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 - 2009  Anders Gidenstam        -------------
   9  ------------- Copyright (C) 2008  Jon S. Berndt (jon@jsbsim.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 #include <iostream>
  43
  44 using namespace std;
  45
  46 namespace JSBSim {
  47
  48 static const char *IdSrc = "$Id$";
  49 static const char *IdHdr = ID_BUOYANTFORCES;
  50
  51 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  52 CLASS IMPLEMENTATION
  53 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  54
  55 FGBuoyantForces::FGBuoyantForces(FGFDMExec* FDMExec) : FGModel(FDMExec)
  56 {
  57   Name = "FGBuoyantForces";
  58
  59   NoneDefined = true;
  60
  61   vTotalForces.InitMatrix();
  62   vTotalMoments.InitMatrix();
  63
  64   gasCellJ.InitMatrix();
  65
  66   bind();
  67
  68   Debug(0);
  69 }
  70
  71 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  72
  73 FGBuoyantForces::~FGBuoyantForces()
  74 {
  75   for (unsigned int i=0; i<Cells.size(); i++) delete Cells[i];
  76   Cells.clear();
  77
  78   Debug(1);
  79 }
  80
  81 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  82
  83 bool FGBuoyantForces::InitModel(void)
  84 {
  85   if (!FGModel::InitModel()) return false;
  86
  87   return true;
  88 }
  89
  90 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  91
  92 bool FGBuoyantForces::Run(void)
  93 {
  94   if (FGModel::Run()) return true;
  95   if (FDMExec->Holding()) return false; // if paused don't execute
  96   if (NoneDefined) return true;
  97
  98   vTotalForces.InitMatrix();
  99   vTotalMoments.InitMatrix();
 100
 101   for (unsigned int i=0; i<Cells.size(); i++) {
 102     Cells[i]->Calculate(FDMExec->GetDeltaT());
 103     vTotalForces  += Cells[i]->GetBodyForces();
 104     vTotalMoments += Cells[i]->GetMoments();
 105   }
 106
 107   return false;
 108 }
 109
 110 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 111
 112 bool FGBuoyantForces::Load(Element *element)
 113 {
 114   string fname="", file="";
 115   Element *gas_cell_element;
 116
 117   Debug(2);
 118
 119   string separator = "/";
 120
 121   fname = element->GetAttributeValue("file");
 122   if (!fname.empty()) {
 123     file = FDMExec->GetFullAircraftPath() + separator + fname;
 124     document = LoadXMLDocument(file);
 125   } else {
 126     document = element;
 127   }
 128
 129   FGModel::Load(element); // Perform base class Load
 130
 131   gas_cell_element = document->FindElement("gas_cell");
 132   while (gas_cell_element) {
 133     NoneDefined = false;
 134     Cells.push_back(new FGGasCell(FDMExec, gas_cell_element, Cells.size()));
 135     gas_cell_element = document->FindNextElement("gas_cell");
 136   }
 137
 138   return true;
 139 }
 140
 141 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 142
 143 double FGBuoyantForces::GetGasMass(void)
 144 {
 145   double Gw = 0.0;
 146
 147   for (unsigned int i = 0; i < Cells.size(); i++) {
 148     Gw += Cells[i]->GetMass();
 149   }
 150
 151   return Gw;
 152 }
 153
 154 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 155
 156 const FGColumnVector3& FGBuoyantForces::GetGasMassMoment(void)
 157 {
 158   vXYZgasCell_arm.InitMatrix();
 159   for (unsigned int i = 0; i < Cells.size(); i++) {
 160     vXYZgasCell_arm += Cells[i]->GetMassMoment();
 161   }
 162   return vXYZgasCell_arm;
 163 }
 164
 165 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 166
 167 const FGMatrix33& FGBuoyantForces::GetGasMassInertia(void)
 168 {
 169   const unsigned int size = Cells.size();
 170
 171   if (size == 0) return gasCellJ;
 172
 173   gasCellJ = FGMatrix33();
 174
 175   for (unsigned int i=0; i < size; i++) {
 176     FGColumnVector3 v = MassBalance->StructuralToBody( Cells[i]->GetXYZ() );
 177     // Body basis is in FT.
 178     const double mass = Cells[i]->GetMass();
 179
 180     // FIXME: Verify that this is the correct way to change between the
 181     //        coordinate frames.
 182     gasCellJ += Cells[i]->GetInertia() +
 183       FGMatrix33( 0,                - mass*v(1)*v(2), - mass*v(1)*v(3),
 184                   - mass*v(2)*v(1), 0,                - mass*v(2)*v(3),
 185                   - mass*v(3)*v(1), - mass*v(3)*v(2), 0 );
 186   }
 187
 188   return gasCellJ;
 189 }
 190
 191 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 192
 193 string FGBuoyantForces::GetBuoyancyStrings(string delimeter)
 194 {
 195   string CoeffStrings = "";
 196 /*
 197   bool firstime = true;
 198   for (sd = 0; sd < variables.size(); sd++) {
 199     if (firstime) {
 200       firstime = false;
 201     } else {
 202       CoeffStrings += delimeter;
 203     }
 204     CoeffStrings += variables[sd]->GetName();
 205   }
 206
 207   for (axis = 0; axis < 6; axis++) {
 208     for (sd = 0; sd < Coeff[axis].size(); sd++) {
 209       if (firstime) {
 210         firstime = false;
 211       } else {
 212         CoeffStrings += delimeter;
 213       }
 214       CoeffStrings += Coeff[axis][sd]->GetName();
 215     }
 216   }
 217 */
 218   return CoeffStrings;
 219 }
 220
 221 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 222
 223 string FGBuoyantForces::GetBuoyancyValues(string delimeter)
 224 {
 225   string SDValues = "";
 226 /*
 227   bool firstime = true;
 228   for (sd = 0; sd < variables.size(); sd++) {
 229     if (firstime) {
 230       firstime = false;
 231     } else {
 232       SDValues += delimeter;
 233     }
 234     SDValues += variables[sd]->GetValueAsString();
 235   }
 236
 237   for (unsigned int axis = 0; axis < 6; axis++) {
 238     for (unsigned int sd = 0; sd < Coeff[axis].size(); sd++) {
 239       if (firstime) {
 240         firstime = false;
 241       } else {
 242         SDValues += delimeter;
 243       }
 244       SDValues += Coeff[axis][sd]->GetValueAsString();
 245     }
 246   }
 247 */
 248   return SDValues;
 249 }
 250
 251 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 252
 253 void FGBuoyantForces::bind(void)
 254 {
 255 }
 256
 257 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 258 //    The bitmasked value choices are as follows:
 259 //    unset: In this case (the default) JSBSim would only print
 260 //       out the normally expected messages, essentially echoing
 261 //       the config files as they are read. If the environment
 262 //       variable is not set, debug_lvl is set to 1 internally
 263 //    0: This requests JSBSim not to output any messages
 264 //       whatsoever.
 265 //    1: This value explicity requests the normal JSBSim
 266 //       startup messages
 267 //    2: This value asks for a message to be printed out when
 268 //       a class is instantiated
 269 //    4: When this value is set, a message is displayed when a
 270 //       FGModel object executes its Run() method
 271 //    8: When this value is set, various runtime state variables
 272 //       are printed out periodically
 273 //    16: When set various parameters are sanity checked and
 274 //       a message is printed out when they go out of bounds
 275
 276 void FGBuoyantForces::Debug(int from)
 277 {
 278   if (debug_lvl <= 0) return;
 279
 280   if (debug_lvl & 1) { // Standard console startup message output
 281     if (from == 2) { // Loader
 282       cout << endl << "  Buoyant Forces: " << endl;
 283     }
 284   }
 285   if (debug_lvl & 2 ) { // Instantiation/Destruction notification
 286     if (from == 0) cout << "Instantiated: FGBuoyantForces" << endl;
 287     if (from == 1) cout << "Destroyed:    FGBuoyantForces" << endl;
 288   }
 289   if (debug_lvl & 4 ) { // Run() method entry print for FGModel-derived objects
 290   }
 291   if (debug_lvl & 8 ) { // Runtime state variables
 292   }
 293   if (debug_lvl & 16) { // Sanity checking
 294   }
 295   if (debug_lvl & 64) {
 296     if (from == 0) { // Constructor
 297       cout << IdSrc << endl;
 298       cout << IdHdr << endl;
 299     }
 300   }
 301 }
 302
 303 } // namespace JSBSim