdefs.h" | 
|---|
| 2 | #include <iostream> | 
|---|
| 3 | #include <stdlib.h> | 
|---|
| 4 | #include <stdio.h> | 
|---|
| 5 | #include <string.h> | 
|---|
| 6 | #include <math.h> | 
|---|
| 7 | #include <unistd.h> | 
|---|
| 8 |  | 
|---|
| 9 | #include "pexceptions.h" | 
|---|
| 10 |  | 
|---|
| 11 | #include "constcosmo.h" | 
|---|
| 12 | #include "geneutils.h" | 
|---|
| 13 | #include "pkspectrum.h" | 
|---|
| 14 |  | 
|---|
| 15 | namespace SOPHYA { | 
|---|
| 16 |  | 
|---|
| 17 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 18 | //******************** InitialPowerLaw ******************// | 
|---|
| 19 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 20 |  | 
|---|
| 21 | InitialPowerLaw::InitialPowerLaw(double n,double a) | 
|---|
| 22 | : n_(n), A_(a) | 
|---|
| 23 | { | 
|---|
| 24 | } | 
|---|
| 25 |  | 
|---|
| 26 | InitialPowerLaw::InitialPowerLaw(InitialPowerLaw& pkinf) | 
|---|
| 27 | : n_(pkinf.n_), A_(pkinf.A_) | 
|---|
| 28 | { | 
|---|
| 29 | } | 
|---|
| 30 |  | 
|---|
| 31 | InitialPowerLaw::~InitialPowerLaw(void) | 
|---|
| 32 | { | 
|---|
| 33 | } | 
|---|
| 34 |  | 
|---|
| 35 |  | 
|---|
| 36 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 37 | //****************** TransfertEisenstein ****************// | 
|---|
| 38 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 39 |  | 
|---|
| 40 | // From Eisenstein & Hu ApJ 496:605-614 1998 April 1 (ou astro-ph/9709112) | 
|---|
| 41 | TransfertEisenstein::TransfertEisenstein(double h100,double OmegaCDM0,double OmegaBaryon0,double tcmb,bool nobaryon,int lp) | 
|---|
| 42 | : lp_(lp) | 
|---|
| 43 | , Oc_(OmegaCDM0) , Ob_(OmegaBaryon0) , h100_(h100) , tcmb_(tcmb) | 
|---|
| 44 | , nobaryon_(nobaryon) , nooscenv_(0), retpart_(ALL) | 
|---|
| 45 | { | 
|---|
| 46 | zero_(); | 
|---|
| 47 | Init_(); | 
|---|
| 48 | } | 
|---|
| 49 |  | 
|---|
| 50 | TransfertEisenstein::TransfertEisenstein(TransfertEisenstein& tf) | 
|---|
| 51 | : lp_(tf.lp_) | 
|---|
| 52 | ,Oc_(tf.Oc_) , Ob_(tf.Ob_) , h100_(tf.h100_) , tcmb_(tf.tcmb_) | 
|---|
| 53 | , nobaryon_(tf.nobaryon_) , nooscenv_(tf.nooscenv_), retpart_(tf.retpart_) | 
|---|
| 54 | { | 
|---|
| 55 | zero_(); | 
|---|
| 56 | Init_(); | 
|---|
| 57 | } | 
|---|
| 58 |  | 
|---|
| 59 | TransfertEisenstein::~TransfertEisenstein(void) | 
|---|
| 60 | { | 
|---|
| 61 | } | 
|---|
| 62 |  | 
|---|
| 63 | void TransfertEisenstein::zero_(void) | 
|---|
| 64 | { | 
|---|
| 65 | th2p7_=zeq_=keq_=zd_=Req_=Rd_=s_=ksilk_=alphac_=betac_=bnode_ | 
|---|
| 66 | =alphab_=betab_=alphag_=sfit_=kpeak_=1.e99; | 
|---|
| 67 | } | 
|---|
| 68 |  | 
|---|
| 69 | void TransfertEisenstein::Init_(void) | 
|---|
| 70 | { | 
|---|
| 71 |  | 
|---|
| 72 | O0_ = Oc_ + Ob_; | 
|---|
| 73 | if(nobaryon_) {O0_ = Oc_; Ob_ = 0.;} | 
|---|
| 74 | double H0 = 100. * h100_, h2 = h100_*h100_; | 
|---|
| 75 | if(lp_) cout<<"h100="<<h100_<<" H0="<<H0<<") Omatter="<<O0_<<" Ocdm="<<Oc_<<" Ob="<<Ob_<<endl; | 
|---|
| 76 |  | 
|---|
| 77 |  | 
|---|
| 78 | if(tcmb_<0.) tcmb_ = T_CMB_Par; | 
|---|
| 79 | th2p7_ = tcmb_/2.7; | 
|---|
| 80 | double th2p7P4 = th2p7_*th2p7_*th2p7_*th2p7_; | 
|---|
| 81 | if(lp_) cout<<"tcmb = "<<tcmb_<<" K = "<<th2p7_<<" *2.7K "<<endl; | 
|---|
| 82 |  | 
|---|
| 83 | // Formule 2 p 606 | 
|---|
| 84 | zeq_ = 2.50e4 * O0_ * h2 / th2p7P4; | 
|---|
| 85 | if(lp_) cout<<"zeq = "<<zeq_<<" (redshift of matter-radiation equality)"<<endl; | 
|---|
| 86 |  | 
|---|
| 87 | // Formule 3 p 607 | 
|---|
| 88 | // (attention ici C=1 : H0 -> H0/C si on utilise la premiere formule) | 
|---|
| 89 | //  keq_ = sqrt(2.*O0_*H0*H0*zeq_) / SpeedOfLight_Cst; | 
|---|
| 90 | keq_ = 7.46e-2 * O0_ * h2 / (th2p7_*th2p7_); | 
|---|
| 91 | if(lp_) cout<<"keq = "<<keq_<<" Mpc^-1 (scale of equality)"<<endl; | 
|---|
| 92 |  | 
|---|
| 93 | // On s'arrete ici si pas de baryons | 
|---|
| 94 | if(nobaryon_) return; | 
|---|
| 95 |  | 
|---|
| 96 | // Formule 4 p 607 | 
|---|
| 97 | double b1_eq4 = 0.313*pow(O0_*h2,-0.419)*(1. + 0.607*pow(O0_*h2,0.674)); | 
|---|
| 98 | double b2_eq4 = 0.238*pow(O0_*h2,0.223); | 
|---|
| 99 | zd_ = 1291. * pow(O0_*h2,0.251) / (1.+0.659* pow(O0_*h2,0.828)) | 
|---|
| 100 | * (1. + b1_eq4*pow(Ob_*h2,b2_eq4)); | 
|---|
| 101 | if(lp_) cout<<"zd = "<<zd_<<" (Redshift of drag epoch)"<<endl; | 
|---|
| 102 |  | 
|---|
| 103 | // Formule 5 page 607    (R = 3*rho_baryon/4*rho_gamma) | 
|---|
| 104 | Req_ = 31.5*Ob_*h2 / th2p7P4 * (1.e3/zeq_); | 
|---|
| 105 | //WARNING: W.Hu code (tf_fit.c) en des-accord avec l'article: zd -> (1+zd) | 
|---|
| 106 | Rd_  = 31.5*Ob_*h2 / th2p7P4 * (1.e3/zd_); | 
|---|
| 107 | //in tf_fit.c: Rd_  = 31.5*Ob_*h2 / th2p7P4 * (1.e3/(1.+zd_)); | 
|---|
| 108 | if(lp_) { | 
|---|
| 109 | cout<<"Req = "<<Req_<<" Rd = "<<Rd_ | 
|---|
| 110 | <<" (Photon-baryon ratio at equality/drag epoch)"<<endl; | 
|---|
| 111 | cout<<"Sound speed at equality "<<1./sqrt(3.*(1.+Req_)) | 
|---|
| 112 | <<", at drag "<<1./sqrt(3.*(1.+Rd_))<<" in unit of C"<<endl; | 
|---|
| 113 | } | 
|---|
| 114 |  | 
|---|
| 115 | // Formule 6 p 607 | 
|---|
| 116 | s_ = 2./(3.*keq_) * sqrt(6./Req_) | 
|---|
| 117 | * log( (sqrt(1.+Rd_) + sqrt(Rd_+Req_)) / (1.+sqrt(Req_)) ); | 
|---|
| 118 | if(lp_) cout<<"s = "<<s_<<" Mpc (sound horizon at drag epoch)"<<endl; | 
|---|
| 119 |  | 
|---|
| 120 | // Formule 7 page 607 | 
|---|
| 121 | ksilk_ = 1.6*pow(Ob_*h2,0.52)*pow(O0_*h2,0.73) * (1. + pow(10.4*O0_*h2,-0.95)); | 
|---|
| 122 | if(lp_) cout<<"ksilk = "<<ksilk_<<" Mpc^-1 (silk damping scale)"<<endl; | 
|---|
| 123 |  | 
|---|
| 124 | // Formules 10 page 608 | 
|---|
| 125 | double a1 = pow(46.9*O0_*h2,0.670) * (1. + pow(32.1*O0_*h2,-0.532)); | 
|---|
| 126 | double a2 = pow(12.0*O0_*h2,0.424) * (1. + pow(45.0*O0_*h2,-0.582)); | 
|---|
| 127 | alphac_ = pow(a1,-Ob_/O0_) * pow(a2,-pow(Ob_/O0_,3.)); | 
|---|
| 128 | double b1 = 0.944 / (1. + pow(458.*O0_*h2,-0.708)); | 
|---|
| 129 | double b2 = pow(0.395*O0_*h2,-0.0266); | 
|---|
| 130 | betac_ = 1 / ( 1. + b1*(pow(Oc_/O0_,b2) - 1.) ); | 
|---|
| 131 | if(lp_) cout<<"alphac = "<<alphac_<<" betac = "<<betac_ | 
|---|
| 132 | <<" (CDM suppression/log shift)"<<endl; | 
|---|
| 133 |  | 
|---|
| 134 | // Formule 23 page 610 | 
|---|
| 135 | bnode_ = 8.41 * pow(O0_*h2,0.435); | 
|---|
| 136 | if(lp_) cout<<"bnode = "<<bnode_<<" (sound horizon shift)"<<endl; | 
|---|
| 137 |  | 
|---|
| 138 | // Formule 14 page 608 | 
|---|
| 139 | //WARNING: W.Hu code (tf_fit.c) en des-accord avec l'article: (1+zeq) -> zeq | 
|---|
| 140 | double y = (1.+zeq_)/(1.+zd_); | 
|---|
| 141 | //in tf_fit.c: double y = zeq_/(1.+zd_); | 
|---|
| 142 | double s1py = sqrt(1.+y); | 
|---|
| 143 | double Gy = y*( -6.*s1py + (2.+3.*y)*log((s1py+1.)/(s1py-1.)) ); | 
|---|
| 144 | alphab_ = 2.07*keq_*s_*pow(1.+Rd_,-3./4.)*Gy; | 
|---|
| 145 |  | 
|---|
| 146 | // Formule 24 page 610 | 
|---|
| 147 | betab_ = 0.5 + Ob_/O0_ | 
|---|
| 148 | + (3.-2.*Ob_/O0_) * sqrt(pow(17.2*O0_*h2,2.) + 1.); | 
|---|
| 149 | if(lp_) cout<<"alphab = "<<alphab_<<" betab = "<<betab_ | 
|---|
| 150 | <<" (Baryon suppression/envelope shift)"<<endl; | 
|---|
| 151 |  | 
|---|
| 152 | // Formule 31 page 612 | 
|---|
| 153 | alphag_ = 1. | 
|---|
| 154 | - 0.328*log(431.*O0_*h2)*Ob_/O0_ | 
|---|
| 155 | + 0.38*log(22.3*O0_*h2)*pow(Ob_/O0_,2.); | 
|---|
| 156 | if(lp_) cout<<"alphag = "<<alphag_<<" (gamma suppression in approximate TF)"<<endl; | 
|---|
| 157 |  | 
|---|
| 158 | // The approximate value of the sound horizon, formule 26 page 611 | 
|---|
| 159 | sfit_ = 44.5*log(9.83/(O0_*h2)) / sqrt(1.+10.*pow(Ob_*h2,3./4.));  // Mpc | 
|---|
| 160 | if(lp_) cout<<"sfit="<<sfit_<<" Mpc (fit to sound horizon)"<<endl; | 
|---|
| 161 |  | 
|---|
| 162 | // La positoin du premier pic acoustique, formule 25 page 611 | 
|---|
| 163 | kpeak_ = 5*M_PI/(2.*sfit_) * (1.+0.217*O0_*h2);  // 1/Mpc | 
|---|
| 164 | if(lp_) cout<<"kpeak="<<kpeak_<<" Mpc^-1 (fit to wavenumber of first peak)"<<endl; | 
|---|
| 165 |  | 
|---|
| 166 | return; | 
|---|
| 167 | } | 
|---|
| 168 |  | 
|---|
| 169 | bool TransfertEisenstein::SetParTo(double h100,double OmegaCDM0,double OmegaBaryon0) | 
|---|
| 170 | // Changement des valeurs des parametres (suivi de re-init eventuel) | 
|---|
| 171 | // Si h100,Omega...<=0. alors pas de changement, on garde l'ancienne valeur | 
|---|
| 172 | { | 
|---|
| 173 | bool haschanged = false; | 
|---|
| 174 |  | 
|---|
| 175 | if(h100>0.) {h100_ = h100; haschanged = true;} | 
|---|
| 176 | if(OmegaCDM0>0.) {Oc_ = OmegaCDM0; haschanged = true;} | 
|---|
| 177 | if(OmegaBaryon0>0.) {Ob_ = OmegaBaryon0; haschanged = true;} | 
|---|
| 178 |  | 
|---|
| 179 | // et on recalcule les initialisations | 
|---|
| 180 | if(haschanged) Init_(); | 
|---|
| 181 |  | 
|---|
| 182 | return haschanged; | 
|---|
| 183 | } | 
|---|
| 184 |  | 
|---|
| 185 | void TransfertEisenstein::SetNoOscEnv(unsigned short nooscenv) | 
|---|
| 186 | // To obtain an approximate form of the non-oscillatory part of the transfert function | 
|---|
| 187 | // nooscenv = 0 : use the baryon oscillatory part of transfert function (full tf) | 
|---|
| 188 | // nooscenv = 1 : use approx. paragraph 3.3 p610 (middle of right column) | 
|---|
| 189 | //                Replace  j0(k*stilde)  ->  [1+(k*stilde)^4]^(-1/4) | 
|---|
| 190 | // nooscenv = 2 : use formulae 29+30+31 page 612 | 
|---|
| 191 | //                The value of an approximate transfer function that captures | 
|---|
| 192 | //                the non-oscillatory part of a partial baryon transfer function. | 
|---|
| 193 | //                In other words, the baryon oscillations are left out, | 
|---|
| 194 | //                but the suppression of power below the sound horizon is included. | 
|---|
| 195 | { | 
|---|
| 196 | if(nooscenv!=1 && nooscenv!=2) nooscenv = 0; | 
|---|
| 197 | nooscenv_ = nooscenv; | 
|---|
| 198 | } | 
|---|
| 199 |  | 
|---|
| 200 | void TransfertEisenstein::SetReturnPart(ReturnPart retpart) | 
|---|
| 201 | // To return only baryon or CDM part part of transfert function | 
|---|
| 202 | // retpart = ALL: return full transfert function | 
|---|
| 203 | //         = CDM : return only CDM part of transfert function | 
|---|
| 204 | //         = BARYON : return only Baryon part of transfert function | 
|---|
| 205 | // WARNING: only relevant for nobaryon_=false AND nooscenv!=2 | 
|---|
| 206 | { | 
|---|
| 207 | retpart_ = retpart; | 
|---|
| 208 | } | 
|---|
| 209 |  | 
|---|
| 210 | void TransfertEisenstein::SetPrintLevel(int lp) | 
|---|
| 211 | { | 
|---|
| 212 | lp_ = lp; | 
|---|
| 213 | } | 
|---|
| 214 |  | 
|---|
| 215 |  | 
|---|
| 216 | double TransfertEisenstein::T0tild(double k,double alphac,double betac) | 
|---|
| 217 | { | 
|---|
| 218 | // Formule 10 p 608 | 
|---|
| 219 | //double q = k*th2p7_*th2p7_/(O0_*h100_*h100_); | 
|---|
| 220 | double q = k/(13.41*keq_); | 
|---|
| 221 | // Formule 20 p 610 | 
|---|
| 222 | double C = (14.2/alphac) + 386./(1.+69.9*pow(q,1.08)); | 
|---|
| 223 | // Formule 19 p 610 | 
|---|
| 224 | double x = log(M_E+1.8*betac*q); | 
|---|
| 225 | return x / (x + C*q*q); | 
|---|
| 226 | } | 
|---|
| 227 |  | 
|---|
| 228 | double TransfertEisenstein::operator() (double k) | 
|---|
| 229 | { | 
|---|
| 230 |  | 
|---|
| 231 | // --- Pour zero baryon | 
|---|
| 232 | //  OU Pour function lissee sans oscillation baryon | 
|---|
| 233 | if(nobaryon_  || nooscenv_ == 2) { | 
|---|
| 234 | double gamma = O0_*h100_; | 
|---|
| 235 | // Calcul de Gamma_eff, formule 30 page 612 (pour fct lissee) | 
|---|
| 236 | if( nobaryon_==false && nooscenv_ == 2 ) | 
|---|
| 237 | gamma = O0_*h100_*(alphag_ + (1.-alphag_)/(1.+pow(0.43*k*sfit_,4.))); // Gamma_eff | 
|---|
| 238 | // Formule 28 page 612 : qui est est equivalent a: | 
|---|
| 239 | //    q = k / h100_ * th2p7_*th2p7_ / gamma; | 
|---|
| 240 | // qui est est equivalent a: | 
|---|
| 241 | //    q = k / (13.41 * keq)                   pour Ob=0 | 
|---|
| 242 | //    q = k / (13.41 * keq) * (O0*h/Gamma)    pour le spectre lisse | 
|---|
| 243 | // Les resultats sont legerement differents a cause des valeurs approx. | 
|---|
| 244 | // des constantes numeriques: on prend comme W.Hu (tf_fit.c) | 
|---|
| 245 | //double q = k / h100_ * th2p7_*th2p7_ / gamma;  // Mpc^-1 | 
|---|
| 246 | double q = k/(13.41*keq_) * (O0_*h100_/gamma);  // Mpc^-1 | 
|---|
| 247 | // Formules 29 page 612 | 
|---|
| 248 | double l0 = log(2.*M_E + 1.8*q); | 
|---|
| 249 | double c0 = 14.2 + 731./(1.+62.5*q); | 
|---|
| 250 | return l0 / (l0 + c0*q*q); | 
|---|
| 251 | } | 
|---|
| 252 |  | 
|---|
| 253 | // --- Pour CDM + Baryons | 
|---|
| 254 | // --- CDM | 
|---|
| 255 | double f = 1. / (1. + pow(k*s_/5.4,4.)); | 
|---|
| 256 | double Tc = f*T0tild(k,1.,betac_) + (1.-f)*T0tild(k,alphac_,betac_); | 
|---|
| 257 | if(retpart_ == CDM) return Tc; | 
|---|
| 258 |  | 
|---|
| 259 | // --- Baryons | 
|---|
| 260 | // Formule 22 page 610 | 
|---|
| 261 | double stilde, ksbnode = k*s_/bnode_; | 
|---|
| 262 | if(ksbnode<0.001) stilde =s_ * ksbnode; | 
|---|
| 263 | else   stilde = s_ / pow(1. + pow(1./ksbnode,3.), 1./3.); | 
|---|
| 264 | // Formule 21 page 610 | 
|---|
| 265 | double j0kst = 0.; | 
|---|
| 266 | if(nooscenv_ == 1) { | 
|---|
| 267 | j0kst = pow(1.+pow(k*stilde,4.) , -1./4.); //lissee sans oscillation baryon | 
|---|
| 268 | } else { | 
|---|
| 269 | double x = k*stilde; | 
|---|
| 270 | if(x<0.01) j0kst = 1. - x*x/6.*(1.-x*x/20.); | 
|---|
| 271 | else j0kst = sin(x)/x; | 
|---|
| 272 | //cout<<"DEBUG: k="<<k<<" stilde="<<stilde<<" x="<<x<<" j0kst="<<j0kst<<endl; | 
|---|
| 273 | } | 
|---|
| 274 | double Tb = T0tild(k,1.,1.) / (1. + pow(k*s_/5.2,2.)); | 
|---|
| 275 | Tb += alphab_/(1.+pow(betab_/(k*s_),3.)) * exp(-pow(k/ksilk_,1.4)); | 
|---|
| 276 | Tb *= j0kst; | 
|---|
| 277 | if(retpart_ == BARYON) return Tb; | 
|---|
| 278 |  | 
|---|
| 279 | // --- Total | 
|---|
| 280 | double T = (Ob_/O0_)*Tb + (Oc_/O0_)*Tc; | 
|---|
| 281 |  | 
|---|
| 282 | return T; | 
|---|
| 283 | } | 
|---|
| 284 |  | 
|---|
| 285 | double TransfertEisenstein::KPeak(void) | 
|---|
| 286 | // Position du premier pic acoustic | 
|---|
| 287 | { | 
|---|
| 288 | if(nobaryon_) return -1.; | 
|---|
| 289 | return kpeak_; | 
|---|
| 290 | } | 
|---|
| 291 |  | 
|---|
| 292 |  | 
|---|
| 293 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 294 | //******************* TransfertTabulate *****************// | 
|---|
| 295 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 296 |  | 
|---|
| 297 | TransfertTabulate::TransfertTabulate(void) | 
|---|
| 298 | : kmin_(1.) , kmax_(-1.) , interptyp_(0) | 
|---|
| 299 | { | 
|---|
| 300 | k_.resize(0); | 
|---|
| 301 | tf_.resize(0); | 
|---|
| 302 | } | 
|---|
| 303 |  | 
|---|
| 304 | TransfertTabulate::TransfertTabulate(TransfertTabulate& tf) | 
|---|
| 305 | : kmin_(tf.kmin_) , kmax_(tf.kmax_) , interptyp_(tf.interptyp_) , k_(tf.k_) , tf_(tf.tf_) | 
|---|
| 306 | { | 
|---|
| 307 | } | 
|---|
| 308 |  | 
|---|
| 309 | TransfertTabulate::~TransfertTabulate(void) | 
|---|
| 310 | { | 
|---|
| 311 | } | 
|---|
| 312 |  | 
|---|
| 313 | void TransfertTabulate::SetInterpTyp(int typ) | 
|---|
| 314 | // see comment in InterpTab | 
|---|
| 315 | { | 
|---|
| 316 | if(typ<0) typ=0; else if(typ>2) typ=2; | 
|---|
| 317 | interptyp_ = typ; | 
|---|
| 318 | } | 
|---|
| 319 |  | 
|---|
| 320 | double TransfertTabulate::operator() (double k) | 
|---|
| 321 | { | 
|---|
| 322 | return InterpTab(k,k_,tf_,interptyp_); | 
|---|
| 323 | } | 
|---|
| 324 |  | 
|---|
| 325 | int TransfertTabulate::ReadCMBFast(string filename,double h100,double OmegaCDM0,double OmegaBaryon0) | 
|---|
| 326 | { | 
|---|
| 327 | FILE *file = fopen(filename.c_str(),"r"); | 
|---|
| 328 | if(file==NULL) return -1; | 
|---|
| 329 | cout<<"TransfertTabulate::ReadCMBFast: fn="<<filename<<" h100="<<h100 | 
|---|
| 330 | <<" OmegaCDM0="<<OmegaCDM0<<" OmegaBaryon0="<<OmegaBaryon0<<endl; | 
|---|
| 331 |  | 
|---|
| 332 | const int lenline = 512; | 
|---|
| 333 | char *line = new char[lenline]; | 
|---|
| 334 |  | 
|---|
| 335 | k_.resize(0); tf_.resize(0); | 
|---|
| 336 | double tmax = -1.; | 
|---|
| 337 | while ( fgets(line,lenline,file) != NULL ) { | 
|---|
| 338 | double k,tc,tb,tf; | 
|---|
| 339 | sscanf(line,"%lf %lf %lf",&k,&tc,&tb); | 
|---|
| 340 | k *= h100;     // convert h Mpc^-1  ->  Mpc^-1 | 
|---|
| 341 | tf = (OmegaCDM0*tc+OmegaBaryon0*tb)/(OmegaCDM0+OmegaBaryon0); | 
|---|
| 342 | if(tf>tmax) tmax = tf; | 
|---|
| 343 | k_.push_back(k); | 
|---|
| 344 | tf_.push_back(tf); | 
|---|
| 345 | } | 
|---|
| 346 |  | 
|---|
| 347 | cout<<"TransfertTabulate::ReadCMBFast: nread="<<tf_.size()<<" tf_max="<<tmax<<endl; | 
|---|
| 348 | delete [] line; | 
|---|
| 349 | if(tf_.size()==0) return (int)tf_.size(); | 
|---|
| 350 |  | 
|---|
| 351 | for(unsigned int i=0;i<tf_.size();i++) tf_[i] /= tmax; | 
|---|
| 352 |  | 
|---|
| 353 | return (int)tf_.size(); | 
|---|
| 354 | } | 
|---|
| 355 |  | 
|---|
| 356 | int TransfertTabulate::ReadCAMB(string filename, double h100) | 
|---|
| 357 | { | 
|---|
| 358 | FILE *file = fopen(filename.c_str(),"r"); | 
|---|
| 359 | if(file==NULL) return -1; | 
|---|
| 360 | cout<<"TransfertTabulate::ReadCAMB: fn="<<filename<<" h100="<<h100<<endl; | 
|---|
| 361 |  | 
|---|
| 362 | const int lenline = 512; | 
|---|
| 363 | char *line = new char[lenline]; | 
|---|
| 364 |  | 
|---|
| 365 | k_.resize(0); tf_.resize(0); | 
|---|
| 366 | double tmax = -1.; | 
|---|
| 367 | while ( fgets(line,lenline,file) != NULL ) { | 
|---|
| 368 | double k,tcdm,tbar,tph,trel,tnu,ttot, tf; | 
|---|
| 369 | sscanf(line,"%lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf",&k,&tcdm,&tbar,&tph,&trel,&tnu,&ttot); | 
|---|
| 370 | k *= h100;     // convert h Mpc^-1  ->  Mpc^-1 | 
|---|
| 371 | tf = ttot; | 
|---|
| 372 | if(tf>tmax) tmax = tf; | 
|---|
| 373 | k_.push_back(k); | 
|---|
| 374 | tf_.push_back(tf); | 
|---|
| 375 | } | 
|---|
| 376 |  | 
|---|
| 377 | cout<<"TransfertTabulate::ReadCAMB nread="<<tf_.size()<<" tf_max="<<tmax<<endl; | 
|---|
| 378 | delete [] line; | 
|---|
| 379 | if(tf_.size()==0) return (int)tf_.size(); | 
|---|
| 380 |  | 
|---|
| 381 | for(unsigned int i=0;i<tf_.size();i++) tf_[i] /= tmax; | 
|---|
| 382 |  | 
|---|
| 383 | return (int)tf_.size(); | 
|---|
| 384 | } | 
|---|
| 385 |  | 
|---|
| 386 |  | 
|---|
| 387 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 388 | //********************* GrowthFactor ********************// | 
|---|
| 389 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 390 | double GrowthFactor::DsDz(double z, double) | 
|---|
| 391 | { | 
|---|
| 392 | cout<<"GrowthFactor::DsDz_Error not implemented"<<endl; | 
|---|
| 393 | throw AllocationError(" GrowthFactor::DsDz_Error not implemented"); | 
|---|
| 394 | } | 
|---|
| 395 |  | 
|---|
| 396 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 397 | //********************* GrowthEisenstein ********************// | 
|---|
| 398 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 399 |  | 
|---|
| 400 | // From Eisenstein & Hu ApJ 496:605-614 1998 April 1 | 
|---|
| 401 | // Pour avoir D(z) = 1/(1+z) faire: OmegaMatter0=1 OmegaLambda0=0 | 
|---|
| 402 | GrowthEisenstein::GrowthEisenstein(double OmegaMatter0,double OmegaLambda0) | 
|---|
| 403 | : O0_(OmegaMatter0) , Ol_(OmegaLambda0) | 
|---|
| 404 | { | 
|---|
| 405 | if(OmegaMatter0==0.) { | 
|---|
| 406 | cout<<"GrowthEisenstein::GrowthEisenstein_Error: bad OmegaMatter0  value : "<<OmegaMatter0<<endl; | 
|---|
| 407 | throw ParmError("GrowthEisenstein::GrowthEisenstein_Error:  bad OmegaMatter0  value"); | 
|---|
| 408 | } | 
|---|
| 409 | } | 
|---|
| 410 |  | 
|---|
| 411 | GrowthEisenstein::GrowthEisenstein(GrowthEisenstein& d1) | 
|---|
| 412 | : O0_(d1.O0_) , Ol_(d1.Ol_) | 
|---|
| 413 | { | 
|---|
| 414 | } | 
|---|
| 415 |  | 
|---|
| 416 | GrowthEisenstein::~GrowthEisenstein(void) | 
|---|
| 417 | { | 
|---|
| 418 | } | 
|---|
| 419 |  | 
|---|
| 420 | double GrowthEisenstein::operator() (double z) | 
|---|
| 421 | // see Formulae A4 + A5 + A6 page 614 | 
|---|
| 422 | { | 
|---|
| 423 | z += 1.; | 
|---|
| 424 | double z2 = z*z, z3 = z2*z; | 
|---|
| 425 |  | 
|---|
| 426 | // Calcul de la normalisation (pour z=0 -> growth=1.) | 
|---|
| 427 | double D1z0 = pow(O0_,4./7.) - Ol_ + (1.+O0_/2.)*(1.+Ol_/70.); | 
|---|
| 428 | D1z0 = 2.5*O0_ / D1z0; | 
|---|
| 429 |  | 
|---|
| 430 | // Calcul du growthfactor pour z | 
|---|
| 431 | double Ok = 1. - O0_ - Ol_; | 
|---|
| 432 | double den = Ol_ + Ok*z2 + O0_*z3; | 
|---|
| 433 | double o0z = O0_ *z3 / den; | 
|---|
| 434 | double olz = Ol_ / den; | 
|---|
| 435 |  | 
|---|
| 436 | double D1z = pow(o0z,4./7.) - olz + (1.+o0z/2.)*(1.+olz/70.); | 
|---|
| 437 | D1z = 2.5*o0z / z / D1z; | 
|---|
| 438 |  | 
|---|
| 439 | return D1z / D1z0; | 
|---|
| 440 | } | 
|---|
| 441 |  | 
|---|
| 442 | double GrowthEisenstein::DsDz(double z,double dzinc) | 
|---|
| 443 | // y-y0 = a*(x-x0)^2 + b*(x-x0) | 
|---|
| 444 | // dy = a*dx^2 + b*dx   avec  dx = x-x0 | 
|---|
| 445 | // dy'(dx) = 2*a*dx + b -> pour x=x0 on a dy'(0) = b | 
|---|
| 446 | { | 
|---|
| 447 | if(z<0. || dzinc<=0.) { | 
|---|
| 448 | cout<<"GrowthEisenstein::DsDz_Error: z<0 or dzinc<=0. !"<<endl; | 
|---|
| 449 | throw ParmError("GrowthEisenstein::DsDz_Error: z<0 or dzinc<=0. !"); | 
|---|
| 450 | } | 
|---|
| 451 |  | 
|---|
| 452 | double z1, z2; | 
|---|
| 453 | if(z>dzinc/2.) { | 
|---|
| 454 | // cas ou z est suffisamment loin de zero | 
|---|
| 455 | // resolution avec 2 points encadrant x0=z | 
|---|
| 456 | z1 = z - dzinc; if(z1<0.) z1 = 0.; | 
|---|
| 457 | z2 = z + dzinc; | 
|---|
| 458 | } else { | 
|---|
| 459 | // cas ou z est proche de zero | 
|---|
| 460 | // resolution avec 2 points au dessus, x0=z1 | 
|---|
| 461 | z1 = z + dzinc; | 
|---|
| 462 | z2 = z + 2.*dzinc; | 
|---|
| 463 | } | 
|---|
| 464 |  | 
|---|
| 465 | double gz  = (*this)(z); | 
|---|
| 466 | double dgz1 = (*this)(z1) - gz; | 
|---|
| 467 | double dgz2 = (*this)(z2) - gz; | 
|---|
| 468 |  | 
|---|
| 469 | z1 -= z; | 
|---|
| 470 | z2 -= z; | 
|---|
| 471 | return (dgz2*z1*z1 - dgz1*z2*z2)/(z1*z2*(z1-z2)); | 
|---|
| 472 | } | 
|---|
| 473 |  | 
|---|
| 474 | void GrowthEisenstein::SetParTo(double OmegaMatter0,double OmegaLambda0) | 
|---|
| 475 | { | 
|---|
| 476 | if(OmegaMatter0>0.) O0_ = OmegaMatter0; | 
|---|
| 477 | Ol_ = OmegaLambda0; | 
|---|
| 478 | } | 
|---|
| 479 |  | 
|---|
| 480 | bool GrowthEisenstein::SetParTo(double OmegaMatter0) | 
|---|
| 481 | // idem precedent sans changer OmegaLambda0 | 
|---|
| 482 | { | 
|---|
| 483 | if(OmegaMatter0<=0.) return false; | 
|---|
| 484 | O0_ = OmegaMatter0; | 
|---|
| 485 | return true; | 
|---|
| 486 | } | 
|---|
| 487 |  | 
|---|
| 488 |  | 
|---|
| 489 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 490 | //********************** PkSpectrum *********************// | 
|---|
| 491 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 492 |  | 
|---|
| 493 | PkSpectrum::PkSpectrum(void) | 
|---|
| 494 | : zref_(0.) , scale_(1.) , typspec_(PK) | 
|---|
| 495 | { | 
|---|
| 496 | } | 
|---|
| 497 |  | 
|---|
| 498 | PkSpectrum::PkSpectrum(PkSpectrum& pk) | 
|---|
| 499 | : zref_(pk.zref_) , scale_(pk.scale_) , typspec_(pk.typspec_) | 
|---|
| 500 | { | 
|---|
| 501 | } | 
|---|
| 502 |  | 
|---|
| 503 |  | 
|---|
| 504 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 505 | //********************** PkSpecCalc *********************// | 
|---|
| 506 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 507 |  | 
|---|
| 508 | PkSpecCalc::PkSpecCalc(InitialSpectrum& pkinf,TransfertFunction& tf,GrowthFactor& d1,double zref) | 
|---|
| 509 | : pkinf_(pkinf) , tf_(tf) , d1_(d1) | 
|---|
| 510 | { | 
|---|
| 511 | zref_ = zref; | 
|---|
| 512 | } | 
|---|
| 513 |  | 
|---|
| 514 | PkSpecCalc::PkSpecCalc(PkSpecCalc& pkz) | 
|---|
| 515 | : pkinf_(pkz.pkinf_) , tf_(pkz.tf_) , d1_(pkz.d1_) | 
|---|
| 516 | { | 
|---|
| 517 | } | 
|---|
| 518 |  | 
|---|
| 519 | PkSpecCalc::~PkSpecCalc(void) | 
|---|
| 520 | { | 
|---|
| 521 | } | 
|---|
| 522 |  | 
|---|
| 523 | double PkSpecCalc::operator() (double k) | 
|---|
| 524 | { | 
|---|
| 525 | return (*this)(k,zref_); | 
|---|
| 526 | } | 
|---|
| 527 |  | 
|---|
| 528 | double PkSpecCalc::operator() (double k,double z) | 
|---|
| 529 | { | 
|---|
| 530 | double tf = tf_(k); | 
|---|
| 531 | double pkinf = pkinf_(k); | 
|---|
| 532 | double d1 = d1_(z); | 
|---|
| 533 |  | 
|---|
| 534 | double v = pkinf * (tf*tf) * (d1*d1); | 
|---|
| 535 | if(typspec_ == DELTA) v *= k*k*k/(2.*M_PI*M_PI); | 
|---|
| 536 |  | 
|---|
| 537 | return scale_ * v; | 
|---|
| 538 | } | 
|---|
| 539 |  | 
|---|
| 540 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 541 | //********************** PkTabulate *********************// | 
|---|
| 542 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 543 |  | 
|---|
| 544 | PkTabulate::PkTabulate(void) | 
|---|
| 545 | : kmin_(1.) , kmax_(-1.) , interptyp_(0), d1_(NULL) | 
|---|
| 546 | { | 
|---|
| 547 | k_.resize(0); | 
|---|
| 548 | pk_.resize(0); | 
|---|
| 549 | } | 
|---|
| 550 |  | 
|---|
| 551 | PkTabulate::PkTabulate(PkTabulate& pkz) | 
|---|
| 552 | : kmin_(pkz.kmin_) , kmax_(pkz.kmax_) , interptyp_(pkz.interptyp_) | 
|---|
| 553 | , k_(pkz.k_) , pk_(pkz.pk_) | 
|---|
| 554 | , d1_(pkz.d1_) | 
|---|
| 555 | { | 
|---|
| 556 | } | 
|---|
| 557 |  | 
|---|
| 558 | PkTabulate::~PkTabulate(void) | 
|---|
| 559 | { | 
|---|
| 560 | } | 
|---|
| 561 |  | 
|---|
| 562 | void PkTabulate ::SetInterpTyp(int typ) | 
|---|
| 563 | // see comment in InterpTab | 
|---|
| 564 | { | 
|---|
| 565 | if(typ<0) typ=0; else if(typ>2) typ=2; | 
|---|
| 566 | interptyp_ = typ; | 
|---|
| 567 | } | 
|---|
| 568 |  | 
|---|
| 569 | double PkTabulate::operator() (double k) | 
|---|
| 570 | { | 
|---|
| 571 | double v = InterpTab(k,k_,pk_,interptyp_); | 
|---|
| 572 | if(typspec_ == DELTA) v *= k*k*k/(2.*M_PI*M_PI); | 
|---|
| 573 | return scale_ * v; | 
|---|
| 574 | } | 
|---|
| 575 |  | 
|---|
| 576 | double PkTabulate::operator() (double k,double z) | 
|---|
| 577 | { | 
|---|
| 578 | cout<<"PkTabulate::operator(double k,double z)_Error: not implemented"<<endl; | 
|---|
| 579 | throw AllocationError("PkTabulate::operator(double k,double z)_Error: not implemented"); | 
|---|
| 580 | } | 
|---|
| 581 |  | 
|---|
| 582 | void PkTabulate::SetZ(double z) | 
|---|
| 583 | { | 
|---|
| 584 | if(d1_ == NULL) { | 
|---|
| 585 | cout<<"PkTabulate::SetZ_Error: d1==NULL, no possible redshift change for tabulated Pk"<<endl; | 
|---|
| 586 | throw ParmError("PkTabulate::SetZ_Error: d1==NULL, no possible redshift change for tabulated Pk"); | 
|---|
| 587 | } | 
|---|
| 588 | if(pk_.size() == 0) { | 
|---|
| 589 | cout<<"PkTabulate::SetZ_Error: pk_.size()==0, no possible redshift change for tabulated Pk"<<endl; | 
|---|
| 590 | throw ParmError("PkTabulate::SetZ_Error: pk_.size()==0, no possible redshift change for tabulated Pk"); | 
|---|
| 591 | } | 
|---|
| 592 |  | 
|---|
| 593 | double zold = zref_; | 
|---|
| 594 | if(fabs(z-zold)<1.e-4) return; | 
|---|
| 595 |  | 
|---|
| 596 | zref_ = z; | 
|---|
| 597 | double d0 = (*d1_)(zold); | 
|---|
| 598 | double d1 = (*d1_)(zref_); | 
|---|
| 599 | double conv = d1*d1 / (d0*d0); | 
|---|
| 600 | cout<<"PkTabulate::SetZ: change redshift from "<<zold<<" (d="<<d0 | 
|---|
| 601 | <<") to "<<zref_<<" (d="<<d1<<") conv="<<conv<<endl; | 
|---|
| 602 | for(unsigned int i=0;i<pk_.size();i++) pk_[i] *= conv; | 
|---|
| 603 | } | 
|---|
| 604 |  | 
|---|
| 605 | int PkTabulate::ReadCAMB(string filename, double h100tab, double zreftab) | 
|---|
| 606 | { | 
|---|
| 607 | FILE *file = fopen(filename.c_str(),"r"); | 
|---|
| 608 | if(file==NULL) return -1; | 
|---|
| 609 | cout<<"PkTabulate::ReadCAMB: fn="<<filename<<" h100="<<h100tab<<" zreftab = "<<zreftab<<endl; | 
|---|
| 610 |  | 
|---|
| 611 | const int lenline = 512; | 
|---|
| 612 | char *line = new char[lenline]; | 
|---|
| 613 | double h = h100tab, h3 = pow(h100tab,3.); | 
|---|
| 614 |  | 
|---|
| 615 | k_.resize(0); pk_.resize(0); | 
|---|
| 616 | double kmax = 0., pkmax = 0.; | 
|---|
| 617 | while ( fgets(line,lenline,file) != NULL ) { | 
|---|
| 618 | double k, pk; | 
|---|
| 619 | sscanf(line,"%lf %lf",&k,&pk); | 
|---|
| 620 | k *= h;      // convert h    Mpc^-1  ->  Mpc^-1 | 
|---|
| 621 | pk /= h3;    // convert h^-3 Mpc^3   ->  Mpc^3 | 
|---|
| 622 | if(pk>pkmax) {pkmax = pk; kmax = k;} | 
|---|
| 623 | k_.push_back(k); | 
|---|
| 624 | pk_.push_back(pk); | 
|---|
| 625 | } | 
|---|
| 626 |  | 
|---|
| 627 | zref_ = zreftab; | 
|---|
| 628 | cout<<"  nread="<<pk_.size()<<" zref="<<GetZ()<<" , k,pk: max="<<kmax<<","<<pkmax; | 
|---|
| 629 | if(pk_.size()>0) cout<<" [0]="<<k_[0]<<","<<pk_[0] | 
|---|
| 630 | <<" [n]="<<k_[pk_.size()-1]<<","<<pk_[pk_.size()-1]; | 
|---|
| 631 | cout<<endl; | 
|---|
| 632 |  | 
|---|
| 633 | delete [] line; | 
|---|
| 634 |  | 
|---|
| 635 | return (int)pk_.size(); | 
|---|
| 636 | } | 
|---|
| 637 |  | 
|---|
| 638 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 639 | //********************* PkEisenstein ********************// | 
|---|
| 640 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 641 |  | 
|---|
| 642 | PkEisenstein::PkEisenstein(InitialPowerLaw& pkinf,TransfertEisenstein& tf,GrowthEisenstein& d1,double zref) | 
|---|
| 643 | : pkinf_(pkinf) , tf_(tf) , d1_(d1) | 
|---|
| 644 | { | 
|---|
| 645 | zref_ = zref; | 
|---|
| 646 | } | 
|---|
| 647 |  | 
|---|
| 648 | PkEisenstein::PkEisenstein(PkEisenstein& pkz) | 
|---|
| 649 | : pkinf_(pkz.pkinf_) , tf_(pkz.tf_) , d1_(pkz.d1_) | 
|---|
| 650 | { | 
|---|
| 651 | } | 
|---|
| 652 |  | 
|---|
| 653 | PkEisenstein::~PkEisenstein(void) | 
|---|
| 654 | { | 
|---|
| 655 | } | 
|---|
| 656 |  | 
|---|
| 657 | double PkEisenstein::operator() (double k) | 
|---|
| 658 | { | 
|---|
| 659 | return (*this)(k,zref_); | 
|---|
| 660 | } | 
|---|
| 661 |  | 
|---|
| 662 | double PkEisenstein::operator() (double k,double z) | 
|---|
| 663 | { | 
|---|
| 664 | double tf = tf_(k); | 
|---|
| 665 | double pkinf = pkinf_(k); | 
|---|
| 666 | double d1 = d1_(z); | 
|---|
| 667 |  | 
|---|
| 668 | double v = pkinf * (tf*tf) * (d1*d1); | 
|---|
| 669 | if(typspec_ == DELTA) v *= k*k*k/(2.*M_PI*M_PI); | 
|---|
| 670 |  | 
|---|
| 671 | return scale_ * v; | 
|---|
| 672 | } | 
|---|
| 673 |  | 
|---|
| 674 |  | 
|---|
| 675 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 676 | //******************* VarianceSpectrum ******************// | 
|---|
| 677 | /////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 678 |  | 
|---|
| 679 | VarianceSpectrum::VarianceSpectrum(GenericFunc& pk,double R,TypeFilter typfilter) | 
|---|
| 680 | : pk_(pk) | 
|---|
| 681 | { | 
|---|
| 682 | SetRadius(R); | 
|---|
| 683 | SetFilter(typfilter); | 
|---|
| 684 | } | 
|---|
| 685 |  | 
|---|
| 686 | VarianceSpectrum::VarianceSpectrum(VarianceSpectrum& vpk) | 
|---|
| 687 | : pk_(vpk.pk_) , R_(vpk.R_) | 
|---|
| 688 | { | 
|---|
| 689 | SetFilter(vpk.typfilter_); | 
|---|
| 690 | } | 
|---|
| 691 |  | 
|---|
| 692 | VarianceSpectrum::~VarianceSpectrum(void) | 
|---|
| 693 | { | 
|---|
| 694 | } | 
|---|
| 695 |  | 
|---|
| 696 | void VarianceSpectrum::SetRadius(double R) | 
|---|
| 697 | // R = taille du filter top-hat ou gaussien | 
|---|
| 698 | { | 
|---|
| 699 | if(R<=0.) { | 
|---|
| 700 | cout<<"VarianceSpectrum::SetRadius_Error: R<=0"<<endl; | 
|---|
| 701 | throw ParmError("VarianceSpectrum::SetRadius_Error: R<=0"); | 
|---|
| 702 | } | 
|---|
| 703 | R_ = R; | 
|---|
| 704 | } | 
|---|
| 705 |  | 
|---|
| 706 | //------------------------------------ | 
|---|
| 707 | void VarianceSpectrum::SetFilter(TypeFilter typfilter) | 
|---|
| 708 | // typfilter = TOPHAT : spherical 3D top-hat | 
|---|
| 709 | //           = GAUSSIAN : spherical 3D gaussian | 
|---|
| 710 | //           = NOFILTER : no filter juste integrate spectrum) | 
|---|
| 711 | // Remarque: | 
|---|
| 712 | //   la meilleure approximation du filtre top-hat (R) est un filtre gaussien avec (Rg=R/sqrt(5)) | 
|---|
| 713 | { | 
|---|
| 714 | typfilter_ = typfilter; | 
|---|
| 715 | } | 
|---|
| 716 |  | 
|---|
| 717 | void VarianceSpectrum::SetInteg(double dperc,double dlogkinc,double dlogkmax,unsigned short glorder) | 
|---|
| 718 | // ATTENTION: on n'integre pas f(k)*dk mais k*f(k)*d(log10(k)) | 
|---|
| 719 | // see argument details in function IntegrateFuncLog (geneutils.cc) | 
|---|
| 720 | { | 
|---|
| 721 | dperc_ = dperc;  if(dperc_<=0.) dperc_ = 0.1; | 
|---|
| 722 | dlogkinc_ = dlogkinc; | 
|---|
| 723 | dlogkmax_ = dlogkmax; | 
|---|
| 724 | glorder_ = glorder; | 
|---|
| 725 | } | 
|---|
| 726 |  | 
|---|
| 727 |  | 
|---|
| 728 | //------------------------------------ | 
|---|
| 729 | double VarianceSpectrum::Filter2(double x) | 
|---|
| 730 | // ATTENTION: c'est le filtre au carre qui est renvoye | 
|---|
| 731 | { | 
|---|
| 732 | // Just integrate the spectrum without filtering | 
|---|
| 733 | if(typfilter_ == NOFILTER) return 1.; | 
|---|
| 734 |  | 
|---|
| 735 | double x2 = x*x; | 
|---|
| 736 | // Filtre gaussien G(x) = exp(-x^2/2) | 
|---|
| 737 | //        remarque G(x)^2 = exp(-x^2) | 
|---|
| 738 | // on prend le DL de G(x)^2 pour x->0 a l'ordre O(x^6) | 
|---|
| 739 | //             DL(x) = 1-x^2*(1-x^2/2) | 
|---|
| 740 | //             pour x<0.01  |DL(x)-G(X)^2|<2.0e-13 | 
|---|
| 741 | if(typfilter_ == GAUSSIAN) | 
|---|
| 742 | {if(x<0.01) return 1.-x2*(1.-x2/2.); else return exp(-x2);} | 
|---|
| 743 |  | 
|---|
| 744 | // Filtre top-hat T(x) = 3*(sin(x)-x*cos(x))/x^3 | 
|---|
| 745 | // --- Gestion de la pseudo-divergence pour x->0 | 
|---|
| 746 | // on prend le DL de T(x)^2 pour x->0 a l'ordre O(x^7) | 
|---|
| 747 | //             DL(x) = 1-x^2/5*(1-3*x^2/35*(1-4*x^2/81)) | 
|---|
| 748 | //             pour x<0.1  |DL(x)-T(X)^2|<2.5e-13 | 
|---|
| 749 | double f2=0.; | 
|---|
| 750 | if(x<0.1) { | 
|---|
| 751 | f2 = 1.-x2/5.*(1.-3.*x2/35.*(1.-4.*x2/81.)); | 
|---|
| 752 | } else { | 
|---|
| 753 | f2 = 3.*(sin(x)-x*cos(x))/(x2*x); | 
|---|
| 754 | f2 *= f2; | 
|---|
| 755 | } | 
|---|
| 756 | return f2; | 
|---|
| 757 |  | 
|---|
| 758 | } | 
|---|
| 759 |  | 
|---|
| 760 | double VarianceSpectrum::Variance(double kmin,double kmax) | 
|---|
| 761 | // Compute variance of spectrum pk_ by integration | 
|---|
| 762 | // Input: | 
|---|
| 763 | //     kmin,kmax = bornes en k de l'integrale pour calculer la variance | 
|---|
| 764 | // Return: | 
|---|
| 765 | //     valeur de la variance (sigma^2) | 
|---|
| 766 | // Remarque: | 
|---|
| 767 | //   la variance renvoyee est la variance de la masse | 
|---|
| 768 | { | 
|---|
| 769 | if(kmin<=0 || kmax<=0. || kmin>=kmax) { | 
|---|
| 770 | cout<<"VarianceSpectrum::Variance_Error: kmin<=0 or kmax<=0 or kmin>=kmax"<<endl; | 
|---|
| 771 | throw ParmError("VarianceSpectrum::Variance_Error: kmin<=0 or kmax<=0 or kmin>=kmax"); | 
|---|
| 772 | } | 
|---|
| 773 |  | 
|---|
| 774 | double lkmin = log10(kmin), lkmax = log10(kmax); | 
|---|
| 775 |  | 
|---|
| 776 | double var = IntegrateFuncLog(*this,lkmin,lkmax,dperc_,dlogkinc_,dlogkmax_,glorder_); | 
|---|
| 777 |  | 
|---|
| 778 | return var; | 
|---|
| 779 | } | 
|---|
| 780 |  | 
|---|
| 781 | //------------------------------------ | 
|---|
| 782 | double VarianceSpectrum::FindMaximum(double kmin,double kmax,double eps) | 
|---|
| 783 | // Retourne le maximum de la fonction a integrer | 
|---|
| 784 | // La recherche a lieu entre [kmin,kmax] par pas logarithmiques | 
|---|
| 785 | // Input: | 
|---|
| 786 | //     kmin,kmax : intervalle de recherche | 
|---|
| 787 | //     eps : precision requise sur les valeurs | 
|---|
| 788 | // Return: | 
|---|
| 789 | //     position (en k) du maximum | 
|---|
| 790 | { | 
|---|
| 791 | if(kmin<=0 || kmax<=0. || kmin>=kmax) { | 
|---|
| 792 | cout<<"VarianceSpectrum::FindMaximum_Error: kmin<=0 or kmax<=0 or kmin>=kmax || eps<=0"<<endl; | 
|---|
| 793 | throw ParmError("VarianceSpectrum::FindMaximum_Error: kmin<=0 or kmax<=0 or kmin>=kmax || eps<=0"); | 
|---|
| 794 | } | 
|---|
| 795 |  | 
|---|
| 796 | int n = 10; // toujours >2 | 
|---|
| 797 | double lkmin = log10(kmin), lkmax = log10(kmax), dlk = (lkmax-lkmin)/n; | 
|---|
| 798 |  | 
|---|
| 799 | double lkfind=lkmin, pkfind=-1.; | 
|---|
| 800 | while(1) { | 
|---|
| 801 | for(int i=0; i<=n; i++) { | 
|---|
| 802 | double lk = lkmin  + i*dlk; | 
|---|
| 803 | double v = (*this)(pow(10.,lk)); | 
|---|
| 804 | if(v<pkfind) continue; | 
|---|
| 805 | pkfind = v; lkfind = lk; | 
|---|
| 806 | } | 
|---|
| 807 | //cout<<"VarianceSpectrum::FindMaximum: lkfind="<<lkfind<<" pkfind="<<pkfind | 
|---|
| 808 | //    <<" lkmin,max="<<lkmin<<","<<lkmax<<" dlk="<<dlk<<endl; | 
|---|
| 809 | // --- Convergence si l'encadrement de "kfind" est tel que "dk/kfind<eps" | 
|---|
| 810 | // On a dk = 10^(lkfind+dlk) - 10^(lkfind-dlk) = kfind * (10^(dlk) - 10^(-dlk)) | 
|---|
| 811 | if( pow(10.,dlk)-pow(10.,-dlk) < eps ) break; | 
|---|
| 812 | if(lkfind-dlk>lkmin) lkmin = lkfind-dlk; | 
|---|
| 813 | if(lkfind+dlk<lkmax) lkmax = lkfind+dlk; | 
|---|
| 814 | dlk = (lkmax-lkmin)/n; | 
|---|
| 815 | } | 
|---|
| 816 |  | 
|---|
| 817 | return pow(10.,lkfind); | 
|---|
| 818 | } | 
|---|
| 819 |  | 
|---|
| 820 | int VarianceSpectrum::FindLimits(double high,double &kmin,double &kmax,double eps) | 
|---|
| 821 | // Retourne "[kmin,kmax]" tel que la fonction a integrer soit "f(k) <= high" | 
|---|
| 822 | //   La recherche a lieu entre [kmin,kmax] par pas logarithmiques | 
|---|
| 823 | // Input: | 
|---|
| 824 | //     kmin,kmax : intervalle de recherche | 
|---|
| 825 | //     eps : precision requise sur les valeurs kmin et kmax | 
|---|
| 826 | // Output: | 
|---|
| 827 | //     kmin,kmax telles que "f(k) <= high" | 
|---|
| 828 | // Return: | 
|---|
| 829 | //     rc  = 0 si OK | 
|---|
| 830 | //     rc |= 1 "f(kmin) >= high"   (bit0 =1) | 
|---|
| 831 | //     rc |= 2 "f(kmax) >= high"   (bit1 =1) | 
|---|
| 832 | //     rc |= 4 "f(k) < high pour tout k"   (bit2 =1) | 
|---|
| 833 | { | 
|---|
| 834 | if(kmin<=0 || kmax<=0. || kmin>=kmax  || eps<=0.) { | 
|---|
| 835 | cout<<"VarianceSpectrum::FindLimits_Error: kmin<=0 or kmax<=0 or kmin>=kmax or eps<=0"<<endl; | 
|---|
| 836 | throw ParmError("VarianceSpectrum::FindLimits_Error: kmin<=0 or kmax<=0 or kmin>=kmax || eps<=0"); | 
|---|
| 837 | } | 
|---|
| 838 |  | 
|---|
| 839 | int n = 10; // toujours >2 | 
|---|
| 840 |  | 
|---|
| 841 | int rc = 0; | 
|---|
| 842 | double lkmin,lkmax,dlk,lkfind; | 
|---|
| 843 |  | 
|---|
| 844 | // --- Find kmin | 
|---|
| 845 | lkmin=log10(kmin); lkmax=log10(kmax); dlk=(lkmax-lkmin)/n; | 
|---|
| 846 | while(1) { | 
|---|
| 847 | lkfind = lkmin; | 
|---|
| 848 | for(int i=0;i<=n;i++) { | 
|---|
| 849 | if( (*this)(pow(10,lkfind)) >= high ) break; | 
|---|
| 850 | lkfind = lkmin + i*dlk; | 
|---|
| 851 | } | 
|---|
| 852 | //cout<<"VarianceSpectrum::FindLimits[kmin]: lkfind="<<lkfind | 
|---|
| 853 | //    <<" lkmin,max="<<lkmin<<","<<lkmax<<" dlk="<<dlk<<endl; | 
|---|
| 854 | if(fabs(lkfind-lkmax)<dlk/2.) {rc |= 4; return rc;} // protect against f(k)<high for all k | 
|---|
| 855 | if( pow(10.,dlk)-pow(10.,-dlk) < eps ) break; | 
|---|
| 856 | if(lkfind-dlk>lkmin) lkmin = lkfind-dlk; | 
|---|
| 857 | if(lkfind+dlk<lkmax) lkmax = lkfind+dlk; | 
|---|
| 858 | dlk = (lkmax-lkmin)/n; | 
|---|
| 859 | } | 
|---|
| 860 | if(lkfind-lkmin<dlk/2.) rc |= 1;  // f(kmin) >= high | 
|---|
| 861 | else kmin = pow(10.,lkmin); | 
|---|
| 862 | //cout<<"rc="<<rc<<" lkmin="<<lkmin<<"  pk="<<(*this)(pow(10.,lkmin))<<endl; | 
|---|
| 863 |  | 
|---|
| 864 | // --- Find kmax | 
|---|
| 865 | lkmin=log10(kmin); lkmax=log10(kmax); dlk=(lkmax-lkmin)/n; | 
|---|
| 866 | while(1) { | 
|---|
| 867 | lkfind=lkmax; | 
|---|
| 868 | for(int i=0;i<=n;i++) { | 
|---|
| 869 | if( (*this)(pow(10,lkfind)) >= high ) break; | 
|---|
| 870 | lkfind -= dlk; | 
|---|
| 871 | lkfind = lkmax - i*dlk; | 
|---|
| 872 | } | 
|---|
| 873 | //cout<<"VarianceSpectrum::FindLimits[kmax]: lkfind="<<lkfind | 
|---|
| 874 | //    <<" lkmin,max="<<lkmin<<","<<lkmax<<" dlk="<<dlk<<endl; | 
|---|
| 875 | if( pow(10.,dlk)-pow(10.,-dlk) < eps ) break; | 
|---|
| 876 | if(lkfind-dlk>lkmin) lkmin = lkfind-dlk; | 
|---|
| 877 | if(lkfind+dlk<lkmax) lkmax = lkfind+dlk; | 
|---|
| 878 | dlk = (lkmax-lkmin)/n; | 
|---|
| 879 | } | 
|---|
| 880 | if(lkmax-lkfind<dlk/2.) rc |= 2;  // f(kmax) >= high | 
|---|
| 881 | else kmax = pow(10.,lkmax); | 
|---|
| 882 | //cout<<"rc="<<rc<<" lkmax="<<lkmax<<"  pk="<<(*this)(pow(10.,lkmax))<<endl; | 
|---|
| 883 |  | 
|---|
| 884 | return rc; | 
|---|
| 885 | } | 
|---|
| 886 |  | 
|---|
| 887 | }  // Fin namespace SOPHYA | 
|---|