src/FDM/YASim/yasim-test.cpp

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