]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/FDM/JSBSim/models/FGAerodynamics.cpp
Better fix for a compilation problem with MSVC 2012
[flightgear.git] / src / FDM / JSBSim / models / FGAerodynamics.cpp
index cc7fd0d561ab3d81ce4323a6493c740c02e890f0..ed1d639fce787d7fdc4a93f61ff00e41c7026342 100644 (file)
@@ -36,17 +36,19 @@ HISTORY
 INCLUDES
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
-#include <FGFDMExec.h>
+#include <iostream>
+#include <sstream>
+#include <iomanip>
+#include <cstdlib>
+#include "FGFDMExec.h"
 #include "FGAerodynamics.h"
-#include "FGPropagate.h"
-#include "FGAircraft.h"
-#include "FGAuxiliary.h"
-#include "FGMassBalance.h"
 #include "input_output/FGPropertyManager.h"
 
+using namespace std;
+
 namespace JSBSim {
 
-static const char *IdSrc = "$Id$";
+static const char *IdSrc = "$Id: FGAerodynamics.cpp,v 1.45 2012/04/13 13:25:52 jberndt Exp $";
 static const char *IdHdr = ID_AERODYNAMICS;
 
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
@@ -74,7 +76,7 @@ FGAerodynamics::FGAerodynamics(FGFDMExec* FDMExec) : FGModel(FDMExec)
 
   axisType = atNone;
 
-  Coeff = new CoeffArray[6];
+  AeroFunctions = new AeroFunctionArray[6];
 
   impending_stall = stall_hyst = 0.0;
   alphaclmin = alphaclmax = 0.0;
@@ -97,13 +99,10 @@ FGAerodynamics::~FGAerodynamics()
   unsigned int i,j;
 
   for (i=0; i<6; i++)
-    for (j=0; j<Coeff[i].size(); j++)
-      delete Coeff[i][j];
-
-  delete[] Coeff;
+    for (j=0; j<AeroFunctions[i].size(); j++)
+      delete AeroFunctions[i][j];
 
-  for (i=0; i<variables.size(); i++)
-    delete variables[i];
+  delete[] AeroFunctions;
 
   delete AeroRPShift;
 
@@ -129,37 +128,38 @@ bool FGAerodynamics::InitModel(void)
 }
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-bool FGAerodynamics::Run(void)
+bool FGAerodynamics::Run(bool Holding)
 {
-  unsigned int axis_ctr, ctr, i;
-  double alpha, twovel;
 
-  if (FGModel::Run()) return true;
-  if (FDMExec->Holding()) return false; // if paused don't execute
+  if (FGModel::Run(Holding)) return true;
+  if (Holding) return false; // if paused don't execute
+
+  unsigned int axis_ctr, ctr;
+  const double twovel=2*in.Vt;
+
+  RunPreFunctions();
 
   // calculate some oft-used quantities for speed
 
-  twovel = 2*Auxiliary->GetVt();
   if (twovel != 0) {
-    bi2vel = Aircraft->GetWingSpan() / twovel;
-    ci2vel = Aircraft->Getcbar() / twovel;
+    bi2vel = in.Wingspan / twovel;
+    ci2vel = in.Wingchord / twovel;
   }
-  alphaw = Auxiliary->Getalpha() + Aircraft->GetWingIncidence();
-  alpha = Auxiliary->Getalpha();
-  qbar_area = Aircraft->GetWingArea() * Auxiliary->Getqbar();
+  alphaw = in.Alpha + in.Wingincidence;
+  qbar_area = in.Wingarea * in.Qbar;
 
   if (alphaclmax != 0) {
-    if (alpha > 0.85*alphaclmax) {
-      impending_stall = 10*(alpha/alphaclmax - 0.85);
+    if (in.Alpha > 0.85*alphaclmax) {
+      impending_stall = 10*(in.Alpha/alphaclmax - 0.85);
     } else {
       impending_stall = 0;
     }
   }
 
   if (alphahystmax != 0.0 && alphahystmin != 0.0) {
-    if (alpha > alphahystmax) {
+    if (in.Alpha > alphahystmax) {
        stall_hyst = 1;
-    } else if (alpha < alphahystmin) {
+    } else if (in.Alpha < alphahystmin) {
        stall_hyst = 0;
     }
   }
@@ -167,16 +167,9 @@ bool FGAerodynamics::Run(void)
   vFw.InitMatrix();
   vFnative.InitMatrix();
 
-  // Tell the variable functions to cache their values, so while the aerodynamic
-  // functions are being calculated for each axis, these functions do not get
-  // calculated each time, but instead use the values that have already
-  // been calculated for this frame.
-
-  for (i=0; i<variables.size(); i++) variables[i]->cacheValue(true);
-
   for (axis_ctr = 0; axis_ctr < 3; axis_ctr++) {
-    for (ctr=0; ctr < Coeff[axis_ctr].size(); ctr++) {
-      vFnative(axis_ctr+1) += Coeff[axis_ctr][ctr]->GetValue();
+    for (ctr=0; ctr < AeroFunctions[axis_ctr].size(); ctr++) {
+      vFnative(axis_ctr+1) += AeroFunctions[axis_ctr][ctr]->GetValue();
     }
   }
 
@@ -186,16 +179,16 @@ bool FGAerodynamics::Run(void)
 
   switch (axisType) {
     case atBodyXYZ:       // Forces already in body axes; no manipulation needed
-      vFw = GetTb2w()*vFnative;
+      vFw = in.Tb2w*vFnative;
       vForces = vFnative;
       break;
     case atLiftDrag:      // Copy forces into wind axes
       vFw = vFnative;
       vFw(eDrag)*=-1; vFw(eLift)*=-1;
-      vForces = GetTw2b()*vFw;
+      vForces = in.Tw2b*vFw;
       break;
     case atAxialNormal:   // Convert native forces into Axial|Normal|Side system
-      vFw = GetTb2w()*vFnative;
+      vFw = in.Tb2w*vFnative;
       vFnative(eX)*=-1; vFnative(eZ)*=-1;
       vForces = vFnative;
       break;
@@ -205,98 +198,37 @@ bool FGAerodynamics::Run(void)
       exit(-1);
   }
 
-  // Calculate aerodynamic reference point shift, if any
-  if (AeroRPShift) vDeltaRP(eX) = AeroRPShift->GetValue()*Aircraft->Getcbar()*12.0;
-
   // Calculate lift coefficient squared
-  if ( Auxiliary->Getqbar() > 0) {
-    clsq = vFw(eLift) / (Aircraft->GetWingArea()*Auxiliary->Getqbar());
+  if ( in.Qbar > 0) {
+    clsq = vFw(eLift) / (in.Wingarea*in.Qbar);
     clsq *= clsq;
   }
 
   // Calculate lift Lift over Drag
   if ( fabs(vFw(eDrag)) > 0.0) lod = fabs( vFw(eLift) / vFw(eDrag) );
 
-  vDXYZcg = MassBalance->StructuralToBody(Aircraft->GetXYZrp() + vDeltaRP);
+  // Calculate aerodynamic reference point shift, if any. The shift
+  // takes place in the structual axis. That is, if the shift is positive,
+  // it is towards the back (tail) of the vehicle. The AeroRPShift
+  // function should be non-dimensionalized by the wing chord. The
+  // calculated vDeltaRP will be in feet.
+  if (AeroRPShift) vDeltaRP(eX) = AeroRPShift->GetValue()*in.Wingchord;
+
+  vDXYZcg(eX) = in.RPBody(eX) - vDeltaRP(eX); // vDeltaRP is given in the structural frame
+  vDXYZcg(eY) = in.RPBody(eY) + vDeltaRP(eY);
+  vDXYZcg(eZ) = in.RPBody(eZ) - vDeltaRP(eZ);
 
   vMoments = vDXYZcg*vForces; // M = r X F
 
   for (axis_ctr = 0; axis_ctr < 3; axis_ctr++) {
-    for (ctr = 0; ctr < Coeff[axis_ctr+3].size(); ctr++) {
-      vMoments(axis_ctr+1) += Coeff[axis_ctr+3][ctr]->GetValue();
+    for (ctr = 0; ctr < AeroFunctions[axis_ctr+3].size(); ctr++) {
+      vMoments(axis_ctr+1) += AeroFunctions[axis_ctr+3][ctr]->GetValue();
     }
   }
 
-  return false;
-}
+  RunPostFunctions();
 
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-//
-// From Stevens and Lewis, "Aircraft Control and Simulation", 3rd Ed., the
-// transformation from body to wind axes is defined (where "a" is alpha and "B"
-// is beta):
-//
-//   cos(a)*cos(B)     sin(B)    sin(a)*cos(B)
-//  -cos(a)*sin(B)     cos(B)   -sin(a)*sin(B)
-//  -sin(a)              0       cos(a)
-//
-// The transform from wind to body axes is then,
-//
-//   cos(a)*cos(B)  -cos(a)*sin(B)  -sin(a)
-//          sin(B)          cos(B)     0
-//   sin(a)*cos(B)  -sin(a)*sin(B)   cos(a)
-
-FGMatrix33& FGAerodynamics::GetTw2b(void)
-{
-  double ca, cb, sa, sb;
-
-  double alpha = Auxiliary->Getalpha();
-  double beta  = Auxiliary->Getbeta();
-
-  ca = cos(alpha);
-  sa = sin(alpha);
-  cb = cos(beta);
-  sb = sin(beta);
-
-  mTw2b(1,1) =  ca*cb;
-  mTw2b(1,2) = -ca*sb;
-  mTw2b(1,3) = -sa;
-  mTw2b(2,1) =  sb;
-  mTw2b(2,2) =  cb;
-  mTw2b(2,3) =  0.0;
-  mTw2b(3,1) =  sa*cb;
-  mTw2b(3,2) = -sa*sb;
-  mTw2b(3,3) =  ca;
-
-  return mTw2b;
-}
-
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-
-FGMatrix33& FGAerodynamics::GetTb2w(void)
-{
-  double alpha,beta;
-  double ca, cb, sa, sb;
-
-  alpha = Auxiliary->Getalpha();
-  beta  = Auxiliary->Getbeta();
-
-  ca = cos(alpha);
-  sa = sin(alpha);
-  cb = cos(beta);
-  sb = sin(beta);
-
-  mTb2w(1,1) = ca*cb;
-  mTb2w(1,2) = sb;
-  mTb2w(1,3) = sa*cb;
-  mTb2w(2,1) = -ca*sb;
-  mTb2w(2,2) = cb;
-  mTb2w(2,3) = -sa*sb;
-  mTb2w(3,1) = -sa;
-  mTb2w(3,2) = 0.0;
-  mTb2w(3,3) = ca;
-
-  return mTb2w;
+  return false;
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
@@ -314,11 +246,12 @@ bool FGAerodynamics::Load(Element *element)
   if (!fname.empty()) {
     file = FDMExec->GetFullAircraftPath() + separator + fname;
     document = LoadXMLDocument(file);
+    if (document == 0L) return false;
   } else {
     document = element;
   }
 
-  FGModel::Load(element); // Perform base class Load
+  FGModel::Load(document); // Perform base class Pre-Load
 
   DetermineAxisSystem(); // Detemine if Lift/Side/Drag, etc. is used.
 
@@ -343,25 +276,28 @@ bool FGAerodynamics::Load(Element *element)
     AeroRPShift = new FGFunction(PropertyManager, function_element);
   }
 
-  function_element = document->FindElement("function");
-  while (function_element) {
-    variables.push_back( new FGFunction(PropertyManager, function_element) );
-    function_element = document->FindNextElement("function");
-  }
-
   axis_element = document->FindElement("axis");
   while (axis_element) {
-    CoeffArray ca;
+    AeroFunctionArray ca;
     axis = axis_element->GetAttributeValue("name");
     function_element = axis_element->FindElement("function");
     while (function_element) {
-      ca.push_back( new FGFunction(PropertyManager, function_element) );
+      string current_func_name = function_element->GetAttributeValue("name");
+      try {
+        ca.push_back( new FGFunction(PropertyManager, function_element) );
+      } catch (string const str) {
+        cerr << endl << fgred << "Error loading aerodynamic function in " 
+             << current_func_name << ":" << str << " Aborting." << reset << endl;
+        return false;
+      }
       function_element = axis_element->FindNextElement("function");
     }
-    Coeff[AxisIdx[axis]] = ca;
+    AeroFunctions[AxisIdx[axis]] = ca;
     axis_element = document->FindNextElement("axis");
   }
 
+  PostLoad(document, PropertyManager); // Perform base class Post-Load
+
   return true;
 }
 
@@ -381,23 +317,28 @@ void FGAerodynamics::DetermineAxisSystem()
   string axis;
   while (axis_element) {
     axis = axis_element->GetAttributeValue("name");
-    if (axis == "LIFT" || axis == "DRAG" || axis == "SIDE") {
+    if (axis == "LIFT" || axis == "DRAG") {
       if (axisType == atNone) axisType = atLiftDrag;
       else if (axisType != atLiftDrag) {
         cerr << endl << "  Mixed aerodynamic axis systems have been used in the"
-                     << " aircraft config file." << endl;
+                     << " aircraft config file. (LIFT DRAG)" << endl;
+      }
+    } else if (axis == "SIDE") {
+      if (axisType != atNone && axisType != atLiftDrag && axisType != atAxialNormal) {
+        cerr << endl << "  Mixed aerodynamic axis systems have been used in the"
+                     << " aircraft config file. (SIDE)" << endl;
       }
     } else if (axis == "AXIAL" || axis == "NORMAL") {
       if (axisType == atNone) axisType = atAxialNormal;
       else if (axisType != atAxialNormal) {
         cerr << endl << "  Mixed aerodynamic axis systems have been used in the"
-                     << " aircraft config file." << endl;
+                     << " aircraft config file. (NORMAL AXIAL)" << endl;
       }
     } else if (axis == "X" || axis == "Y" || axis == "Z") {
       if (axisType == atNone) axisType = atBodyXYZ;
       else if (axisType != atBodyXYZ) {
         cerr << endl << "  Mixed aerodynamic axis systems have been used in the"
-                     << " aircraft config file." << endl;
+                     << " aircraft config file. (XYZ)" << endl;
       }
     } else if (axis != "ROLL" && axis != "PITCH" && axis != "YAW") { // error
       cerr << endl << "  An unknown axis type, " << axis << " has been specified"
@@ -415,63 +356,60 @@ void FGAerodynamics::DetermineAxisSystem()
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-string FGAerodynamics::GetCoefficientStrings(string delimeter)
+string FGAerodynamics::GetAeroFunctionStrings(const string& delimeter) const
 {
-  string CoeffStrings = "";
+  string AeroFunctionStrings = "";
   bool firstime = true;
   unsigned int axis, sd;
 
-  for (sd = 0; sd < variables.size(); sd++) {
-    if (firstime) {
-      firstime = false;
-    } else {
-      CoeffStrings += delimeter;
-    }
-    CoeffStrings += variables[sd]->GetName();
-  }
-
   for (axis = 0; axis < 6; axis++) {
-    for (sd = 0; sd < Coeff[axis].size(); sd++) {
+    for (sd = 0; sd < AeroFunctions[axis].size(); sd++) {
       if (firstime) {
         firstime = false;
       } else {
-        CoeffStrings += delimeter;
+        AeroFunctionStrings += delimeter;
       }
-      CoeffStrings += Coeff[axis][sd]->GetName();
+      AeroFunctionStrings += AeroFunctions[axis][sd]->GetName();
+    }
+  }
+
+  string FunctionStrings = FGModelFunctions::GetFunctionStrings(delimeter);
+
+  if (FunctionStrings.size() > 0) {
+    if (AeroFunctionStrings.size() > 0) {
+      AeroFunctionStrings += delimeter + FunctionStrings;
+    } else {
+      AeroFunctionStrings = FunctionStrings;
     }
   }
-  return CoeffStrings;
+
+  return AeroFunctionStrings;
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-string FGAerodynamics::GetCoefficientValues(string delimeter)
+string FGAerodynamics::GetAeroFunctionValues(const string& delimeter) const
 {
-  string SDValues = "";
-  bool firstime = true;
-  unsigned int sd;
+  ostringstream buf;
 
-  for (sd = 0; sd < variables.size(); sd++) {
-    if (firstime) {
-      firstime = false;
-    } else {
-      SDValues += delimeter;
+  for (unsigned int axis = 0; axis < 6; axis++) {
+    for (unsigned int sd = 0; sd < AeroFunctions[axis].size(); sd++) {
+      if (buf.tellp() > 0) buf << delimeter;
+      buf << AeroFunctions[axis][sd]->GetValue();
     }
-    SDValues += variables[sd]->GetValueAsString();
   }
 
-  for (unsigned int axis = 0; axis < 6; axis++) {
-    for (unsigned int sd = 0; sd < Coeff[axis].size(); sd++) {
-      if (firstime) {
-        firstime = false;
-      } else {
-        SDValues += delimeter;
-      }
-      SDValues += Coeff[axis][sd]->GetValueAsString();
+  string FunctionValues = FGModelFunctions::GetFunctionValues(delimeter);
+
+  if (FunctionValues.size() > 0) {
+    if (buf.str().size() > 0) {
+      buf << delimeter << FunctionValues;
+    } else {
+      buf << FunctionValues;
     }
   }
 
-  return SDValues;
+  return buf.str();
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%