src/FDM/JSBSim/models/FGBuoyantForces.cpp

   1 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2
   3  Module:       FGBuoyantForces.cpp
   4  Authors:      Anders Gidenstam, Jon S. Berndt
   5  Date started: 01/21/08
   6  Purpose:      Encapsulates the buoyant forces
   7
   8  ------------- Copyright (C) 2008  Anders Gidenstam               -------------
   9  ------------- Copyright (C) 2008  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
  10
  11  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  12  the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software
  13  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  14  version.
  15
  16  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  17  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  18  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public License for more
  19  details.
  20
  21  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along with
  22  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  23  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  24
  25  Further information about the GNU Lesser General Public License can also be found on
  26  the world wide web at http://www.gnu.org.
  27
  28 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  29 --------------------------------------------------------------------------------
  30
  31 HISTORY
  32 --------------------------------------------------------------------------------
  33 01/21/08   JSB   Created
  34
  35 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  36 INCLUDES
  37 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  38
  39 #include "FGBuoyantForces.h"
  40 #include "FGMassBalance.h"
  41 #include <input_output/FGPropertyManager.h>  // Need?
  42
  43 namespace JSBSim {
  44
  45 static const char *IdSrc = "$Id$";
  46 static const char *IdHdr = ID_BUOYANTFORCES;
  47
  48 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  49 CLASS IMPLEMENTATION
  50 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  51
  52 FGBuoyantForces::FGBuoyantForces(FGFDMExec* FDMExec) : FGModel(FDMExec)
  53 {
  54   Name = "FGBuoyantForces";
  55
  56   NoneDefined = true;
  57
  58   vTotalForces.InitMatrix();
  59   vTotalMoments.InitMatrix();
  60
  61   gasCellJ.InitMatrix();
  62
  63   bind();
  64
  65   Debug(0);
  66 }
  67
  68 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  69
  70 FGBuoyantForces::~FGBuoyantForces()
  71 {
  72   for (unsigned int i=0; i<Cells.size(); i++) delete Cells[i];
  73   Cells.clear();
  74
  75   unbind();
  76
  77   Debug(1);
  78 }
  79
  80 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  81
  82 bool FGBuoyantForces::InitModel(void)
  83 {
  84   if (!FGModel::InitModel()) return false;
  85
  86   return true;
  87 }
  88
  89 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  90
  91 bool FGBuoyantForces::Run(void)
  92 {
  93   if (FGModel::Run()) return true;
  94   if (FDMExec->Holding()) return false; // if paused don't execute
  95   if (NoneDefined) return true;
  96
  97   vTotalForces.InitMatrix();
  98   vTotalMoments.InitMatrix();
  99
 100   for (unsigned int i=0; i<Cells.size(); i++) {
 101     Cells[i]->Calculate(FDMExec->GetDeltaT());
 102     vTotalForces  += Cells[i]->GetBodyForces();
 103     vTotalMoments += Cells[i]->GetMoments();
 104   }
 105
 106   return false;
 107 }
 108
 109 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 110
 111 bool FGBuoyantForces::Load(Element *element)
 112 {
 113   string fname="", file="";
 114   Element *gas_cell_element;
 115
 116   Debug(2);
 117
 118   string separator = "/";
 119
 120   fname = element->GetAttributeValue("file");
 121   if (!fname.empty()) {
 122     file = FDMExec->GetFullAircraftPath() + separator + fname;
 123     document = LoadXMLDocument(file);
 124   } else {
 125     document = element;
 126   }
 127
 128   gas_cell_element = document->FindElement("gas_cell");
 129   while (gas_cell_element) {
 130     NoneDefined = false;
 131     Cells.push_back(new FGGasCell(FDMExec, gas_cell_element, Cells.size()));
 132     gas_cell_element = document->FindNextElement("gas_cell");
 133   }
 134
 135   return true;
 136 }
 137
 138 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 139
 140 double FGBuoyantForces::GetGasMass(void)
 141 {
 142   double Gw = 0.0;
 143
 144   for (unsigned int i = 0; i < Cells.size(); i++) {
 145     Gw += Cells[i]->GetMass();
 146   }
 147
 148   return Gw;
 149 }
 150
 151 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 152
 153 FGColumnVector3& FGBuoyantForces::GetGasMassMoment(void)
 154 {
 155   vXYZgasCell_arm.InitMatrix();
 156   for (unsigned int i = 0; i < Cells.size(); i++) {
 157     vXYZgasCell_arm += Cells[i]->GetMassMoment();
 158   }
 159   return vXYZgasCell_arm;
 160 }
 161
 162 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 163
 164 FGMatrix33& FGBuoyantForces::GetGasMassInertia(void)
 165 {
 166   const unsigned int size = Cells.size();
 167
 168   if (size == 0) return gasCellJ;
 169
 170   gasCellJ = FGMatrix33();
 171
 172   for (unsigned int i=0; i < size; i++) {
 173     FGColumnVector3 v = MassBalance->StructuralToBody( Cells[i]->GetXYZ() );
 174     // Body basis is in FT.
 175     const double mass = Cells[i]->GetMass();
 176
 177     // FIXME: Verify that this is the correct way to change between the
 178     //        coordinate frames.
 179     gasCellJ += Cells[i]->GetInertia() +
 180       FGMatrix33( 0,                - mass*v(1)*v(2), - mass*v(1)*v(3),
 181                   - mass*v(2)*v(1), 0,                - mass*v(2)*v(3),
 182                   - mass*v(3)*v(1), - mass*v(3)*v(2), 0 );
 183   }
 184
 185   return gasCellJ;
 186 }
 187
 188 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 189
 190 string FGBuoyantForces::GetBuoyancyStrings(string delimeter)
 191 {
 192   string CoeffStrings = "";
 193   bool firstime = true;
 194 /*
 195   for (sd = 0; sd < variables.size(); sd++) {
 196     if (firstime) {
 197       firstime = false;
 198     } else {
 199       CoeffStrings += delimeter;
 200     }
 201     CoeffStrings += variables[sd]->GetName();
 202   }
 203
 204   for (axis = 0; axis < 6; axis++) {
 205     for (sd = 0; sd < Coeff[axis].size(); sd++) {
 206       if (firstime) {
 207         firstime = false;
 208       } else {
 209         CoeffStrings += delimeter;
 210       }
 211       CoeffStrings += Coeff[axis][sd]->GetName();
 212     }
 213   }
 214 */
 215   return CoeffStrings;
 216 }
 217
 218 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 219
 220 string FGBuoyantForces::GetBuoyancyValues(string delimeter)
 221 {
 222   string SDValues = "";
 223   bool firstime = true;
 224 /*
 225   for (sd = 0; sd < variables.size(); sd++) {
 226     if (firstime) {
 227       firstime = false;
 228     } else {
 229       SDValues += delimeter;
 230     }
 231     SDValues += variables[sd]->GetValueAsString();
 232   }
 233
 234   for (unsigned int axis = 0; axis < 6; axis++) {
 235     for (unsigned int sd = 0; sd < Coeff[axis].size(); sd++) {
 236       if (firstime) {
 237         firstime = false;
 238       } else {
 239         SDValues += delimeter;
 240       }
 241       SDValues += Coeff[axis][sd]->GetValueAsString();
 242     }
 243   }
 244 */
 245   return SDValues;
 246 }
 247
 248 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 249
 250 void FGBuoyantForces::bind(void)
 251 {
 252 }
 253
 254 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 255
 256 void FGBuoyantForces::unbind(void)
 257 {
 258 }
 259
 260 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 261 //    The bitmasked value choices are as follows:
 262 //    unset: In this case (the default) JSBSim would only print
 263 //       out the normally expected messages, essentially echoing
 264 //       the config files as they are read. If the environment
 265 //       variable is not set, debug_lvl is set to 1 internally
 266 //    0: This requests JSBSim not to output any messages
 267 //       whatsoever.
 268 //    1: This value explicity requests the normal JSBSim
 269 //       startup messages
 270 //    2: This value asks for a message to be printed out when
 271 //       a class is instantiated
 272 //    4: When this value is set, a message is displayed when a
 273 //       FGModel object executes its Run() method
 274 //    8: When this value is set, various runtime state variables
 275 //       are printed out periodically
 276 //    16: When set various parameters are sanity checked and
 277 //       a message is printed out when they go out of bounds
 278
 279 void FGBuoyantForces::Debug(int from)
 280 {
 281   if (debug_lvl <= 0) return;
 282
 283   if (debug_lvl & 1) { // Standard console startup message output
 284     if (from == 2) { // Loader
 285       cout << endl << "  Buoyant Forces: " << endl;
 286     }
 287   }
 288   if (debug_lvl & 2 ) { // Instantiation/Destruction notification
 289     if (from == 0) cout << "Instantiated: FGBuoyantForces" << endl;
 290     if (from == 1) cout << "Destroyed:    FGBuoyantForces" << endl;
 291   }
 292   if (debug_lvl & 4 ) { // Run() method entry print for FGModel-derived objects
 293   }
 294   if (debug_lvl & 8 ) { // Runtime state variables
 295   }
 296   if (debug_lvl & 16) { // Sanity checking
 297   }
 298   if (debug_lvl & 64) {
 299     if (from == 0) { // Constructor
 300       cout << IdSrc << endl;
 301       cout << IdHdr << endl;
 302     }
 303   }
 304 }
 305
 306 } // namespace JSBSim