src/FDM/YASim/yasim-test.cpp

   1 #include <stdio.h>
   2
   3 #include <cstring>
   4 #include <cstdlib>
   5
   6 #include <simgear/props/props.hxx>
   7 #include <simgear/xml/easyxml.hxx>
   8
   9 #include "FGFDM.hpp"
  10 #include "Atmosphere.hpp"
  11 #include "Airplane.hpp"
  12
  13 using namespace yasim;
  14 using std::string;
  15
  16 // Stubs.  Not needed by a batch program, but required to link.
  17 bool fgSetFloat (const char * name, float val) { return false; }
  18 bool fgSetBool(char const * name, bool val) { return false; }
  19 bool fgGetBool(char const * name, bool def) { return false; }
  20 bool fgSetString(char const * name, char const * str) { return false; }
  21 SGPropertyNode* fgGetNode (const char * path, bool create) { return 0; }
  22 SGPropertyNode* fgGetNode (const char * path, int i, bool create) { return 0; }
  23 float fgGetFloat (const char * name, float defaultValue) { return 0; }
  24 double fgGetDouble (const char * name, double defaultValue = 0.0) { return 0; }
  25 bool fgSetDouble (const char * name, double defaultValue = 0.0) { return 0; }
  26
  27 static const float RAD2DEG = 57.2957795131;
  28 static const float DEG2RAD = 0.0174532925199;
  29 static const float KTS2MPS = 0.514444444444;
  30
  31
  32 // Generate a graph of lift, drag and L/D against AoA at the specified
  33 // speed and altitude.  The result is a space-separated file of
  34 // numbers: "aoa lift drag LD" (aoa in degrees, lift and drag in
  35 // G's).  You can use this in gnuplot like so (assuming the output is
  36 // in a file named "dat":
  37 /*
  38  plot "dat" using 1:2 with lines title 'lift', \
  39       "dat" using 1:3 with lines title 'drag', \
  40       "dat" using 1:4 with lines title 'LD'
  41 */
  42 void yasim_graph(Airplane* a, float alt, float kts)
  43 {
  44     Model* m = a->getModel();
  45     State s;
  46
  47     m->setAir(Atmosphere::getStdPressure(alt),
  48               Atmosphere::getStdTemperature(alt),
  49               Atmosphere::getStdDensity(alt));
  50     m->getBody()->recalc();
  51
  52     for(int deg=-179; deg<=179; deg++) {
  53         float aoa = deg * DEG2RAD;
  54         Airplane::setupState(aoa, kts * KTS2MPS, 0 ,&s);
  55         m->getBody()->reset();
  56         m->initIteration();
  57         m->calcForces(&s);
  58
  59         float acc[3];
  60         m->getBody()->getAccel(acc);
  61         Math::tmul33(s.orient, acc, acc);
  62
  63         float drag = acc[0] * (-1/9.8);
  64         float lift = 1 + acc[2] * (1/9.8);
  65
  66         printf("%d %g %g %g\n", deg, lift, drag, lift/drag);
  67     }
  68 }
  69
  70 int usage()
  71 {
  72     fprintf(stderr, "Usage: yasim <ac.xml> [-g [-a alt] [-s kts]]\n");
  73     return 1;
  74 }
  75
  76 int main(int argc, char** argv)
  77 {
  78     FGFDM* fdm = new FGFDM();
  79     Airplane* a = fdm->getAirplane();
  80
  81     if(argc < 2) return usage();
  82
  83     // Read
  84     try {
  85         string file = argv[1];
  86         readXML(file, *fdm);
  87     } catch (const sg_exception &e) {
  88         printf("XML parse error: %s (%s)\n",
  89                e.getFormattedMessage().c_str(), e.getOrigin());
  90     }
  91
  92     // ... and run
  93     a->compile();
  94     if(a->getFailureMsg())
  95         printf("SOLUTION FAILURE: %s\n", a->getFailureMsg());
  96
  97     if(!a->getFailureMsg() && argc > 2 && strcmp(argv[2], "-g") == 0) {
  98         float alt = 5000, kts = 100;
  99         for(int i=3; i<argc; i++) {
 100             if     (std::strcmp(argv[i], "-a") == 0) alt = std::atof(argv[++i]);
 101             else if(std::strcmp(argv[i], "-s") == 0) kts = std::atof(argv[++i]);
 102             else return usage();
 103         }
 104         yasim_graph(a, alt, kts);
 105     } else {
 106         float aoa = a->getCruiseAoA() * RAD2DEG;
 107         float tail = -1 * a->getTailIncidence() * RAD2DEG;
 108         float drag = 1000 * a->getDragCoefficient();
 109         float cg[3];
 110         a->getModel()->getBody()->getCG(cg);
 111         a->getModel()->getBody()->recalc();
 112
 113         float SI_inertia[9];
 114         a->getModel()->getBody()->getInertiaMatrix(SI_inertia);
 115
 116         printf("Solution results:");
 117         printf("       Iterations: %d\n", a->getSolutionIterations());
 118         printf(" Drag Coefficient: %f\n", drag);
 119         printf("       Lift Ratio: %f\n", a->getLiftRatio());
 120         printf("       Cruise AoA: %f\n", aoa);
 121         printf("   Tail Incidence: %f\n", tail);
 122         printf("Approach Elevator: %f\n", a->getApproachElevator());
 123         printf("               CG: x:%.3f, y:%.3f, z:%.3f\n\n", cg[0], cg[1], cg[2]);
 124         printf("  Inertia tensor : %.3f, %.3f, %.3f\n", SI_inertia[0], SI_inertia[1], SI_inertia[2]);
 125         printf("        [kg*m^2]   %.3f, %.3f, %.3f\n", SI_inertia[3], SI_inertia[4], SI_inertia[5]);
 126         printf("     Origo at CG   %.3f, %.3f, %.3f\n", SI_inertia[6], SI_inertia[7], SI_inertia[8]);
 127     }
 128     delete fdm;
 129     return 0;
 130 }