Xyst test code coverage report
Current view: top level - Inciter - ZalCG.cpp (source / functions) Hit Total Coverage
Commit: 5689ba12dc66a776d3d75f1ee48cc7d78eaa18dc Lines: 1135 1250 90.8 %
Date: 2024-11-22 19:17:03 Functions: 47 49 95.9 %
Legend: Lines: hit not hit | Branches: + taken - not taken # not executed Branches: 1057 1880 56.2 %

           Branch data     Line data    Source code
       1                 :            : // *****************************************************************************
       2                 :            : /*!
       3                 :            :   \file      src/Inciter/ZalCG.cpp
       4                 :            :   \copyright 2012-2015 J. Bakosi,
       5                 :            :              2016-2018 Los Alamos National Security, LLC.,
       6                 :            :              2019-2021 Triad National Security, LLC.,
       7                 :            :              2022-2024 J. Bakosi
       8                 :            :              All rights reserved. See the LICENSE file for details.
       9                 :            :   \brief     ZalCG: Taylor-Galerkin, FCT, edge-based continuous Galerkin
      10                 :            : */
      11                 :            : // *****************************************************************************
      12                 :            : 
      13                 :            : #include "XystBuildConfig.hpp"
      14                 :            : #include "ZalCG.hpp"
      15                 :            : #include "Vector.hpp"
      16                 :            : #include "Reader.hpp"
      17                 :            : #include "ContainerUtil.hpp"
      18                 :            : #include "UnsMesh.hpp"
      19                 :            : #include "ExodusIIMeshWriter.hpp"
      20                 :            : #include "InciterConfig.hpp"
      21                 :            : #include "DerivedData.hpp"
      22                 :            : #include "Discretization.hpp"
      23                 :            : #include "DiagReducer.hpp"
      24                 :            : #include "IntegralReducer.hpp"
      25                 :            : #include "Integrals.hpp"
      26                 :            : #include "Refiner.hpp"
      27                 :            : #include "Reorder.hpp"
      28                 :            : #include "Around.hpp"
      29                 :            : #include "Zalesak.hpp"
      30                 :            : #include "Problems.hpp"
      31                 :            : #include "EOS.hpp"
      32                 :            : #include "BC.hpp"
      33                 :            : 
      34                 :            : namespace inciter {
      35                 :            : 
      36                 :            : extern ctr::Config g_cfg;
      37                 :            : 
      38                 :            : static CkReduction::reducerType IntegralsMerger;
      39                 :            : 
      40                 :            : } // inciter::
      41                 :            : 
      42                 :            : using inciter::g_cfg;
      43                 :            : using inciter::ZalCG;
      44                 :            : 
      45                 :        435 : ZalCG::ZalCG( const CProxy_Discretization& disc,
      46                 :            :               const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bface,
      47                 :            :               const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bnode,
      48                 :        435 :               const std::vector< std::size_t >& triinpoel ) :
      49         [ +  - ]:        435 :   m_disc( disc ),
      50                 :        435 :   m_nrhs( 0 ),
      51                 :        435 :   m_nnorm( 0 ),
      52                 :        435 :   m_naec( 0 ),
      53                 :        435 :   m_nalw( 0 ),
      54                 :        435 :   m_nlim( 0 ),
      55                 :        435 :   m_ndea( 0 ),
      56                 :        435 :   m_nact( 0 ),
      57                 :        435 :   m_todeactivate( 0 ),
      58                 :        435 :   m_toreactivate( 0 ),
      59                 :        435 :   m_deactivated( 0 ),
      60         [ +  - ]:        435 :   m_bnode( bnode ),
      61         [ +  - ]:        435 :   m_bface( bface ),
      62 [ +  - ][ +  - ]:        435 :   m_triinpoel( tk::remap( triinpoel, Disc()->Lid() ) ),
      63 [ +  - ][ +  - ]:        435 :   m_u( Disc()->Gid().size(), g_cfg.get< tag::problem_ncomp >() ),
      64         [ +  - ]:        435 :   m_p( m_u.nunk(), m_u.nprop()*2 ),
      65         [ +  - ]:        435 :   m_q( m_u.nunk(), m_u.nprop()*2 ),
      66         [ +  - ]:        435 :   m_a( m_u.nunk(), m_u.nprop() ),
      67         [ +  - ]:        435 :   m_rhs( m_u.nunk(), m_u.nprop() ),
      68 [ +  - ][ +  - ]:        435 :   m_vol( Disc()->Vol() ),
      69         [ +  - ]:        435 :   m_dtp( m_u.nunk(), 0.0 ),
      70         [ +  - ]:        435 :   m_tp( m_u.nunk(), g_cfg.get< tag::t0 >() ),
      71                 :        435 :   m_finished( 0 ),
      72                 :        435 :   m_freezeflow( 1.0 ),
      73                 :       3045 :   m_fctfreeze( 0 )
      74                 :            : // *****************************************************************************
      75                 :            : //  Constructor
      76                 :            : //! \param[in] disc Discretization proxy
      77                 :            : //! \param[in] bface Boundary-faces mapped to side sets used in the input file
      78                 :            : //! \param[in] bnode Boundary-node lists mapped to side sets used in input file
      79                 :            : //! \param[in] triinpoel Boundary-face connectivity where BCs set (global ids)
      80                 :            : // *****************************************************************************
      81                 :            : {
      82                 :        435 :   usesAtSync = true;    // enable migration at AtSync
      83                 :            : 
      84         [ +  - ]:        435 :   auto d = Disc();
      85                 :            : 
      86                 :            :   // Compute total box IC volume
      87         [ +  - ]:        435 :   d->boxvol();
      88                 :            : 
      89                 :            :   // Activate SDAG wait for initially computing integrals
      90 [ +  - ][ +  - ]:        435 :   thisProxy[ thisIndex ].wait4int();
      91                 :        435 : }
      92                 :            : 
      93                 :            : void
      94                 :        435 : ZalCG::setupBC()
      95                 :            : // *****************************************************************************
      96                 :            : // Prepare boundary condition data structures
      97                 :            : // *****************************************************************************
      98                 :            : {
      99                 :            :   // Query Dirichlet BC nodes associated to side sets
     100                 :        435 :   std::unordered_map< int, std::unordered_set< std::size_t > > dir;
     101         [ +  + ]:        615 :   for (const auto& s : g_cfg.get< tag::bc_dir >()) {
     102         [ +  - ]:        180 :     auto k = m_bface.find(s[0]);
     103         [ +  + ]:        180 :     if (k != end(m_bface)) {
     104         [ +  - ]:        118 :       auto& n = dir[ k->first ];
     105         [ +  + ]:       8268 :       for (auto f : k->second) {
     106                 :       8150 :         const auto t = m_triinpoel.data() + f*3;
     107         [ +  - ]:       8150 :         n.insert( t[0] );
     108         [ +  - ]:       8150 :         n.insert( t[1] );
     109         [ +  - ]:       8150 :         n.insert( t[2] );
     110                 :            :       }
     111                 :            :     }
     112                 :            :   }
     113                 :            : 
     114                 :            :   // Augment Dirichlet BC nodes with nodes not necessarily part of faces
     115         [ +  - ]:        435 :   const auto& lid = Disc()->Lid();
     116         [ +  + ]:        615 :   for (const auto& s : g_cfg.get< tag::bc_dir >()) {
     117         [ +  - ]:        180 :     auto k = m_bnode.find(s[0]);
     118         [ +  + ]:        180 :     if (k != end(m_bnode)) {
     119         [ +  - ]:        118 :       auto& n = dir[ k->first ];
     120         [ +  + ]:      13327 :       for (auto g : k->second) {
     121 [ +  - ][ +  - ]:      13209 :         n.insert( tk::cref_find(lid,g) );
     122                 :            :       }
     123                 :            :     }
     124                 :            :   }
     125                 :            : 
     126                 :            :   // Collect unique set of nodes + Dirichlet BC components mask
     127                 :        435 :   auto ncomp = m_u.nprop();
     128                 :        435 :   auto nmask = ncomp + 1;
     129                 :        435 :   const auto& dbc = g_cfg.get< tag::bc_dir >();
     130                 :        435 :   std::unordered_map< std::size_t, std::vector< int > > dirbcset;
     131         [ +  + ]:        615 :   for (const auto& mask : dbc) {
     132 [ -  + ][ -  - ]:        180 :     ErrChk( mask.size() == nmask, "Incorrect Dirichlet BC mask ncomp" );
         [ -  - ][ -  - ]
     133         [ +  - ]:        180 :     auto n = dir.find( mask[0] );
     134         [ +  + ]:        180 :     if (n != end(dir))
     135         [ +  + ]:       5969 :       for (auto p : n->second) {
     136         [ +  - ]:       5851 :         auto& m = dirbcset[p];
     137 [ +  + ][ +  - ]:       5851 :         if (m.empty()) m.resize( ncomp, 0 );
     138         [ +  + ]:      40201 :         for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c)
     139         [ +  + ]:      34350 :           if (!m[c]) m[c] = mask[c+1];  // overwrite mask if 0 -> 1
     140                 :            :       }
     141                 :            :   }
     142                 :            :   // Compile streamable list of nodes + Dirichlet BC components mask
     143                 :        435 :   tk::destroy( m_dirbcmasks );
     144         [ +  + ]:       5606 :   for (const auto& [p,mask] : dirbcset) {
     145         [ +  - ]:       5171 :     m_dirbcmasks.push_back( p );
     146         [ +  - ]:       5171 :     m_dirbcmasks.insert( end(m_dirbcmasks), begin(mask), end(mask) );
     147                 :            :   }
     148 [ -  + ][ -  - ]:        435 :   ErrChk( m_dirbcmasks.size() % nmask == 0, "Dirichlet BC masks incomplete" );
         [ -  - ][ -  - ]
     149                 :            : 
     150                 :            :   // Query pressure BC nodes associated to side sets
     151                 :        435 :   std::unordered_map< int, std::unordered_set< std::size_t > > pre;
     152         [ -  + ]:        435 :   for (const auto& ss : g_cfg.get< tag::bc_pre >()) {
     153         [ -  - ]:          0 :     for (const auto& s : ss) {
     154         [ -  - ]:          0 :       auto k = m_bface.find(s);
     155         [ -  - ]:          0 :       if (k != end(m_bface)) {
     156         [ -  - ]:          0 :         auto& n = pre[ k->first ];
     157         [ -  - ]:          0 :         for (auto f : k->second) {
     158                 :          0 :           const auto t = m_triinpoel.data() + f*3;
     159         [ -  - ]:          0 :           n.insert( t[0] );
     160         [ -  - ]:          0 :           n.insert( t[1] );
     161         [ -  - ]:          0 :           n.insert( t[2] );
     162                 :            :         }
     163                 :            :       }
     164                 :            :     }
     165                 :            :   }
     166                 :            : 
     167                 :            :   // Augment Pressure BC nodes with nodes not necessarily part of faces
     168         [ -  + ]:        435 :   for (const auto& s : g_cfg.get< tag::bc_pre >()) {
     169         [ -  - ]:          0 :     auto k = m_bnode.find(s[0]);
     170         [ -  - ]:          0 :     if (k != end(m_bnode)) {
     171         [ -  - ]:          0 :       auto& n = pre[ k->first ];
     172         [ -  - ]:          0 :       for (auto g : k->second) {
     173 [ -  - ][ -  - ]:          0 :         n.insert( tk::cref_find(lid,g) );
     174                 :            :       }
     175                 :            :     }
     176                 :            :   }
     177                 :            : 
     178                 :            :   // Prepare density and pressure values for pressure BC nodes
     179                 :        435 :   const auto& pbc_set = g_cfg.get< tag::bc_pre >();
     180         [ -  + ]:        435 :   if (!pbc_set.empty()) {
     181                 :          0 :     const auto& pbc_r = g_cfg.get< tag::bc_pre_density >();
     182 [ -  - ][ -  - ]:          0 :     ErrChk( pbc_r.size() == pbc_set.size(), "Pressure BC density unspecified" );
         [ -  - ][ -  - ]
     183                 :          0 :     const auto& pbc_p = g_cfg.get< tag::bc_pre_pressure >();
     184 [ -  - ][ -  - ]:          0 :     ErrChk( pbc_p.size() == pbc_set.size(), "Pressure BC pressure unspecified" );
         [ -  - ][ -  - ]
     185                 :          0 :     tk::destroy( m_prebcnodes );
     186                 :          0 :     tk::destroy( m_prebcvals );
     187         [ -  - ]:          0 :     for (const auto& [s,n] : pre) {
     188         [ -  - ]:          0 :       m_prebcnodes.insert( end(m_prebcnodes), begin(n), end(n) );
     189         [ -  - ]:          0 :       for (std::size_t p=0; p<pbc_set.size(); ++p) {
     190         [ -  - ]:          0 :         for (auto u : pbc_set[p]) {
     191         [ -  - ]:          0 :           if (s == u) {
     192         [ -  - ]:          0 :             for (std::size_t i=0; i<n.size(); ++i) {
     193         [ -  - ]:          0 :               m_prebcvals.push_back( pbc_r[p] );
     194         [ -  - ]:          0 :               m_prebcvals.push_back( pbc_p[p] );
     195                 :            :             }
     196                 :            :           }
     197                 :            :         }
     198                 :            :       }
     199                 :            :     }
     200 [ -  - ][ -  - ]:          0 :     ErrChk( m_prebcnodes.size()*2 == m_prebcvals.size(),
         [ -  - ][ -  - ]
     201                 :            :             "Pressure BC data incomplete" );
     202                 :            :   }
     203                 :            : 
     204                 :            :   // Query symmetry BC nodes associated to side sets
     205                 :        435 :   std::unordered_map< int, std::unordered_set< std::size_t > > sym;
     206         [ +  + ]:        972 :   for (auto s : g_cfg.get< tag::bc_sym >()) {
     207         [ +  - ]:        537 :     auto k = m_bface.find(s);
     208         [ +  + ]:        537 :     if (k != end(m_bface)) {
     209         [ +  - ]:        291 :       auto& n = sym[ k->first ];
     210         [ +  + ]:      35702 :       for (auto f : k->second) {
     211                 :      35411 :         const auto t = m_triinpoel.data() + f*3;
     212         [ +  - ]:      35411 :         n.insert( t[0] );
     213         [ +  - ]:      35411 :         n.insert( t[1] );
     214         [ +  - ]:      35411 :         n.insert( t[2] );
     215                 :            :       }
     216                 :            :     }
     217                 :            :   }
     218                 :            : 
     219                 :            :   // Query farfield BC nodes associated to side sets
     220                 :        435 :   std::unordered_map< int, std::unordered_set< std::size_t > > far;
     221         [ +  + ]:        459 :   for (auto s : g_cfg.get< tag::bc_far >()) {
     222         [ +  - ]:         24 :     auto k = m_bface.find(s);
     223         [ +  + ]:         24 :     if (k != end(m_bface)) {
     224         [ +  - ]:          7 :       auto& n = far[ k->first ];
     225         [ +  + ]:        715 :       for (auto f : k->second) {
     226                 :        708 :         const auto t = m_triinpoel.data() + f*3;
     227         [ +  - ]:        708 :         n.insert( t[0] );
     228         [ +  - ]:        708 :         n.insert( t[1] );
     229         [ +  - ]:        708 :         n.insert( t[2] );
     230                 :            :       }
     231                 :            :     }
     232                 :            :   }
     233                 :            : 
     234                 :            :   // Generate unique set of symmetry BC nodes
     235                 :        435 :   tk::destroy( m_symbcnodeset );
     236 [ +  - ][ +  + ]:        726 :   for (const auto& [s,n] : sym) m_symbcnodeset.insert( begin(n), end(n) );
     237                 :            :   // Generate unique set of farfield BC nodes
     238                 :        435 :   tk::destroy( m_farbcnodeset );
     239 [ +  - ][ +  + ]:        442 :   for (const auto& [s,n] : far) m_farbcnodeset.insert( begin(n), end(n) );
     240                 :            : 
     241                 :            :   // If farfield BC is set on a node, will not also set symmetry BC
     242 [ +  - ][ +  + ]:        922 :   for (auto i : m_farbcnodeset) m_symbcnodeset.erase(i);
     243                 :            :   // If pressure BC is set on a node, will not also set symmetry BC
     244 [ -  - ][ -  + ]:        435 :   for (auto i : m_prebcnodes) m_symbcnodeset.erase(i);
     245                 :        435 : }
     246                 :            : 
     247                 :            : void
     248                 :        435 : ZalCG::feop()
     249                 :            : // *****************************************************************************
     250                 :            : // Start (re-)computing finite element domain and boundary operators
     251                 :            : // *****************************************************************************
     252                 :            : {
     253                 :        435 :   auto d = Disc();
     254                 :            : 
     255                 :            :   // Prepare boundary conditions data structures
     256                 :        435 :   setupBC();
     257                 :            : 
     258                 :            :   // Compute local contributions to boundary normals and integrals
     259                 :        435 :   bndint();
     260                 :            :   // Compute contributions to domain edge integrals
     261                 :        435 :   domint();
     262                 :            : 
     263                 :            :   // Send boundary point normal contributions to neighbor chares
     264         [ +  + ]:        435 :   if (d->NodeCommMap().empty()) {
     265                 :         11 :     comnorm_complete();
     266                 :            :   } else {
     267         [ +  + ]:       4572 :     for (const auto& [c,nodes] : d->NodeCommMap()) {
     268                 :       4148 :       decltype(m_bnorm) exp;
     269         [ +  + ]:      43120 :       for (auto i : nodes) {
     270         [ +  + ]:     107665 :         for (const auto& [s,b] : m_bnorm) {
     271         [ +  - ]:      68693 :           auto k = b.find(i);
     272 [ +  + ][ +  - ]:      68693 :           if (k != end(b)) exp[s][i] = k->second;
                 [ +  - ]
     273                 :            :         }
     274                 :            :       }
     275 [ +  - ][ +  - ]:       4148 :       thisProxy[c].comnorm( exp );
     276                 :       4148 :     }
     277                 :            :   }
     278                 :        435 :   ownnorm_complete();
     279                 :        435 : }
     280                 :            : 
     281                 :            : void
     282                 :        435 : ZalCG::bndint()
     283                 :            : // *****************************************************************************
     284                 :            : //! Compute local contributions to boundary normals and integrals
     285                 :            : // *****************************************************************************
     286                 :            : {
     287         [ +  - ]:        435 :   auto d = Disc();
     288                 :        435 :   const auto& coord = d->Coord();
     289                 :        435 :   const auto& gid = d->Gid();
     290                 :        435 :   const auto& x = coord[0];
     291                 :        435 :   const auto& y = coord[1];
     292                 :        435 :   const auto& z = coord[2];
     293                 :            : 
     294                 :            :   // Lambda to compute the inverse distance squared between boundary face
     295                 :            :   // centroid and boundary point. Here p is the global node id and c is the
     296                 :            :   // the boundary face centroid.
     297                 :     171642 :   auto invdistsq = [&]( const tk::real c[], std::size_t p ){
     298                 :     171642 :     return 1.0 / ( (c[0] - x[p]) * (c[0] - x[p]) +
     299                 :     171642 :                    (c[1] - y[p]) * (c[1] - y[p]) +
     300                 :     171642 :                    (c[2] - z[p]) * (c[2] - z[p]) );
     301                 :        435 :   };
     302                 :            : 
     303                 :        435 :   tk::destroy( m_bnorm );
     304                 :        435 :   tk::destroy( m_bndpoinint );
     305                 :        435 :   tk::destroy( m_bndedgeint );
     306                 :            : 
     307         [ +  + ]:       1380 :   for (const auto& [ setid, faceids ] : m_bface) { // for all side sets
     308         [ +  + ]:      58159 :     for (auto f : faceids) { // for all side set triangles
     309                 :      57214 :       const auto N = m_triinpoel.data() + f*3;
     310                 :            :       const std::array< tk::real, 3 >
     311                 :      57214 :         ba{ x[N[1]]-x[N[0]], y[N[1]]-y[N[0]], z[N[1]]-z[N[0]] },
     312                 :      57214 :         ca{ x[N[2]]-x[N[0]], y[N[2]]-y[N[0]], z[N[2]]-z[N[0]] };
     313                 :      57214 :       auto n = tk::cross( ba, ca );
     314                 :      57214 :       auto A2 = tk::length( n );
     315                 :      57214 :       n[0] /= A2;
     316                 :      57214 :       n[1] /= A2;
     317                 :      57214 :       n[2] /= A2;
     318                 :            :       const tk::real centroid[3] = {
     319                 :      57214 :         (x[N[0]] + x[N[1]] + x[N[2]]) / 3.0,
     320                 :      57214 :         (y[N[0]] + y[N[1]] + y[N[2]]) / 3.0,
     321                 :     114428 :         (z[N[0]] + z[N[1]] + z[N[2]]) / 3.0 };
     322                 :            :       // contribute all edges of triangle
     323         [ +  + ]:     228856 :       for (const auto& [i,j] : tk::lpoet) {
     324                 :     171642 :         auto p = N[i];
     325                 :     171642 :         auto q = N[j];
     326                 :     171642 :         tk::real r = invdistsq( centroid, p );
     327         [ +  - ]:     171642 :         auto& v = m_bnorm[setid];      // associate side set id
     328         [ +  - ]:     171642 :         auto& bn = v[gid[p]];          // associate global node id of bnd pnt
     329                 :     171642 :         bn[0] += r * n[0];             // inv.dist.sq-weighted normal
     330                 :     171642 :         bn[1] += r * n[1];
     331                 :     171642 :         bn[2] += r * n[2];
     332                 :     171642 :         bn[3] += r;                    // inv.dist.sq of node from centroid
     333         [ +  - ]:     171642 :         auto& b = m_bndpoinint[gid[p]];// assoc global id of bnd point
     334                 :     171642 :         b[0] += n[0] * A2 / 6.0;       // bnd-point integral
     335                 :     171642 :         b[1] += n[1] * A2 / 6.0;
     336                 :     171642 :         b[2] += n[2] * A2 / 6.0;
     337                 :     171642 :         tk::UnsMesh::Edge ed{ gid[p], gid[q] };
     338                 :     171642 :         tk::real sig = 1.0;
     339         [ +  + ]:     171642 :         if (ed[0] > ed[1]) {
     340                 :      85821 :           std::swap( ed[0], ed[1] );
     341                 :      85821 :           sig = -1.0;
     342                 :            :         }
     343         [ +  - ]:     171642 :         auto& e = m_bndedgeint[ ed ];
     344                 :     171642 :         e[0] += sig * n[0] * A2 / 24.0; // bnd-edge integral
     345                 :     171642 :         e[1] += sig * n[1] * A2 / 24.0;
     346                 :     171642 :         e[2] += sig * n[2] * A2 / 24.0;
     347                 :            :       }
     348                 :            :     }
     349                 :            :   }
     350                 :        435 : }
     351                 :            : 
     352                 :            : void
     353                 :        435 : ZalCG::domint()
     354                 :            : // *****************************************************************************
     355                 :            : //! Compute local contributions to domain edge integrals
     356                 :            : // *****************************************************************************
     357                 :            : {
     358                 :        435 :   auto d = Disc();
     359                 :            : 
     360                 :        435 :   const auto& gid = d->Gid();
     361                 :        435 :   const auto& inpoel = d->Inpoel();
     362                 :            : 
     363                 :        435 :   const auto& coord = d->Coord();
     364                 :        435 :   const auto& x = coord[0];
     365                 :        435 :   const auto& y = coord[1];
     366                 :        435 :   const auto& z = coord[2];
     367                 :            : 
     368                 :        435 :   tk::destroy( m_domedgeint );
     369                 :            : 
     370         [ +  + ]:     393126 :   for (std::size_t e=0; e<inpoel.size()/4; ++e) {
     371                 :     392691 :     const auto N = inpoel.data() + e*4;
     372                 :            :     const std::array< tk::real, 3 >
     373                 :     392691 :       ba{{ x[N[1]]-x[N[0]], y[N[1]]-y[N[0]], z[N[1]]-z[N[0]] }},
     374                 :     392691 :       ca{{ x[N[2]]-x[N[0]], y[N[2]]-y[N[0]], z[N[2]]-z[N[0]] }},
     375                 :     392691 :       da{{ x[N[3]]-x[N[0]], y[N[3]]-y[N[0]], z[N[3]]-z[N[0]] }};
     376                 :     392691 :     const auto J = tk::triple( ba, ca, da );        // J = 6V
     377 [ -  + ][ -  - ]:     392691 :     Assert( J > 0, "Element Jacobian non-positive" );
         [ -  - ][ -  - ]
     378                 :            :     std::array< std::array< tk::real, 3 >, 4 > grad;
     379                 :     392691 :     grad[1] = tk::cross( ca, da );
     380                 :     392691 :     grad[2] = tk::cross( da, ba );
     381                 :     392691 :     grad[3] = tk::cross( ba, ca );
     382         [ +  + ]:    1570764 :     for (std::size_t i=0; i<3; ++i)
     383                 :    1178073 :       grad[0][i] = -grad[1][i]-grad[2][i]-grad[3][i];
     384                 :     392691 :     auto J120 = J/120.0;
     385         [ +  + ]:    2748837 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoed) {
     386                 :    2356146 :       tk::UnsMesh::Edge ed{ gid[N[p]], gid[N[q]] };
     387                 :    2356146 :       tk::real sig = 1.0;
     388         [ +  + ]:    2356146 :       if (ed[0] > ed[1]) {
     389                 :     908643 :         std::swap( ed[0], ed[1] );
     390                 :     908643 :         sig = -1.0;
     391                 :            :       }
     392         [ +  - ]:    2356146 :       auto& n = m_domedgeint[ ed ];
     393                 :    2356146 :       n[0] += sig * (grad[p][0] - grad[q][0]) / 48.0;
     394                 :    2356146 :       n[1] += sig * (grad[p][1] - grad[q][1]) / 48.0;
     395                 :    2356146 :       n[2] += sig * (grad[p][2] - grad[q][2]) / 48.0;
     396                 :    2356146 :       n[3] += J120;
     397                 :            :     }
     398                 :            :   }
     399                 :        435 : }
     400                 :            : 
     401                 :            : void
     402                 :       4148 : ZalCG::comnorm( const decltype(m_bnorm)& inbnd )
     403                 :            : // *****************************************************************************
     404                 :            : //  Receive contributions to boundary point normals on chare-boundaries
     405                 :            : //! \param[in] inbnd Incoming partial sums of boundary point normals
     406                 :            : // *****************************************************************************
     407                 :            : {
     408                 :            :   // Buffer up incoming boundary point normal vector contributions
     409         [ +  + ]:       7478 :   for (const auto& [s,b] : inbnd) {
     410         [ +  - ]:       3330 :     auto& bndnorm = m_bnormc[s];
     411         [ +  + ]:      16615 :     for (const auto& [p,n] : b) {
     412         [ +  - ]:      13285 :       auto& norm = bndnorm[p];
     413                 :      13285 :       norm[0] += n[0];
     414                 :      13285 :       norm[1] += n[1];
     415                 :      13285 :       norm[2] += n[2];
     416                 :      13285 :       norm[3] += n[3];
     417                 :            :     }
     418                 :            :   }
     419                 :            : 
     420         [ +  + ]:       4148 :   if (++m_nnorm == Disc()->NodeCommMap().size()) {
     421                 :        424 :     m_nnorm = 0;
     422                 :        424 :     comnorm_complete();
     423                 :            :   }
     424                 :       4148 : }
     425                 :            : 
     426                 :            : void
     427                 :        768 : ZalCG::registerReducers()
     428                 :            : // *****************************************************************************
     429                 :            : //  Configure Charm++ reduction types initiated from this chare array
     430                 :            : //! \details Since this is a [initnode] routine, the runtime system executes the
     431                 :            : //!   routine exactly once on every logical node early on in the Charm++ init
     432                 :            : //!   sequence. Must be static as it is called without an object. See also:
     433                 :            : //!   Section "Initializations at Program Startup" at in the Charm++ manual
     434                 :            : //!   http://charm.cs.illinois.edu/manuals/html/charm++/manual.html.
     435                 :            : // *****************************************************************************
     436                 :            : {
     437                 :        768 :   NodeDiagnostics::registerReducers();
     438                 :        768 :   IntegralsMerger = CkReduction::addReducer( integrals::mergeIntegrals );
     439                 :        768 : }
     440                 :            : 
     441                 :            : void
     442                 :            : // cppcheck-suppress unusedFunction
     443                 :       3614 : ZalCG::ResumeFromSync()
     444                 :            : // *****************************************************************************
     445                 :            : //  Return from migration
     446                 :            : //! \details This is called when load balancing (LB) completes. The presence of
     447                 :            : //!   this function does not affect whether or not we block on LB.
     448                 :            : // *****************************************************************************
     449                 :            : {
     450 [ -  + ][ -  - ]:       3614 :   if (Disc()->It() == 0) Throw( "it = 0 in ResumeFromSync()" );
         [ -  - ][ -  - ]
     451                 :            : 
     452         [ +  - ]:       3614 :   if (!g_cfg.get< tag::nonblocking >()) dt();
     453                 :       3614 : }
     454                 :            : 
     455                 :            : void
     456                 :        435 : ZalCG::setup( tk::real v )
     457                 :            : // *****************************************************************************
     458                 :            : // Start setup for solution
     459                 :            : //! \param[in] v Total volume within user-specified box
     460                 :            : // *****************************************************************************
     461                 :            : {
     462                 :        435 :   auto d = Disc();
     463                 :            : 
     464                 :            :   // Store user-defined box IC volume
     465                 :        435 :   Disc()->Boxvol() = v;
     466                 :            : 
     467                 :            :   // Set initial conditions
     468                 :        435 :   problems::initialize( d->Coord(), m_u, d->T(), d->BoxNodes() );
     469                 :            : 
     470                 :            :   // Query time history field output labels from all PDEs integrated
     471         [ +  + ]:        435 :   if (!g_cfg.get< tag::histout >().empty()) {
     472                 :            :     std::vector< std::string > var
     473 [ +  - ][ +  + ]:        154 :       {"density", "xvelocity", "yvelocity", "zvelocity", "energy", "pressure"};
                 [ -  - ]
     474                 :         22 :     auto ncomp = m_u.nprop();
     475         [ -  + ]:         22 :     for (std::size_t c=5; c<ncomp; ++c)
     476 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       var.push_back( "c" + std::to_string(c-5) );
                 [ -  - ]
     477         [ +  - ]:         22 :     d->histheader( std::move(var) );
     478                 :         22 :   }
     479                 :            : 
     480                 :            :   // Compute finite element operators
     481                 :        435 :   feop();
     482 [ +  - ][ +  - ]:        479 : }
         [ +  - ][ +  - ]
         [ +  - ][ +  - ]
         [ -  - ][ -  - ]
     483                 :            : 
     484                 :            : void
     485                 :        435 : ZalCG::start()
     486                 :            : // *****************************************************************************
     487                 :            : // Start time stepping
     488                 :            : // *****************************************************************************
     489                 :            : {
     490                 :            :   // Set flag that indicates that we are now during time stepping
     491                 :        435 :   Disc()->Initial( 0 );
     492                 :            :   // Start timer measuring time stepping wall clock time
     493                 :        435 :   Disc()->Timer().zero();
     494                 :            :   // Zero grind-timer
     495                 :        435 :   Disc()->grindZero();
     496                 :            :   // Continue to first time step
     497                 :        435 :   dt();
     498                 :        435 : }
     499                 :            : 
     500                 :            : void
     501                 :        435 : ZalCG::bnorm()
     502                 :            : // *****************************************************************************
     503                 :            : // Combine own and communicated portions of the boundary point normals
     504                 :            : // *****************************************************************************
     505                 :            : {
     506         [ +  - ]:        435 :   const auto& lid = Disc()->Lid();
     507                 :            : 
     508                 :            :   // Combine own and communicated contributions to boundary point normals
     509         [ +  + ]:       1366 :   for (const auto& [s,b] : m_bnormc) {
     510         [ +  - ]:        931 :     auto& bndnorm = m_bnorm[s];
     511         [ +  + ]:      11399 :     for (const auto& [g,n] : b) {
     512         [ +  - ]:      10468 :       auto& norm = bndnorm[g];
     513                 :      10468 :       norm[0] += n[0];
     514                 :      10468 :       norm[1] += n[1];
     515                 :      10468 :       norm[2] += n[2];
     516                 :      10468 :       norm[3] += n[3];
     517                 :            :     }
     518                 :            :   }
     519                 :        435 :   tk::destroy( m_bnormc );
     520                 :            : 
     521                 :            :   // Divide summed point normals by the sum of the inverse distance squared
     522         [ +  + ]:       1434 :   for (auto& [s,b] : m_bnorm) {
     523         [ +  + ]:      39069 :     for (auto& [g,n] : b) {
     524                 :      38070 :       n[0] /= n[3];
     525                 :      38070 :       n[1] /= n[3];
     526                 :      38070 :       n[2] /= n[3];
     527 [ -  + ][ -  - ]:      38070 :       Assert( (n[0]*n[0] + n[1]*n[1] + n[2]*n[2] - 1.0) <
         [ -  - ][ -  - ]
     528                 :            :               1.0e+3*std::numeric_limits< tk::real >::epsilon(),
     529                 :            :               "Non-unit normal" );
     530                 :            :     }
     531                 :            :   }
     532                 :            : 
     533                 :            :   // Replace global->local ids associated to boundary point normals
     534                 :        435 :   decltype(m_bnorm) loc;
     535         [ +  + ]:       1434 :   for (auto& [s,b] : m_bnorm) {
     536         [ +  - ]:        999 :     auto& bnd = loc[s];
     537         [ +  + ]:      39069 :     for (auto&& [g,n] : b) {
     538 [ +  - ][ +  - ]:      38070 :       bnd[ tk::cref_find(lid,g) ] = std::move(n);
     539                 :            :     }
     540                 :            :   }
     541                 :        435 :   m_bnorm = std::move(loc);
     542                 :        435 : }
     543                 :            : 
     544                 :            : void
     545                 :        435 : ZalCG::streamable()
     546                 :            : // *****************************************************************************
     547                 :            : // Convert integrals into streamable data structures
     548                 :            : // *****************************************************************************
     549                 :            : {
     550         [ +  - ]:        435 :   const auto& lid = Disc()->Lid();
     551                 :            : 
     552                 :            :   // Convert boundary point integrals into streamable data structures
     553         [ +  - ]:        435 :   m_bpoin.resize( m_bndpoinint.size() );
     554         [ +  - ]:        435 :   m_bpint.resize( m_bndpoinint.size() * 3 );
     555                 :        435 :   std::size_t i = 0;
     556         [ +  + ]:      34165 :   for (const auto& [g,b] : m_bndpoinint) {
     557         [ +  - ]:      33730 :     m_bpoin[i] = tk::cref_find( lid, g );
     558                 :      33730 :     m_bpint[i*3+0] = b[0];
     559                 :      33730 :     m_bpint[i*3+1] = b[1];
     560                 :      33730 :     m_bpint[i*3+2] = b[2];
     561                 :      33730 :     ++i;
     562                 :            :   }
     563                 :            : 
     564         [ +  - ]:        435 :   m_besym.resize( m_triinpoel.size() );
     565                 :        435 :   i = 0;
     566         [ +  + ]:     172077 :   for (auto p : m_triinpoel) {
     567         [ +  - ]:     171642 :     m_besym[i++] = static_cast< std::uint8_t >(m_symbcnodeset.count(p));
     568                 :            :   }
     569                 :            : 
     570                 :            :   // Query surface integral output nodes
     571                 :        435 :   std::unordered_map< int, std::vector< std::size_t > > surfintnodes;
     572                 :        435 :   const auto& is = g_cfg.get< tag::integout >();
     573         [ +  - ]:        435 :   std::set< int > outsets( begin(is), end(is) );
     574         [ -  + ]:        435 :   for (auto s : outsets) {
     575         [ -  - ]:          0 :     auto m = m_bface.find(s);
     576         [ -  - ]:          0 :     if (m != end(m_bface)) {
     577         [ -  - ]:          0 :       auto& n = surfintnodes[ m->first ];       // associate set id
     578         [ -  - ]:          0 :       for (auto f : m->second) {                // face ids on side set
     579         [ -  - ]:          0 :         n.push_back( m_triinpoel[f*3+0] );      // nodes on side set
     580         [ -  - ]:          0 :         n.push_back( m_triinpoel[f*3+1] );
     581         [ -  - ]:          0 :         n.push_back( m_triinpoel[f*3+2] );
     582                 :            :       }
     583                 :            :     }
     584                 :            :   }
     585 [ -  - ][ -  + ]:        435 :   for (auto& [s,n] : surfintnodes) tk::unique( n );
     586                 :            :   // Prepare surface integral data
     587                 :        435 :   tk::destroy( m_surfint );
     588         [ +  - ]:        435 :   const auto& gid = Disc()->Gid();
     589         [ -  + ]:        435 :   for (auto&& [s,n] : surfintnodes) {
     590         [ -  - ]:          0 :     auto& sint = m_surfint[s];  // associate set id
     591                 :          0 :     auto& nodes = sint.first;
     592                 :          0 :     auto& ndA = sint.second;
     593                 :          0 :     nodes = std::move(n);
     594         [ -  - ]:          0 :     ndA.resize( nodes.size()*3 );
     595                 :          0 :     std::size_t a = 0;
     596         [ -  - ]:          0 :     for (auto p : nodes) {
     597         [ -  - ]:          0 :       const auto& b = tk::cref_find( m_bndpoinint, gid[p] );
     598                 :          0 :       ndA[a*3+0] = b[0];        // store ni * dA
     599                 :          0 :       ndA[a*3+1] = b[1];
     600                 :          0 :       ndA[a*3+2] = b[2];
     601                 :          0 :       ++a;
     602                 :            :     }
     603                 :            :   }
     604                 :        435 :   tk::destroy( m_bndpoinint );
     605                 :            : 
     606                 :            :   // Generate edges along chare boundary
     607         [ +  - ]:        435 :   chbnded();
     608                 :            :   // Adjust node volumes along inactive neighbor chares
     609         [ +  - ]:        435 :   deavol();
     610                 :            :   // Generate superedges for domain integral
     611         [ +  - ]:        435 :   domsuped();
     612                 :            : 
     613                 :            :   // Convert symmetry BC data to streamable data structures
     614                 :        435 :   tk::destroy( m_symbcnodes );
     615                 :        435 :   tk::destroy( m_symbcnorms );
     616         [ +  + ]:      20579 :   for (auto p : m_symbcnodeset) {
     617         [ +  + ]:      61104 :     for (const auto& s : g_cfg.get< tag::bc_sym >()) {
     618         [ +  - ]:      40960 :       auto m = m_bnorm.find(s);
     619         [ +  + ]:      40960 :       if (m != end(m_bnorm)) {
     620         [ +  - ]:      35174 :         auto r = m->second.find(p);
     621         [ +  + ]:      35174 :         if (r != end(m->second)) {
     622         [ +  - ]:      21415 :           m_symbcnodes.push_back( p );
     623         [ +  - ]:      21415 :           m_symbcnorms.push_back( r->second[0] );
     624         [ +  - ]:      21415 :           m_symbcnorms.push_back( r->second[1] );
     625         [ +  - ]:      21415 :           m_symbcnorms.push_back( r->second[2] );
     626                 :            :         }
     627                 :            :       }
     628                 :            :     }
     629                 :            :   }
     630                 :        435 :   tk::destroy( m_symbcnodeset );
     631                 :            : 
     632                 :            :   // Convert farfield BC data to streamable data structures
     633                 :        435 :   tk::destroy( m_farbcnodes );
     634                 :        435 :   tk::destroy( m_farbcnorms );
     635         [ +  + ]:        922 :   for (auto p : m_farbcnodeset) {
     636         [ +  + ]:        974 :     for (const auto& s : g_cfg.get< tag::bc_far >()) {
     637         [ +  - ]:        487 :       auto n = m_bnorm.find(s);
     638         [ +  - ]:        487 :       if (n != end(m_bnorm)) {
     639         [ +  - ]:        487 :         auto a = n->second.find(p);
     640         [ +  - ]:        487 :         if (a != end(n->second)) {
     641         [ +  - ]:        487 :           m_farbcnodes.push_back( p );
     642         [ +  - ]:        487 :           m_farbcnorms.push_back( a->second[0] );
     643         [ +  - ]:        487 :           m_farbcnorms.push_back( a->second[1] );
     644         [ +  - ]:        487 :           m_farbcnorms.push_back( a->second[2] );
     645                 :            :         }
     646                 :            :       }
     647                 :            :     }
     648                 :            :   }
     649                 :        435 :   tk::destroy( m_farbcnodeset );
     650                 :        435 :   tk::destroy( m_bnorm );
     651                 :        435 : }
     652                 :            : 
     653                 :            : void
     654                 :        435 : ZalCG::domsuped()
     655                 :            : // *****************************************************************************
     656                 :            : // Generate superedge-groups for domain-edge loops
     657                 :            : //! \see See Lohner, Sec. 15.1.6.2, An Introduction to Applied CFD Techniques,
     658                 :            : //!      Wiley, 2008.
     659                 :            : // *****************************************************************************
     660                 :            : {
     661 [ -  + ][ -  - ]:        435 :   Assert( !m_domedgeint.empty(), "No domain edges to group" );
         [ -  - ][ -  - ]
     662                 :            : 
     663                 :            :   #ifndef NDEBUG
     664                 :        435 :   auto nedge = m_domedgeint.size();
     665                 :            :   #endif
     666                 :            : 
     667         [ +  - ]:        435 :   const auto& inpoel = Disc()->Inpoel();
     668         [ +  - ]:        435 :   const auto& lid = Disc()->Lid();
     669         [ +  - ]:        435 :   const auto& gid = Disc()->Gid();
     670                 :            : 
     671                 :        435 :   tk::destroy( m_dsupedge[0] );
     672                 :        435 :   tk::destroy( m_dsupedge[1] );
     673                 :        435 :   tk::destroy( m_dsupedge[2] );
     674                 :            : 
     675                 :        435 :   tk::destroy( m_dsupint[0] );
     676                 :        435 :   tk::destroy( m_dsupint[1] );
     677                 :        435 :   tk::destroy( m_dsupint[2] );
     678                 :            : 
     679                 :        435 :   tk::UnsMesh::FaceSet untri;
     680         [ +  + ]:     393126 :   for (std::size_t e=0; e<inpoel.size()/4; e++) {
     681                 :     392691 :     const auto N = inpoel.data() + e*4;
     682 [ +  - ][ +  + ]:    1963455 :     for (const auto& [a,b,c] : tk::lpofa) untri.insert( { N[a], N[b], N[c] } );
     683                 :            :   }
     684                 :            : 
     685         [ +  + ]:     393126 :   for (std::size_t e=0; e<inpoel.size()/4; ++e) {
     686                 :     392691 :     const auto N = inpoel.data() + e*4;
     687                 :     392691 :     int f = 0;
     688                 :            :     tk::real sig[6];
     689 [ +  - ][ +  + ]:    2748837 :     decltype(m_domedgeint)::const_iterator d[6];
     690         [ +  + ]:    1158579 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoed) {
     691                 :    1105038 :       tk::UnsMesh::Edge ed{ gid[N[p]], gid[N[q]] };
     692         [ +  + ]:    1105038 :       sig[f] = ed[0] < ed[1] ? 1.0 : -1.0;
     693         [ +  - ]:    1105038 :       d[f] = m_domedgeint.find( ed );
     694         [ +  + ]:    1105038 :       if (d[f] == end(m_domedgeint)) break; else ++f;
     695                 :            :     }
     696         [ +  + ]:     392691 :     if (f == 6) {
     697         [ +  - ]:      53541 :       m_dsupedge[0].push_back( N[0] );
     698         [ +  - ]:      53541 :       m_dsupedge[0].push_back( N[1] );
     699         [ +  - ]:      53541 :       m_dsupedge[0].push_back( N[2] );
     700         [ +  - ]:      53541 :       m_dsupedge[0].push_back( N[3] );
     701 [ +  - ][ +  + ]:     267705 :       for (const auto& [a,b,c] : tk::lpofa) untri.erase( { N[a], N[b], N[c] } );
     702         [ +  + ]:     374787 :       for (int ed=0; ed<6; ++ed) {
     703                 :     321246 :         const auto& ded = d[ed]->second;
     704         [ +  - ]:     321246 :         m_dsupint[0].push_back( sig[ed] * ded[0] );
     705         [ +  - ]:     321246 :         m_dsupint[0].push_back( sig[ed] * ded[1] );
     706         [ +  - ]:     321246 :         m_dsupint[0].push_back( sig[ed] * ded[2] );
     707         [ +  - ]:     321246 :         m_dsupint[0].push_back( ded[3] );
     708         [ +  - ]:     321246 :         m_domedgeint.erase( d[ed] );
     709                 :            :       }
     710                 :            :     }
     711                 :            :   }
     712                 :            : 
     713         [ +  + ]:     622318 :   for (const auto& N : untri) {
     714                 :     621883 :     int f = 0;
     715                 :            :     tk::real sig[3];
     716 [ +  - ][ +  + ]:    2487532 :     decltype(m_domedgeint)::const_iterator d[3];
     717         [ +  + ]:     986460 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoet) {
     718                 :     955992 :       tk::UnsMesh::Edge ed{ gid[N[p]], gid[N[q]] };
     719         [ +  + ]:     955992 :       sig[f] = ed[0] < ed[1] ? 1.0 : -1.0;
     720         [ +  - ]:     955992 :       d[f] = m_domedgeint.find( ed );
     721         [ +  + ]:     955992 :       if (d[f] == end(m_domedgeint)) break; else ++f;
     722                 :            :     }
     723         [ +  + ]:     621883 :     if (f == 3) {
     724         [ +  - ]:      30468 :       m_dsupedge[1].push_back( N[0] );
     725         [ +  - ]:      30468 :       m_dsupedge[1].push_back( N[1] );
     726         [ +  - ]:      30468 :       m_dsupedge[1].push_back( N[2] );
     727         [ +  + ]:     121872 :       for (int ed=0; ed<3; ++ed) {
     728                 :      91404 :         const auto& ded = d[ed]->second;
     729         [ +  - ]:      91404 :         m_dsupint[1].push_back( sig[ed] * ded[0] );
     730         [ +  - ]:      91404 :         m_dsupint[1].push_back( sig[ed] * ded[1] );
     731         [ +  - ]:      91404 :         m_dsupint[1].push_back( sig[ed] * ded[2] );
     732         [ +  - ]:      91404 :         m_dsupint[1].push_back( ded[3] );
     733         [ +  - ]:      91404 :         m_domedgeint.erase( d[ed] );
     734                 :            :       }
     735                 :            :     }
     736                 :            :   }
     737                 :            : 
     738         [ +  - ]:        435 :   m_dsupedge[2].resize( m_domedgeint.size()*2 );
     739         [ +  - ]:        435 :   m_dsupint[2].resize( m_domedgeint.size()*4 );
     740                 :        435 :   std::size_t k = 0;
     741         [ +  + ]:     126393 :   for (const auto& [ed,d] : m_domedgeint) {
     742                 :     125958 :     auto e = m_dsupedge[2].data() + k*2;
     743         [ +  - ]:     125958 :     e[0] = tk::cref_find( lid, ed[0] );
     744         [ +  - ]:     125958 :     e[1] = tk::cref_find( lid, ed[1] );
     745                 :     125958 :     auto n = m_dsupint[2].data() + k*4;
     746                 :     125958 :     n[0] = d[0];
     747                 :     125958 :     n[1] = d[1];
     748                 :     125958 :     n[2] = d[2];
     749                 :     125958 :     n[3] = d[3];
     750                 :     125958 :     ++k;
     751                 :            :   }
     752                 :            : 
     753         [ +  - ]:        435 :   if (g_cfg.get< tag::fct >()) {
     754                 :        435 :     const auto ncomp = m_u.nprop();
     755         [ +  - ]:        435 :     m_dsuplim[0].resize( m_dsupedge[0].size() * 6 * ncomp );
     756         [ +  - ]:        435 :     m_dsuplim[1].resize( m_dsupedge[1].size() * 3 * ncomp );
     757         [ +  - ]:        435 :     m_dsuplim[2].resize( m_dsupedge[2].size() * ncomp );
     758                 :            :   }
     759                 :            : 
     760                 :        435 :   tk::destroy( m_domedgeint );
     761                 :            : 
     762                 :            :   //std::cout << std::setprecision(2)
     763                 :            :   //          << "superedges: ntet:" << m_dsupedge[0].size()/4 << "(nedge:"
     764                 :            :   //          << m_dsupedge[0].size()/4*6 << ","
     765                 :            :   //          << 100.0 * static_cast< tk::real >( m_dsupedge[0].size()/4*6 ) /
     766                 :            :   //                     static_cast< tk::real >( nedge )
     767                 :            :   //          << "%) + ntri:" << m_dsupedge[1].size()/3
     768                 :            :   //          << "(nedge:" << m_dsupedge[1].size() << ","
     769                 :            :   //          << 100.0 * static_cast< tk::real >( m_dsupedge[1].size() ) /
     770                 :            :   //                     static_cast< tk::real >( nedge )
     771                 :            :   //          << "%) + nedge:"
     772                 :            :   //          << m_dsupedge[2].size()/2 << "("
     773                 :            :   //          << 100.0 * static_cast< tk::real >( m_dsupedge[2].size()/2 ) /
     774                 :            :   //                     static_cast< tk::real >( nedge )
     775                 :            :   //          << "%) = " << m_dsupedge[0].size()/4*6 + m_dsupedge[1].size() +
     776                 :            :   //             m_dsupedge[2].size()/2 << " of "<< nedge << " total edges\n";
     777                 :            : 
     778 [ -  + ][ -  - ]:        435 :   Assert( m_dsupedge[0].size()/4*6 + m_dsupedge[1].size() +
         [ -  - ][ -  - ]
     779                 :            :           m_dsupedge[2].size()/2 == nedge,
     780                 :            :           "Not all edges accounted for in superedge groups" );
     781                 :        435 : }
     782                 :            : 
     783                 :            : void
     784                 :        435 : ZalCG::chbnded()
     785                 :            : // *****************************************************************************
     786                 :            : // Generate chare-boundary edge data structures for deactivation
     787                 :            : // *****************************************************************************
     788                 :            : {
     789         [ +  - ]:        435 :   auto d = Disc();
     790 [ +  + ][ -  + ]:        435 :   if (not g_cfg.get< tag::deactivate >() or d->NodeCommMap().empty()) return;
                 [ +  + ]
     791                 :            : 
     792         [ +  - ]:         19 :   const auto& inpoel = Disc()->Inpoel();
     793         [ +  - ]:         19 :   const auto& lid = Disc()->Lid();
     794         [ +  - ]:         19 :   const auto& gid = Disc()->Gid();
     795                 :            : 
     796                 :            :   // Generate elements surrounding points
     797         [ +  - ]:         19 :   auto esup = tk::genEsup( inpoel, 4 );
     798                 :            : 
     799                 :            :   // Collect edges of all tetrahedra surrounding chare-boundary points
     800                 :         19 :   tk::destroy( m_chbndedge );
     801         [ +  + ]:        155 :   for (const auto& [c,nodes] : d->NodeCommMap()) {
     802                 :            :     std::unordered_map< tk::UnsMesh::Edge, tk::real,
     803                 :        136 :                         tk::UnsMesh::Hash<2>, tk::UnsMesh::Eq<2> > edges;
     804         [ +  + ]:       6618 :     for (auto g : nodes) {
     805         [ +  - ]:       6482 :       auto i = tk::cref_find(lid,g);
     806         [ +  + ]:      69079 :       for (auto e : tk::Around(esup,i)) {
     807                 :      62597 :         const auto N = inpoel.data() + e*4;
     808         [ +  + ]:     438179 :         for (const auto& [p,q] : tk::lpoed) {
     809                 :     375582 :           tk::UnsMesh::Edge ged{ gid[N[p]], gid[N[q]] };
     810 [ +  - ][ +  - ]:     375582 :           edges[ { N[p], N[q] } ] = tk::cref_find(m_domedgeint,ged)[3];
     811                 :            :         }
     812                 :            :       }
     813                 :            :     }
     814         [ +  - ]:        136 :     auto& ed = m_chbndedge[c];
     815 [ +  - ][ +  + ]:      61867 :     for (const auto& [e,sint] : edges) ed.emplace_back( e, sint );
     816                 :        136 :   }
     817                 :         19 : }
     818                 :            : 
     819                 :            : void
     820                 :       5800 : ZalCG::deavol()
     821                 :            : // *****************************************************************************
     822                 :            : // Adjust node volumes along inactive neighbor chares
     823                 :            : // *****************************************************************************
     824                 :            : {
     825                 :       5800 :   auto d = Disc();
     826 [ +  + ][ -  + ]:       5800 :   if (not g_cfg.get< tag::deactivate >() or d->NodeCommMap().empty()) return;
                 [ +  + ]
     827                 :            : 
     828                 :        294 :   m_vol = d->Vol();
     829                 :        294 :   const auto& cvolc = d->Cvolc();
     830         [ +  + ]:       1249 :   for (auto i : m_inactive) {
     831 [ +  - ][ +  + ]:      33650 :     for (const auto& [p,v] : tk::cref_find(cvolc,i)) {
     832                 :      32695 :       m_vol[p] -= v;
     833                 :            :     }
     834                 :            :   }
     835                 :            : }
     836                 :            : 
     837                 :            : void
     838                 :            : // cppcheck-suppress unusedFunction
     839                 :        435 : ZalCG::merge()
     840                 :            : // *****************************************************************************
     841                 :            : // Combine own and communicated portions of the integrals
     842                 :            : // *****************************************************************************
     843                 :            : {
     844                 :        435 :   auto d = Disc();
     845                 :            : 
     846                 :            :   // Combine own and communicated contributions to boundary point normals
     847                 :        435 :   bnorm();
     848                 :            : 
     849                 :            :   // Convert integrals into streamable data structures
     850                 :        435 :   streamable();
     851                 :            : 
     852                 :            :   // Enforce boundary conditions using (re-)computed boundary data
     853                 :        435 :   BC( m_u, d->T() );
     854                 :            : 
     855         [ +  - ]:        435 :   if (d->Initial()) {
     856                 :            :     // Output initial conditions to file
     857 [ +  - ][ +  - ]:        435 :     writeFields( CkCallback(CkIndex_ZalCG::start(), thisProxy[thisIndex]) );
         [ +  - ][ +  - ]
     858                 :            :   } else {
     859                 :          0 :     feop_complete();
     860                 :            :   }
     861                 :        435 : }
     862                 :            : 
     863                 :            : void
     864                 :       5800 : ZalCG::BC( tk::Fields& u, tk::real t )
     865                 :            : // *****************************************************************************
     866                 :            : // Apply boundary conditions
     867                 :            : //! \param[in,out] u Solution to apply BCs to
     868                 :            : //! \param[in] t Physical time
     869                 :            : // *****************************************************************************
     870                 :            : {
     871                 :       5800 :   auto d = Disc();
     872                 :            : 
     873                 :            :   // Apply Dirichlet BCs
     874         [ +  - ]:       5800 :   physics::dirbc( u, t, d->Coord(), d->BoxNodes(), m_dirbcmasks );
     875                 :            : 
     876                 :            :   // Apply symmetry BCs
     877                 :       5800 :   physics::symbc( u, m_symbcnodes, m_symbcnorms, /*pos=*/1 );
     878                 :            : 
     879                 :            :   // Apply farfield BCs
     880                 :       5800 :   physics::farbc( u, m_farbcnodes, m_farbcnorms );
     881                 :            : 
     882                 :            :   // Apply pressure BCs
     883                 :       5800 :   physics::prebc( u, m_prebcnodes, m_prebcvals );
     884                 :       5800 : }
     885                 :            : 
     886                 :            : void
     887                 :       6040 : ZalCG::dt()
     888                 :            : // *****************************************************************************
     889                 :            : // Compute time step size
     890                 :            : // *****************************************************************************
     891                 :            : {
     892                 :       6040 :   tk::real mindt = std::numeric_limits< tk::real >::max();
     893                 :            : 
     894                 :       6040 :   auto const_dt = g_cfg.get< tag::dt >();
     895                 :       6040 :   auto eps = std::numeric_limits< tk::real >::epsilon();
     896         [ +  - ]:       6040 :   auto d = Disc();
     897                 :            : 
     898         [ +  + ]:       6040 :   if (not m_deactivated) {
     899                 :            : 
     900                 :            :     // Adjust node volumes along inactive neighbor chares for next step
     901         [ +  - ]:       5365 :     deavol();
     902                 :            : 
     903                 :            :     // use constant dt if configured
     904         [ +  + ]:       5365 :     if (std::abs(const_dt) > eps) {
     905                 :            : 
     906                 :            :       // cppcheck-suppress redundantInitialization
     907                 :       2920 :       mindt = const_dt;
     908                 :            : 
     909                 :            :     } else {
     910                 :            : 
     911                 :       2445 :       const auto& vol = d->Vol();
     912                 :       2445 :       auto cfl = g_cfg.get< tag::cfl >();
     913                 :            : 
     914         [ +  + ]:       2445 :       if (g_cfg.get< tag::steady >()) {
     915                 :            : 
     916         [ +  + ]:     792780 :         for (std::size_t p=0; p<m_u.nunk(); ++p) {
     917         [ +  - ]:     792300 :           auto r = m_u(p,0);
     918         [ +  - ]:     792300 :           auto u = m_u(p,1)/r;
     919         [ +  - ]:     792300 :           auto v = m_u(p,2)/r;
     920         [ +  - ]:     792300 :           auto w = m_u(p,3)/r;
     921         [ +  - ]:     792300 :           auto pr = eos::pressure( m_u(p,4) - 0.5*r*(u*u + v*v + w*w) );
     922                 :     792300 :           auto c = eos::soundspeed( r, std::max(pr,0.0) );
     923                 :     792300 :           auto L = std::cbrt( vol[p] );
     924                 :     792300 :           auto vel = std::sqrt( u*u + v*v + w*w );
     925                 :     792300 :           m_dtp[p] = L / std::max( vel+c, 1.0e-8 ) * cfl;
     926                 :            :         }
     927         [ +  - ]:        480 :         mindt = *std::min_element( begin(m_dtp), end(m_dtp) );
     928                 :            : 
     929                 :            :       } else {
     930                 :            : 
     931         [ +  + ]:     838960 :         for (std::size_t p=0; p<m_u.nunk(); ++p) {
     932         [ +  - ]:     836995 :           auto r = m_u(p,0);
     933         [ +  - ]:     836995 :           auto u = m_u(p,1)/r;
     934         [ +  - ]:     836995 :           auto v = m_u(p,2)/r;
     935         [ +  - ]:     836995 :           auto w = m_u(p,3)/r;
     936         [ +  - ]:     836995 :           auto pr = eos::pressure( m_u(p,4) - 0.5*r*(u*u + v*v + w*w) );
     937                 :     836995 :           auto c = eos::soundspeed( r, std::max(pr,0.0) );
     938                 :     836995 :           auto L = std::cbrt( vol[p] );
     939                 :     836995 :           auto vel = std::sqrt( u*u + v*v + w*w );
     940                 :     836995 :           auto euler_dt = L / std::max( vel+c, 1.0e-8 );
     941                 :     836995 :           mindt = std::min( mindt, euler_dt );
     942                 :            :         }
     943                 :       1965 :         mindt *= cfl;
     944                 :            : 
     945                 :            :       }
     946                 :            : 
     947                 :       2445 :       mindt *= m_freezeflow;
     948                 :            : 
     949                 :            :     }
     950                 :            : 
     951                 :            :   }
     952                 :            : 
     953                 :            :   // Actiavate SDAG waits for next time step
     954 [ +  - ][ +  - ]:       6040 :   thisProxy[ thisIndex ].wait4rhs();
     955 [ +  - ][ +  - ]:       6040 :   thisProxy[ thisIndex ].wait4aec();
     956 [ +  - ][ +  - ]:       6040 :   thisProxy[ thisIndex ].wait4alw();
     957 [ +  - ][ +  - ]:       6040 :   thisProxy[ thisIndex ].wait4sol();
     958 [ +  - ][ +  - ]:       6040 :   thisProxy[ thisIndex ].wait4dea();
     959 [ +  - ][ +  - ]:       6040 :   thisProxy[ thisIndex ].wait4act();
     960 [ +  - ][ +  - ]:       6040 :   thisProxy[ thisIndex ].wait4step();
     961                 :            : 
     962                 :            :   // Contribute to minimum dt across all chares and advance to next step
     963         [ +  - ]:       6040 :   contribute( sizeof(tk::real), &mindt, CkReduction::min_double,
     964 [ +  - ][ +  - ]:      12080 :               CkCallback(CkReductionTarget(ZalCG,advance), thisProxy) );
     965                 :       6040 : }
     966                 :            : 
     967                 :            : void
     968                 :       6040 : ZalCG::advance( tk::real newdt )
     969                 :            : // *****************************************************************************
     970                 :            : // Advance equations to next time step
     971                 :            : //! \param[in] newdt The smallest dt across the whole problem
     972                 :            : // *****************************************************************************
     973                 :            : {
     974                 :            :   // Set new time step size
     975                 :       6040 :   Disc()->setdt( newdt );
     976                 :            : 
     977         [ +  + ]:       6040 :   if (m_deactivated) solve(); else rhs();
     978                 :       6040 : }
     979                 :            : 
     980                 :            : void
     981                 :       5365 : ZalCG::rhs()
     982                 :            : // *****************************************************************************
     983                 :            : // Compute right-hand side of transport equations
     984                 :            : // *****************************************************************************
     985                 :            : {
     986                 :       5365 :   auto d = Disc();
     987                 :       5365 :   const auto& lid = d->Lid();
     988                 :            : 
     989                 :            :   // Compute own portion of right-hand side for all equations
     990                 :       5365 :   zalesak::rhs( m_dsupedge, m_dsupint, d->Coord(), m_triinpoel, m_besym,
     991                 :       5365 :                 d->T(), d->Dt(), m_tp, m_dtp, m_u, m_rhs );
     992                 :            : 
     993                 :            :   // Communicate rhs to other chares on chare-boundary
     994 [ +  + ][ +  + ]:       5365 :   if (d->NodeCommMap().empty() or m_inactive.size() == d->NodeCommMap().size()){
                 [ +  + ]
     995                 :        145 :     comrhs_complete();
     996                 :            :   } else {
     997         [ +  + ]:      52230 :     for (const auto& [c,n] : d->NodeCommMap()) {
     998 [ +  - ][ +  + ]:      47010 :       if (m_inactive.count(c)) continue;
     999                 :      46070 :       std::unordered_map< std::size_t, std::vector< tk::real > > exp;
    1000 [ +  - ][ +  - ]:     616860 :       for (auto g : n) exp[g] = m_rhs[ tk::cref_find(lid,g) ];
         [ +  - ][ +  + ]
    1001 [ +  - ][ +  - ]:      46070 :       thisProxy[c].comrhs( exp );
    1002                 :      46070 :     }
    1003                 :            :   }
    1004                 :       5365 :   ownrhs_complete();
    1005                 :       5365 : }
    1006                 :            : 
    1007                 :            : void
    1008                 :      46070 : ZalCG::comrhs(
    1009                 :            :   const std::unordered_map< std::size_t, std::vector< tk::real > >& inrhs )
    1010                 :            : // *****************************************************************************
    1011                 :            : //  Receive contributions to right-hand side vector on chare-boundaries
    1012                 :            : //! \param[in] inrhs Partial contributions of RHS to chare-boundary nodes. Key:
    1013                 :            : //!   global mesh node IDs, value: contributions for all scalar components.
    1014                 :            : // *****************************************************************************
    1015                 :            : {
    1016                 :            :   using tk::operator+=;
    1017 [ +  - ][ +  - ]:     616860 :   for (const auto& [g,r] : inrhs) m_rhsc[g] += r;
                 [ +  + ]
    1018                 :            : 
    1019                 :            :   // When we have heard from all chares we communicate with, this chare is done
    1020         [ +  + ]:      46070 :   if (++m_nrhs + m_inactive.size() == Disc()->NodeCommMap().size()) {
    1021                 :       5220 :     m_nrhs = 0;
    1022                 :       5220 :     comrhs_complete();
    1023                 :            :   }
    1024                 :      46070 : }
    1025                 :            : 
    1026                 :            : void
    1027                 :       5365 : ZalCG::fct()
    1028                 :            : // *****************************************************************************
    1029                 :            : // Continue with flux-corrected transport if enabled
    1030                 :            : // *****************************************************************************
    1031                 :            : {
    1032                 :       5365 :   auto d = Disc();
    1033                 :       5365 :   const auto& lid = d->Lid();
    1034                 :            : 
    1035                 :            :   // Combine own and communicated contributions to rhs
    1036         [ +  + ]:     430695 :   for (const auto& [g,r] : m_rhsc) {
    1037         [ +  - ]:     425330 :     auto i = tk::cref_find( lid, g );
    1038 [ +  - ][ +  + ]:    2587120 :     for (std::size_t c=0; c<r.size(); ++c) m_rhs(i,c) += r[c];
    1039                 :            :   }
    1040                 :       5365 :   tk::destroy(m_rhsc);
    1041                 :            : 
    1042         [ +  - ]:       5365 :   if (g_cfg.get< tag::fct >()) aec(); else solve();
    1043                 :       5365 : }
    1044                 :            : 
    1045                 :            : void
    1046                 :            : // cppcheck-suppress unusedFunction
    1047                 :       5365 : ZalCG::aec()
    1048                 :            : // *****************************************************************************
    1049                 :            : // Compute antidiffusive contributions: P+/-
    1050                 :            : // *****************************************************************************
    1051                 :            : {
    1052                 :       5365 :   auto d = Disc();
    1053                 :       5365 :   const auto ncomp = m_u.nprop();
    1054                 :       5365 :   const auto& lid = d->Lid();
    1055                 :            : 
    1056                 :            :   // Antidiffusive contributions: P+/-
    1057                 :            : 
    1058                 :       5365 :   auto ctau = g_cfg.get< tag::fctdif >();
    1059                 :       5365 :   m_p.fill( 0.0 );
    1060                 :            : 
    1061                 :            :   // tetrahedron superedges
    1062         [ +  + ]:     987950 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[0].size()/4; ++e) {
    1063                 :     982585 :     const auto N = m_dsupedge[0].data() + e*4;
    1064                 :     982585 :     const auto D = m_dsupint[0].data();
    1065                 :     982585 :     std::size_t i = 0;
    1066         [ +  + ]:    6878095 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoed) {
    1067                 :    5895510 :       auto dif = D[(e*6+i)*4+3];
    1068         [ +  + ]:   35571540 :       for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1069 [ +  - ][ +  - ]:   29676030 :         auto aec = -dif * ctau * (m_u(N[p],c) - m_u(N[q],c));
    1070                 :   29676030 :         auto a = c*2;
    1071                 :   29676030 :         auto b = a+1;
    1072         [ +  + ]:   29676030 :         if (aec > 0.0) std::swap(a,b);
    1073         [ +  - ]:   29676030 :         m_p(N[p],a) -= aec;
    1074         [ +  - ]:   29676030 :         m_p(N[q],b) += aec;
    1075                 :            :       }
    1076                 :    5895510 :       ++i;
    1077                 :            :     }
    1078                 :            :   }
    1079                 :            : 
    1080                 :            :   // triangle superedges
    1081         [ +  + ]:     546025 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[1].size()/3; ++e) {
    1082                 :     540660 :     const auto N = m_dsupedge[1].data() + e*3;
    1083                 :     540660 :     const auto D = m_dsupint[1].data();
    1084                 :     540660 :     std::size_t i = 0;
    1085         [ +  + ]:    2162640 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoet) {
    1086                 :    1621980 :       auto dif = D[(e*3+i)*4+3];
    1087         [ +  + ]:    9823920 :       for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1088 [ +  - ][ +  - ]:    8201940 :         auto aec = -dif * ctau * (m_u(N[p],c) - m_u(N[q],c));
    1089                 :    8201940 :         auto a = c*2;
    1090                 :    8201940 :         auto b = a+1;
    1091         [ +  + ]:    8201940 :         if (aec > 0.0) std::swap(a,b);
    1092         [ +  - ]:    8201940 :         m_p(N[p],a) -= aec;
    1093         [ +  - ]:    8201940 :         m_p(N[q],b) += aec;
    1094                 :            :       }
    1095                 :    1621980 :       ++i;
    1096                 :            :     }
    1097                 :            :   }
    1098                 :            : 
    1099                 :            :   // edges
    1100         [ +  + ]:    2282775 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[2].size()/2; ++e) {
    1101                 :    2277410 :     const auto N = m_dsupedge[2].data() + e*2;
    1102                 :    2277410 :     const auto dif = m_dsupint[2][e*4+3];
    1103         [ +  + ]:   13771920 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1104 [ +  - ][ +  - ]:   11494510 :       auto aec = -dif * ctau * (m_u(N[0],c) - m_u(N[1],c));
    1105                 :   11494510 :       auto a = c*2;
    1106                 :   11494510 :       auto b = a+1;
    1107         [ +  + ]:   11494510 :       if (aec > 0.0) std::swap(a,b);
    1108         [ +  - ]:   11494510 :       m_p(N[0],a) -= aec;
    1109         [ +  - ]:   11494510 :       m_p(N[1],b) += aec;
    1110                 :            :     }
    1111                 :            :   }
    1112                 :            : 
    1113                 :            :   // Apply symmetry BCs on AEC
    1114         [ +  + ]:     378640 :   for (std::size_t i=0; i<m_symbcnodes.size(); ++i) {
    1115                 :     373275 :     auto p = m_symbcnodes[i];
    1116                 :     373275 :     auto nx = m_symbcnorms[i*3+0];
    1117                 :     373275 :     auto ny = m_symbcnorms[i*3+1];
    1118                 :     373275 :     auto nz = m_symbcnorms[i*3+2];
    1119                 :     373275 :     auto rvnp = m_p(p,2)*nx + m_p(p,4)*ny + m_p(p,6)*nz;
    1120                 :     373275 :     auto rvnn = m_p(p,3)*nx + m_p(p,5)*ny + m_p(p,7)*nz;
    1121                 :     373275 :     m_p(p,2) -= rvnp * nx;
    1122                 :     373275 :     m_p(p,3) -= rvnn * nx;
    1123                 :     373275 :     m_p(p,4) -= rvnp * ny;
    1124                 :     373275 :     m_p(p,5) -= rvnn * ny;
    1125                 :     373275 :     m_p(p,6) -= rvnp * nz;
    1126                 :     373275 :     m_p(p,7) -= rvnn * nz;
    1127                 :            :   }
    1128                 :            : 
    1129                 :            :   // Communicate antidiffusive edge and low-order solution contributions
    1130 [ +  + ][ +  + ]:       5365 :   if (d->NodeCommMap().empty() or m_inactive.size() == d->NodeCommMap().size()){
                 [ +  + ]
    1131                 :        145 :     comaec_complete();
    1132                 :            :   } else {
    1133         [ +  + ]:      52230 :     for (const auto& [c,n] : d->NodeCommMap()) {
    1134 [ +  - ][ +  + ]:      47010 :       if (m_inactive.count(c)) continue;
    1135                 :      46070 :       decltype(m_pc) exp;
    1136 [ +  - ][ +  - ]:     616860 :       for (auto g : n) exp[g] = m_p[ tk::cref_find(lid,g) ];
         [ +  - ][ +  + ]
    1137 [ +  - ][ +  - ]:      46070 :       thisProxy[c].comaec( exp );
    1138                 :      46070 :     }
    1139                 :            :   }
    1140                 :       5365 :   ownaec_complete();
    1141                 :       5365 : }
    1142                 :            : 
    1143                 :            : void
    1144                 :      46070 : ZalCG::comaec( const std::unordered_map< std::size_t,
    1145                 :            :                        std::vector< tk::real > >& inaec )
    1146                 :            : // *****************************************************************************
    1147                 :            : //  Receive antidiffusive and low-order contributions on chare-boundaries
    1148                 :            : //! \param[in] inaec Partial contributions of antidiffusive edge and low-order
    1149                 :            : //!   solution contributions on chare-boundary nodes. Key: global mesh node IDs,
    1150                 :            : //!   value: 0: antidiffusive contributions, 1: low-order solution.
    1151                 :            : // *****************************************************************************
    1152                 :            : {
    1153                 :            :   using tk::operator+=;
    1154 [ +  - ][ +  - ]:     616860 :   for (const auto& [g,a] : inaec) m_pc[g] += a;
                 [ +  + ]
    1155                 :            : 
    1156                 :            :   // When we have heard from all chares we communicate with, this chare is done
    1157         [ +  + ]:      46070 :   if (++m_naec + m_inactive.size() == Disc()->NodeCommMap().size()) {
    1158                 :       5220 :     m_naec = 0;
    1159                 :       5220 :     comaec_complete();
    1160                 :            :   }
    1161                 :      46070 : }
    1162                 :            : 
    1163                 :            : void
    1164                 :       5365 : ZalCG::alw()
    1165                 :            : // *****************************************************************************
    1166                 :            : // Compute allowed limits, Q+/-
    1167                 :            : // *****************************************************************************
    1168                 :            : {
    1169                 :       5365 :   auto d = Disc();
    1170                 :       5365 :   const auto steady = g_cfg.get< tag::steady >();
    1171                 :       5365 :   const auto npoin = m_u.nunk();
    1172                 :       5365 :   const auto ncomp = m_u.nprop();
    1173                 :       5365 :   const auto& lid = d->Lid();
    1174                 :            : 
    1175                 :            :   // Combine own and communicated contributions to antidiffusive contributions
    1176                 :            :   // and low-order solution
    1177         [ +  + ]:     430695 :   for (const auto& [g,p] : m_pc) {
    1178         [ +  - ]:     425330 :     auto i = tk::cref_find( lid, g );
    1179 [ +  - ][ +  + ]:    4748910 :     for (std::size_t c=0; c<p.size(); ++c) m_p(i,c) += p[c];
    1180                 :            :   }
    1181                 :       5365 :   tk::destroy(m_pc);
    1182                 :            : 
    1183                 :            :   // Finish computing antidiffusive contributions and low-order solution
    1184                 :       5365 :   auto dt = d->Dt();
    1185         [ +  + ]:    1711640 :   for (std::size_t i=0; i<npoin; ++i) {
    1186         [ +  + ]:    1706275 :     if (steady) dt = m_dtp[i];
    1187         [ +  + ]:   10328670 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1188                 :    8622395 :       auto a = c*2;
    1189                 :    8622395 :       auto b = a+1;
    1190                 :    8622395 :       m_p(i,a) /= m_vol[i];
    1191                 :    8622395 :       m_p(i,b) /= m_vol[i];
    1192                 :            :       // low-order solution
    1193                 :    8622395 :       m_rhs(i,c) = m_u(i,c) - dt*m_rhs(i,c)/m_vol[i] - m_p(i,a) - m_p(i,b);
    1194                 :            :     }
    1195                 :            :   }
    1196                 :            : 
    1197                 :            :   // Allowed limits: Q+/-
    1198                 :            : 
    1199                 :            :   using std::max;
    1200                 :            :   using std::min;
    1201                 :            : 
    1202                 :       5365 :   auto large = std::numeric_limits< tk::real >::max();
    1203         [ +  + ]:    1711640 :   for (std::size_t i=0; i<m_q.nunk(); ++i) {
    1204         [ +  + ]:   10328670 :     for (std::size_t c=0; c<m_q.nprop()/2; ++c) {
    1205                 :    8622395 :       m_q(i,c*2+0) = -large;
    1206                 :    8622395 :       m_q(i,c*2+1) = +large;
    1207                 :            :     }
    1208                 :            :   }
    1209                 :            : 
    1210                 :            :   // tetrahedron superedges
    1211         [ +  + ]:     987950 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[0].size()/4; ++e) {
    1212                 :     982585 :     const auto N = m_dsupedge[0].data() + e*4;
    1213         [ +  + ]:    5928590 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1214                 :    4946005 :       auto a = c*2;
    1215                 :    4946005 :       auto b = a+1;
    1216         [ +  + ]:   34622035 :       for (const auto& [p,q] : tk::lpoed) {
    1217                 :            :         tk::real alwp, alwn;
    1218         [ +  + ]:   29676030 :         if (g_cfg.get< tag::fctclip >()) {
    1219 [ +  - ][ +  - ]:     472200 :           alwp = max( m_rhs(N[p],c), m_rhs(N[q],c) );
    1220 [ +  - ][ +  - ]:     472200 :           alwn = min( m_rhs(N[p],c), m_rhs(N[q],c) );
    1221                 :            :         } else {
    1222 [ +  - ][ +  - ]:   29203830 :           alwp = max( max(m_rhs(N[p],c), m_u(N[p],c)),
    1223 [ +  - ][ +  - ]:   29203830 :                       max(m_rhs(N[q],c), m_u(N[q],c)) );
    1224 [ +  - ][ +  - ]:   29203830 :           alwn = min( min(m_rhs(N[p],c), m_u(N[p],c)),
    1225 [ +  - ][ +  - ]:   29203830 :                       min(m_rhs(N[q],c), m_u(N[q],c)) );
    1226                 :            :         }
    1227 [ +  - ][ +  - ]:   29676030 :         m_q(N[p],a) = max(m_q(N[p],a), alwp);
    1228 [ +  - ][ +  - ]:   29676030 :         m_q(N[p],b) = min(m_q(N[p],b), alwn);
    1229 [ +  - ][ +  - ]:   29676030 :         m_q(N[q],a) = max(m_q(N[q],a), alwp);
    1230 [ +  - ][ +  - ]:   29676030 :         m_q(N[q],b) = min(m_q(N[q],b), alwn);
    1231                 :            :       }
    1232                 :            :     }
    1233                 :            :   }
    1234                 :            : 
    1235                 :            :   // triangle superedges
    1236         [ +  + ]:     546025 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[1].size()/3; ++e) {
    1237                 :     540660 :     const auto N = m_dsupedge[1].data() + e*3;
    1238         [ +  + ]:    3274640 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1239                 :    2733980 :       auto a = c*2;
    1240                 :    2733980 :       auto b = a+1;
    1241         [ +  + ]:   10935920 :       for (const auto& [p,q] : tk::lpoet) {
    1242                 :            :         tk::real alwp, alwn;
    1243         [ +  + ]:    8201940 :         if (g_cfg.get< tag::fctclip >()) {
    1244 [ +  - ][ +  - ]:     185550 :           alwp = max( m_rhs(N[p],c), m_rhs(N[q],c) );
    1245 [ +  - ][ +  - ]:     185550 :           alwn = min( m_rhs(N[p],c), m_rhs(N[q],c) );
    1246                 :            :         } else {
    1247 [ +  - ][ +  - ]:    8016390 :           alwp = max( max(m_rhs(N[p],c), m_u(N[p],c)),
    1248 [ +  - ][ +  - ]:    8016390 :                       max(m_rhs(N[q],c), m_u(N[q],c)) );
    1249 [ +  - ][ +  - ]:    8016390 :           alwn = min( min(m_rhs(N[p],c), m_u(N[p],c)),
    1250 [ +  - ][ +  - ]:    8016390 :                       min(m_rhs(N[q],c), m_u(N[q],c)) );
    1251                 :            :         }
    1252 [ +  - ][ +  - ]:    8201940 :         m_q(N[p],a) = max(m_q(N[p],a), alwp);
    1253 [ +  - ][ +  - ]:    8201940 :         m_q(N[p],b) = min(m_q(N[p],b), alwn);
    1254 [ +  - ][ +  - ]:    8201940 :         m_q(N[q],a) = max(m_q(N[q],a), alwp);
    1255 [ +  - ][ +  - ]:    8201940 :         m_q(N[q],b) = min(m_q(N[q],b), alwn);
    1256                 :            :       }
    1257                 :            :     }
    1258                 :            :   }
    1259                 :            : 
    1260                 :            :   // edges
    1261         [ +  + ]:    2282775 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[2].size()/2; ++e) {
    1262                 :    2277410 :     const auto N = m_dsupedge[2].data() + e*2;
    1263         [ +  + ]:   13771920 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1264                 :   11494510 :       auto a = c*2;
    1265                 :   11494510 :       auto b = a+1;
    1266                 :            :       tk::real alwp, alwn;
    1267         [ +  + ]:   11494510 :       if (g_cfg.get< tag::fctclip >()) {
    1268 [ +  - ][ +  - ]:     213850 :         alwp = max( m_rhs(N[0],c), m_rhs(N[1],c) );
    1269 [ +  - ][ +  - ]:     213850 :         alwn = min( m_rhs(N[0],c), m_rhs(N[1],c) );
    1270                 :            :       } else {
    1271 [ +  - ][ +  - ]:   11280660 :         alwp = max( max(m_rhs(N[0],c), m_u(N[0],c)),
    1272 [ +  - ][ +  - ]:   11280660 :                     max(m_rhs(N[1],c), m_u(N[1],c)) );
    1273 [ +  - ][ +  - ]:   11280660 :         alwn = min( min(m_rhs(N[0],c), m_u(N[0],c)),
    1274 [ +  - ][ +  - ]:   11280660 :                     min(m_rhs(N[1],c), m_u(N[1],c)) );
    1275                 :            :       }
    1276 [ +  - ][ +  - ]:   11494510 :       m_q(N[0],a) = max(m_q(N[0],a), alwp);
    1277 [ +  - ][ +  - ]:   11494510 :       m_q(N[0],b) = min(m_q(N[0],b), alwn);
    1278 [ +  - ][ +  - ]:   11494510 :       m_q(N[1],a) = max(m_q(N[1],a), alwp);
    1279 [ +  - ][ +  - ]:   11494510 :       m_q(N[1],b) = min(m_q(N[1],b), alwn);
    1280                 :            :     }
    1281                 :            :   }
    1282                 :            : 
    1283                 :            :   // Communicate allowed limits contributions
    1284 [ +  + ][ +  + ]:       5365 :   if (d->NodeCommMap().empty() or m_inactive.size() == d->NodeCommMap().size()){
                 [ +  + ]
    1285                 :        145 :     comalw_complete();
    1286                 :            :   } else {
    1287         [ +  + ]:      52230 :     for (const auto& [c,n] : d->NodeCommMap()) {
    1288 [ +  - ][ +  + ]:      47010 :       if (m_inactive.count(c)) continue;
    1289                 :      46070 :       decltype(m_qc) exp;
    1290 [ +  - ][ +  - ]:     616860 :       for (auto g : n) exp[g] = m_q[ tk::cref_find(lid,g) ];
         [ +  - ][ +  + ]
    1291 [ +  - ][ +  - ]:      46070 :       thisProxy[c].comalw( exp );
    1292                 :      46070 :     }
    1293                 :            :   }
    1294                 :       5365 :   ownalw_complete();
    1295                 :       5365 : }
    1296                 :            : 
    1297                 :            : void
    1298                 :      46070 : ZalCG::comalw( const std::unordered_map< std::size_t,
    1299                 :            :                        std::vector< tk::real > >& inalw )
    1300                 :            : // *****************************************************************************
    1301                 :            : //  Receive allowed limits contributions on chare-boundaries
    1302                 :            : //! \param[in] inalw Partial contributions of allowed limits contributions on
    1303                 :            : //!   chare-boundary nodes. Key: global mesh node IDs, value: allowed limit
    1304                 :            : //!   contributions.
    1305                 :            : // *****************************************************************************
    1306                 :            : {
    1307         [ +  + ]:     616860 :   for (const auto& [g,alw] : inalw) {
    1308         [ +  - ]:     570790 :     auto& q = m_qc[g];
    1309         [ +  - ]:     570790 :     q.resize( alw.size() );
    1310         [ +  + ]:    3469140 :     for (std::size_t c=0; c<alw.size()/2; ++c) {
    1311                 :    2898350 :       auto a = c*2;
    1312                 :    2898350 :       auto b = a+1;
    1313                 :    2898350 :       q[a] = std::max( q[a], alw[a] );
    1314                 :    2898350 :       q[b] = std::min( q[b], alw[b] );
    1315                 :            :     }
    1316                 :            :   }
    1317                 :            : 
    1318                 :            :   // When we have heard from all chares we communicate with, this chare is done
    1319         [ +  + ]:      46070 :   if (++m_nalw + m_inactive.size() == Disc()->NodeCommMap().size()) {
    1320                 :       5220 :     m_nalw = 0;
    1321                 :       5220 :     comalw_complete();
    1322                 :            :   }
    1323                 :      46070 : }
    1324                 :            : 
    1325                 :            : void
    1326                 :       5365 : ZalCG::lim()
    1327                 :            : // *****************************************************************************
    1328                 :            : // Compute limit coefficients
    1329                 :            : // *****************************************************************************
    1330                 :            : {
    1331         [ +  - ]:       5365 :   auto d = Disc();
    1332                 :       5365 :   const auto npoin = m_u.nunk();
    1333                 :       5365 :   const auto ncomp = m_u.nprop();
    1334                 :       5365 :   const auto& lid = d->Lid();
    1335                 :            : 
    1336                 :            :   using std::max;
    1337                 :            :   using std::min;
    1338                 :            : 
    1339                 :            :   // Combine own and communicated contributions to allowed limits
    1340         [ +  + ]:     430695 :   for (const auto& [g,alw] : m_qc) {
    1341         [ +  - ]:     425330 :     auto i = tk::cref_find( lid, g );
    1342         [ +  + ]:    2587120 :     for (std::size_t c=0; c<alw.size()/2; ++c) {
    1343                 :    2161790 :       auto a = c*2;
    1344                 :    2161790 :       auto b = a+1;
    1345 [ +  - ][ +  - ]:    2161790 :       m_q(i,a) = max( m_q(i,a), alw[a] );
    1346 [ +  - ][ +  - ]:    2161790 :       m_q(i,b) = min( m_q(i,b), alw[b] );
    1347                 :            :     }
    1348                 :            :   }
    1349                 :       5365 :   tk::destroy(m_qc);
    1350                 :            : 
    1351                 :            :   // Finish computing allowed limits
    1352         [ +  + ]:    1711640 :   for (std::size_t i=0; i<npoin; ++i) {
    1353         [ +  + ]:   10328670 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1354                 :    8622395 :       auto a = c*2;
    1355                 :    8622395 :       auto b = a+1;
    1356 [ +  - ][ +  - ]:    8622395 :       m_q(i,a) -= m_rhs(i,c);
    1357 [ +  - ][ +  - ]:    8622395 :       m_q(i,b) -= m_rhs(i,c);
    1358                 :            :     }
    1359                 :            :   }
    1360                 :            : 
    1361                 :            :   // Limit coefficients, C
    1362                 :            : 
    1363         [ +  + ]:    1711640 :   for (std::size_t i=0; i<npoin; ++i) {
    1364         [ +  + ]:   10328670 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1365                 :    8622395 :       auto a = c*2;
    1366                 :    8622395 :       auto b = a+1;
    1367                 :    8622395 :       auto eps = std::numeric_limits< tk::real >::epsilon();
    1368 [ +  - ][ +  + ]:    8622395 :       m_q(i,a) = m_p(i,a) <  eps ? 0.0 : min(1.0, m_q(i,a)/m_p(i,a));
         [ +  - ][ +  - ]
                 [ +  - ]
    1369 [ +  - ][ +  + ]:    8622395 :       m_q(i,b) = m_p(i,b) > -eps ? 0.0 : min(1.0, m_q(i,b)/m_p(i,b));
         [ +  - ][ +  - ]
                 [ +  - ]
    1370                 :            :     }
    1371                 :            :   }
    1372                 :            : 
    1373                 :            :   // Limited antidiffusive contributions
    1374                 :            : 
    1375                 :       5365 :   auto ctau = g_cfg.get< tag::fctdif >();
    1376         [ +  - ]:       5365 :   m_a.fill( 0.0 );
    1377                 :            : 
    1378         [ +  - ]:       5365 :   auto fctsys = g_cfg.get< tag::fctsys >();
    1379         [ +  + ]:       9520 :   for (auto& c : fctsys) --c;
    1380                 :            : 
    1381                 :            :   #if defined(__clang__)
    1382                 :            :     #pragma clang diagnostic push
    1383                 :            :     #pragma clang diagnostic ignored "-Wvla"
    1384                 :            :     #pragma clang diagnostic ignored "-Wvla-extension"
    1385                 :            :   #elif defined(STRICT_GNUC)
    1386                 :            :     #pragma GCC diagnostic push
    1387                 :            :     #pragma GCC diagnostic ignored "-Wvla"
    1388                 :            :   #endif
    1389                 :            : 
    1390                 :            :   // tetrahedron superedges
    1391         [ +  + ]:     987950 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[0].size()/4; ++e) {
    1392                 :     982585 :     const auto N = m_dsupedge[0].data() + e*4;
    1393                 :     982585 :     const auto D = m_dsupint[0].data();
    1394                 :     982585 :     auto C = m_dsuplim[0].data();
    1395                 :     982585 :     std::size_t i = 0;
    1396         [ +  + ]:   12773605 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoed) {
    1397                 :    5895510 :       auto dif = D[(e*6+i)*4+3];
    1398                 :    5895510 :       auto coef = C + (e*6+i)*ncomp;
    1399                 :    5895510 :       tk::real aec[ncomp];
    1400         [ +  + ]:   35571540 :       for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1401 [ +  - ][ +  - ]:   29676030 :         aec[c] = -dif * ctau * (m_u(N[p],c) - m_u(N[q],c));
    1402         [ +  + ]:   29676030 :         if (m_fctfreeze) continue;
    1403                 :   25925730 :         auto a = c*2;
    1404                 :   25925730 :         auto b = a+1;
    1405 [ +  + ][ +  - ]:   25925730 :         coef[c] = min( aec[c] < 0.0 ? m_q(N[p],a) : m_q(N[p],b),
                 [ +  - ]
    1406 [ +  + ][ +  - ]:   25925730 :                        aec[c] > 0.0 ? m_q(N[q],a) : m_q(N[q],b) );
                 [ +  - ]
    1407                 :            :       }
    1408                 :    5895510 :       tk::real cs = 1.0;
    1409         [ +  + ]:   18200580 :       for (auto c : fctsys) cs = min( cs, coef[c] );
    1410         [ +  + ]:   18200580 :       for (auto c : fctsys) coef[c] = cs;
    1411         [ +  + ]:   35571540 :       for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1412                 :   29676030 :         aec[c] *= coef[c];
    1413         [ +  - ]:   29676030 :         m_a(N[p],c) -= aec[c];
    1414         [ +  - ]:   29676030 :         m_a(N[q],c) += aec[c];
    1415                 :            :       }
    1416                 :    5895510 :       ++i;
    1417                 :    5895510 :     }
    1418                 :            :   }
    1419                 :            : 
    1420                 :            :   // triangle superedges
    1421         [ +  + ]:     546025 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[1].size()/3; ++e) {
    1422                 :     540660 :     const auto N = m_dsupedge[1].data() + e*3;
    1423                 :     540660 :     const auto D = m_dsupint[1].data();
    1424                 :     540660 :     auto C = m_dsuplim[0].data();
    1425                 :     540660 :     std::size_t i = 0;
    1426         [ +  + ]:    3784620 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoet) {
    1427                 :    1621980 :       auto dif = D[(e*3+i)*4+3];
    1428                 :    1621980 :       auto coef = C + (e*3+i)*ncomp;
    1429                 :    1621980 :       tk::real aec[ncomp];
    1430         [ +  + ]:    9823920 :       for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1431 [ +  - ][ +  - ]:    8201940 :         aec[c] = -dif * ctau * (m_u(N[p],c) - m_u(N[q],c));
    1432         [ +  + ]:    8201940 :         if (m_fctfreeze) continue;
    1433                 :    7444140 :         auto a = c*2;
    1434                 :    7444140 :         auto b = a+1;
    1435 [ +  + ][ +  - ]:    7444140 :         coef[c] = min( aec[c] < 0.0 ? m_q(N[p],a) : m_q(N[p],b),
                 [ +  - ]
    1436 [ +  + ][ +  - ]:    7444140 :                        aec[c] > 0.0 ? m_q(N[q],a) : m_q(N[q],b) );
                 [ +  - ]
    1437                 :            :       }
    1438                 :    1621980 :       tk::real cs = 1.0;
    1439         [ +  + ]:    5708310 :       for (auto c : fctsys) cs = min( cs, coef[c] );
    1440         [ +  + ]:    5708310 :       for (auto c : fctsys) coef[c] = cs;
    1441         [ +  + ]:    9823920 :       for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1442                 :    8201940 :         aec[c] *= coef[c];
    1443         [ +  - ]:    8201940 :         m_a(N[p],c) -= aec[c];
    1444         [ +  - ]:    8201940 :         m_a(N[q],c) += aec[c];
    1445                 :            :       }
    1446                 :    1621980 :       ++i;
    1447                 :    1621980 :     }
    1448                 :            :   }
    1449                 :            : 
    1450                 :            :   // edges
    1451         [ +  + ]:    2282775 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[2].size()/2; ++e) {
    1452                 :    2277410 :     const auto N = m_dsupedge[2].data() + e*2;
    1453                 :    2277410 :     const auto dif = m_dsupint[2][e*4+3];
    1454                 :    2277410 :     auto coef = m_dsuplim[2].data() + e*ncomp;
    1455                 :    2277410 :     tk::real aec[ncomp];
    1456         [ +  + ]:   13771920 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1457 [ +  - ][ +  - ]:   11494510 :       aec[c] = -dif * ctau * (m_u(N[0],c) - m_u(N[1],c));
    1458                 :   11494510 :       auto a = c*2;
    1459                 :   11494510 :       auto b = a+1;
    1460         [ +  + ]:   11494510 :       if (m_fctfreeze) continue;
    1461 [ +  + ][ +  - ]:   10226485 :       coef[c] = min( aec[c] < 0.0 ? m_q(N[0],a) : m_q(N[0],b),
                 [ +  - ]
    1462 [ +  + ][ +  - ]:   10226485 :                      aec[c] > 0.0 ? m_q(N[1],a) : m_q(N[1],b) );
                 [ +  - ]
    1463                 :            :     }
    1464                 :    2277410 :     tk::real cs = 1.0;
    1465         [ +  + ]:    7396970 :     for (auto c : fctsys) cs = min( cs, coef[c] );
    1466         [ +  + ]:    7396970 :     for (auto c : fctsys) coef[c] = cs;
    1467         [ +  + ]:   13771920 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1468                 :   11494510 :       aec[c] *= coef[c];
    1469         [ +  - ]:   11494510 :       m_a(N[0],c) -= aec[c];
    1470         [ +  - ]:   11494510 :       m_a(N[1],c) += aec[c];
    1471                 :            :     }
    1472                 :    2277410 :   }
    1473                 :            : 
    1474                 :            :   #if defined(__clang__)
    1475                 :            :     #pragma clang diagnostic pop
    1476                 :            :   #elif defined(STRICT_GNUC)
    1477                 :            :     #pragma GCC diagnostic pop
    1478                 :            :   #endif
    1479                 :            : 
    1480                 :            :   // Communicate limited antidiffusive contributions
    1481 [ +  + ][ +  + ]:       5365 :   if (d->NodeCommMap().empty() or m_inactive.size() == d->NodeCommMap().size()){
                 [ +  + ]
    1482         [ +  - ]:        145 :     comlim_complete();
    1483                 :            :   } else {
    1484         [ +  + ]:      52230 :     for (const auto& [c,n] : d->NodeCommMap()) {
    1485 [ +  - ][ +  + ]:      47010 :       if (m_inactive.count(c)) continue;
    1486                 :      46070 :       decltype(m_ac) exp;
    1487 [ +  - ][ +  - ]:     616860 :       for (auto g : n) exp[g] = m_a[ tk::cref_find(lid,g) ];
         [ +  - ][ +  + ]
    1488 [ +  - ][ +  - ]:      46070 :       thisProxy[c].comlim( exp );
    1489                 :      46070 :     }
    1490                 :            :   }
    1491         [ +  - ]:       5365 :   ownlim_complete();
    1492                 :       5365 : }
    1493                 :            : 
    1494                 :            : void
    1495                 :      46070 : ZalCG::comlim( const std::unordered_map< std::size_t,
    1496                 :            :                        std::vector< tk::real > >& inlim )
    1497                 :            : // *****************************************************************************
    1498                 :            : //  Receive limited antidiffusive contributions on chare-boundaries
    1499                 :            : //! \param[in] inlim Partial contributions of limited contributions on
    1500                 :            : //!   chare-boundary nodes. Key: global mesh node IDs, value: limited
    1501                 :            : //!   contributions.
    1502                 :            : // *****************************************************************************
    1503                 :            : {
    1504                 :            :   using tk::operator+=;
    1505 [ +  - ][ +  - ]:     616860 :   for (const auto& [g,a] : inlim) m_ac[g] += a;
                 [ +  + ]
    1506                 :            : 
    1507                 :            :   // When we have heard from all chares we communicate with, this chare is done
    1508         [ +  + ]:      46070 :   if (++m_nlim + m_inactive.size() == Disc()->NodeCommMap().size()) {
    1509                 :       5220 :     m_nlim = 0;
    1510                 :       5220 :     comlim_complete();
    1511                 :            :   }
    1512                 :      46070 : }
    1513                 :            : 
    1514                 :            : void
    1515                 :       6040 : ZalCG::solve()
    1516                 :            : // *****************************************************************************
    1517                 :            : // Advance systems of equations
    1518                 :            : // *****************************************************************************
    1519                 :            : {
    1520                 :       6040 :   auto d = Disc();
    1521                 :       6040 :   const auto npoin = m_u.nunk();
    1522                 :       6040 :   const auto ncomp = m_u.nprop();
    1523                 :       6040 :   const auto steady = g_cfg.get< tag::steady >();
    1524                 :            : 
    1525         [ +  + ]:       6040 :   if (m_deactivated) {
    1526                 :            : 
    1527                 :        675 :     m_a = m_u;
    1528                 :            : 
    1529                 :            :   } else {
    1530                 :            : 
    1531                 :            :     // Combine own and communicated contributions to limited antidiffusive
    1532                 :            :     // contributions
    1533         [ +  + ]:     430695 :     for (const auto& [g,a] : m_ac) {
    1534         [ +  - ]:     425330 :       auto i = tk::cref_find( d->Lid(), g );
    1535 [ +  - ][ +  + ]:    2587120 :       for (std::size_t c=0; c<a.size(); ++c) m_a(i,c) += a[c];
    1536                 :            :     }
    1537                 :       5365 :     tk::destroy(m_ac);
    1538                 :            : 
    1539                 :       5365 :     tk::Fields u;
    1540         [ +  + ]:       5365 :     std::size_t cstart = m_freezeflow > 1.0 ? 5 : 0;
    1541 [ +  + ][ +  - ]:       5365 :     if (cstart) u = m_u;
    1542                 :            : 
    1543         [ +  - ]:       5365 :     if (g_cfg.get< tag::fct >()) {
    1544                 :            :       // Apply limited antidiffusive contributions to low-order solution
    1545         [ +  + ]:    1711640 :       for (std::size_t i=0; i<npoin; ++i) {
    1546         [ +  + ]:   10328670 :         for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1547 [ +  - ][ +  - ]:    8622395 :           m_a(i,c) = m_rhs(i,c) + m_a(i,c)/m_vol[i];
                 [ +  - ]
    1548                 :            :         }
    1549                 :            :       }
    1550                 :            :     } else {
    1551                 :            :       // Apply rhs
    1552                 :          0 :       auto dt = d->Dt();
    1553         [ -  - ]:          0 :       for (std::size_t i=0; i<npoin; ++i) {
    1554         [ -  - ]:          0 :         if (steady) dt = m_dtp[i];
    1555         [ -  - ]:          0 :         for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1556 [ -  - ][ -  - ]:          0 :           m_a(i,c) = m_u(i,c) - dt*m_rhs(i,c)/m_vol[i];
                 [ -  - ]
    1557                 :            :         }
    1558                 :            :       }
    1559                 :            :     }
    1560                 :            : 
    1561                 :            :     // Configure and apply scalar source to solution (if defined)
    1562         [ +  - ]:       5365 :     auto src = problems::PHYS_SRC();
    1563 [ -  + ][ -  - ]:       5365 :     if (src) src( d->Coord(), d->T(), m_a );
    1564                 :            : 
    1565                 :            :     // Freeze flow if configured and apply multiplier on scalar(s)
    1566         [ +  + ]:       5365 :     if (d->T() > g_cfg.get< tag::freezetime >()) {
    1567                 :       4930 :       m_freezeflow = g_cfg.get< tag::freezeflow >();
    1568                 :            :     }
    1569                 :            : 
    1570                 :            :     // Enforce boundary conditions
    1571         [ +  - ]:       5365 :     BC( m_a, d->T() + d->Dt() );
    1572                 :            : 
    1573                 :            :     // Explicitly zero out flow for freezeflow
    1574         [ +  + ]:       5365 :     if (cstart) {
    1575         [ +  + ]:      82800 :       for (std::size_t i=0; i<npoin; ++i) {
    1576         [ +  + ]:     491508 :         for (std::size_t c=0; c<cstart; ++c) {
    1577 [ +  - ][ +  - ]:     409590 :           m_a(i,c) = u(i,c);
    1578                 :            :         }
    1579                 :            :       }
    1580                 :            :     }
    1581                 :            : 
    1582                 :       5365 :   }
    1583                 :            : 
    1584                 :            :   // Compute diagnostics, e.g., residuals
    1585                 :       6040 :   auto diag_iter = g_cfg.get< tag::diag_iter >();
    1586                 :       6040 :   auto diag = m_diag.rhocompute( *d, m_a, m_u, diag_iter );
    1587                 :            : 
    1588                 :            :   // Update solution
    1589                 :       6040 :   m_u = m_a;
    1590                 :       6040 :   m_a.fill( 0.0 );
    1591                 :            : 
    1592                 :            :   // Increase number of iterations and physical time
    1593                 :       6040 :   d->next();
    1594                 :            : 
    1595                 :            :   // Advance physical time for local time stepping
    1596         [ +  + ]:       6040 :   if (steady) {
    1597                 :            :     using tk::operator+=;
    1598                 :        480 :     m_tp += m_dtp;
    1599                 :            :   }
    1600                 :            : 
    1601                 :            :   // Evaluate residuals
    1602 [ -  + ][ -  - ]:       6040 :   if (!diag) evalres( std::vector< tk::real >( ncomp, 1.0 ) );
                 [ -  - ]
    1603                 :       6040 : }
    1604                 :            : 
    1605                 :            : void
    1606                 :       6040 : ZalCG::evalres( const std::vector< tk::real >& l2res )
    1607                 :            : // *****************************************************************************
    1608                 :            : //  Evaluate residuals
    1609                 :            : //! \param[in] l2res L2-norms of the residual for each scalar component
    1610                 :            : //!   computed across the whole problem
    1611                 :            : // *****************************************************************************
    1612                 :            : {
    1613                 :       6040 :   auto d = Disc();
    1614                 :            : 
    1615         [ +  + ]:       6040 :   if (g_cfg.get< tag::steady >()) {
    1616                 :        480 :     const auto rc = g_cfg.get< tag::rescomp >() - 1;
    1617                 :        480 :     d->residual( l2res[rc] );
    1618         [ +  + ]:        480 :     if (l2res[rc] < g_cfg.get< tag::fctfreeze >()) m_fctfreeze = 1;
    1619                 :            :   }
    1620                 :            : 
    1621         [ +  + ]:       6040 :   if (d->deactivate()) deactivate(); else refine();
    1622                 :       6040 : }
    1623                 :            : 
    1624                 :            : int
    1625                 :     140355 : ZalCG::active( std::size_t p,
    1626                 :            :                std::size_t q,
    1627                 :            :                const std::vector< uint64_t >& sys ) const
    1628                 :            : // *****************************************************************************
    1629                 :            : //  Decide if edge is active
    1630                 :            : //! \param[in] p Local id of left edge-end point
    1631                 :            : //! \param[in] q Local id of right edge-end point
    1632                 :            : //! \param[in] sys List of components to consider
    1633                 :            : //! \return True if active, false if not
    1634                 :            : // *****************************************************************************
    1635                 :            : {
    1636                 :     140355 :   auto tol = g_cfg.get< tag::deatol >();
    1637                 :            : 
    1638                 :     140355 :   tk::real maxdiff = 0.0;
    1639         [ +  + ]:     280710 :   for (auto c : sys) {
    1640 [ +  - ][ +  - ]:     140355 :     auto e = std::abs( m_u(p,c) - m_u(q,c) );
    1641                 :     140355 :     maxdiff = std::max( maxdiff, e );
    1642                 :            :   }
    1643                 :            : 
    1644                 :     140355 :   return maxdiff > tol;
    1645                 :            : }
    1646                 :            : 
    1647                 :            : int
    1648                 :         19 : ZalCG::dea( const std::vector< uint64_t >& sys ) const
    1649                 :            : // *****************************************************************************
    1650                 :            : //  Decide whether to deactivate this chare
    1651                 :            : //! \param[in] sys List of components to consider
    1652                 :            : //! \return Nonzero to deactivate, zero to keep active
    1653                 :            : // *****************************************************************************
    1654                 :            : {
    1655         [ -  + ]:         19 :   if (m_toreactivate) return 0;
    1656         [ -  + ]:         19 :   if (m_deactivated) return 1;
    1657                 :            : 
    1658                 :            :   // tetrahedron superedges
    1659         [ +  + ]:       7508 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[0].size()/4; ++e) {
    1660                 :       7490 :     const auto N = m_dsupedge[0].data() + e*4;
    1661         [ +  + ]:      52424 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoed) {
    1662         [ +  + ]:      44935 :       if (active(N[p],N[q],sys)) return 0;
    1663                 :            :     }
    1664                 :            :   }
    1665                 :            : 
    1666                 :            :   // triangle superedges
    1667         [ +  + ]:       5249 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[1].size()/3; ++e) {
    1668                 :       5231 :     const auto N = m_dsupedge[1].data() + e*3;
    1669         [ +  + ]:      20924 :     for (const auto& [p,q] : tk::lpoet) {
    1670         [ -  + ]:      15693 :       if (active(N[p],N[q],sys)) return 0;
    1671                 :            :     }
    1672                 :            :   }
    1673                 :            : 
    1674                 :            :   // edges
    1675         [ +  + ]:      19211 :   for (std::size_t e=0; e<m_dsupedge[2].size()/2; ++e) {
    1676                 :      19193 :     const auto N = m_dsupedge[2].data() + e*2;
    1677         [ -  + ]:      19193 :     if (active(N[0],N[1],sys)) return 0;
    1678                 :            :   }
    1679                 :            : 
    1680                 :         18 :   return 1;
    1681                 :            : }
    1682                 :            : 
    1683                 :            : void
    1684                 :         55 : ZalCG::rea( const std::vector< uint64_t >& sys, std::unordered_set< int >& req )
    1685                 :            : const
    1686                 :            : // *****************************************************************************
    1687                 :            : //  Decide whether to reactivate any neighbor chare
    1688                 :            : //! \param[in] sys List of components to consider
    1689                 :            : //! \param[in,out] req Set of neighbor chares to reactivate
    1690                 :            : // *****************************************************************************
    1691                 :            : {
    1692         [ +  + ]:        488 :   for (const auto& [c,edges] : m_chbndedge) {
    1693 [ +  - ][ +  + ]:        433 :     if (not m_inactive.count(c)) continue;
    1694         [ +  + ]:      60716 :     for (const auto& [e,sint] : edges) {
    1695 [ +  - ][ +  + ]:      60534 :       if (active(e[0],e[1],sys)) {
    1696         [ +  - ]:          9 :         req.insert(c);
    1697                 :          9 :         break;
    1698                 :            :       }
    1699                 :            :     }
    1700                 :            :   }
    1701                 :         55 : }
    1702                 :            : 
    1703                 :            : void
    1704                 :         55 : ZalCG::huldif()
    1705                 :            : // *****************************************************************************
    1706                 :            : // Apply diffusion on active hull
    1707                 :            : // *****************************************************************************
    1708                 :            : {
    1709                 :         55 :   const auto eps = std::numeric_limits< tk::real >::epsilon();
    1710                 :         55 :   const auto dif = g_cfg.get< tag::deadif >();
    1711         [ -  + ]:         55 :   if (std::abs(dif) < eps) return;
    1712                 :            : 
    1713                 :         55 :   const auto npoin = m_u.nunk();
    1714                 :         55 :   const auto ncomp = m_u.nprop();
    1715                 :            : 
    1716                 :         55 :   m_rhs.fill( 0.0 );
    1717         [ +  + ]:        488 :   for (const auto& [ch,edges] : m_chbndedge) {
    1718 [ +  - ][ +  + ]:        433 :     if (not m_inactive.count(ch)) continue;
    1719         [ +  + ]:      64746 :     for (const auto& [e,sint] : edges) {
    1720                 :      64555 :       auto p = e[0];
    1721                 :      64555 :       auto q = e[1];
    1722                 :      64555 :       auto fw = dif * sint;
    1723         [ +  + ]:     387330 :       for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1724 [ +  - ][ +  - ]:     322775 :        auto f = fw*(m_u(p,c) - m_u(q,c));
    1725         [ +  - ]:     322775 :         m_rhs(p,c) -= f;
    1726         [ +  - ]:     322775 :         m_rhs(q,c) += f;
    1727                 :            :       }
    1728                 :            :     }
    1729                 :            :   }
    1730                 :            : 
    1731         [ +  + ]:      38996 :   for (std::size_t i=0; i<npoin; ++i) {
    1732         [ +  + ]:     233646 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1733                 :     194705 :       m_u(i,c) += m_rhs(i,c)/m_vol[i];
    1734                 :            :     }
    1735                 :            :   }
    1736                 :            : }
    1737                 :            : 
    1738                 :            : void
    1739                 :        190 : ZalCG::deactivate()
    1740                 :            : // *****************************************************************************
    1741                 :            : // Deactivate regions
    1742                 :            : // *****************************************************************************
    1743                 :            : {
    1744         [ +  - ]:        190 :   auto d = Disc();
    1745                 :            : 
    1746                 :        190 :   std::unordered_set< int > reactivate;
    1747                 :            : 
    1748         [ +  + ]:        190 :   if (not m_deactivated) {
    1749                 :            :     // Apply diffusion on active hull
    1750         [ +  - ]:         55 :     huldif();
    1751                 :            :     // Query scalar components to deactivate based on
    1752         [ +  - ]:         55 :     auto sys = g_cfg.get< tag::deasys >();
    1753         [ +  + ]:        110 :     for (auto& c : sys) --c;
    1754                 :            :     // Decide whether to deactivate this chare
    1755 [ +  - ][ +  + ]:         55 :     if (d->deastart() and dea(sys)) m_todeactivate = 1;
         [ +  - ][ +  + ]
                 [ +  + ]
    1756                 :            :     // Decide whether to reactivate any neighbor chare
    1757         [ +  - ]:         55 :     rea( sys, reactivate );
    1758                 :         55 :   }
    1759                 :            : 
    1760                 :            :   // Communicate deactivation requests
    1761         [ +  + ]:       1550 :   for (const auto& [c,n] : d->NodeCommMap()) {
    1762 [ +  - ][ +  - ]:       1360 :     thisProxy[c].comdea( reactivate.count(c) );
                 [ +  - ]
    1763                 :            :   }
    1764         [ +  - ]:        190 :   owndea_complete();
    1765                 :        190 : }
    1766                 :            : 
    1767                 :            : void
    1768                 :       1360 : ZalCG::comdea( std::size_t reactivate )
    1769                 :            : // *****************************************************************************
    1770                 :            : //  Communicate deactivation desires
    1771                 :            : //! \param[in] reactivate 1 if sender wants to reactivate this chare, 0 if not
    1772                 :            : // *****************************************************************************
    1773                 :            : {
    1774                 :       1360 :   auto d = Disc();
    1775                 :            : 
    1776 [ +  + ][ +  + ]:       1360 :   if (m_deactivated and reactivate) m_toreactivate = 1;
    1777                 :            : 
    1778                 :            :   // Communicate activation status to neighbors
    1779         [ +  + ]:       1360 :   if (++m_ndea == d->NodeCommMap().size()) {
    1780                 :        190 :     m_ndea = 0;
    1781                 :        190 :     comdea_complete();
    1782                 :            :   }
    1783                 :       1360 : }
    1784                 :            : 
    1785                 :            : void
    1786                 :        190 : ZalCG::activate()
    1787                 :            : // *****************************************************************************
    1788                 :            : // Compute deactivation status
    1789                 :            : // *****************************************************************************
    1790                 :            : {
    1791                 :        190 :   auto d = Disc();
    1792                 :            : 
    1793         [ +  + ]:        190 :   if (m_todeactivate) m_deactivated = 1;
    1794         [ +  + ]:        190 :   if (m_toreactivate) m_deactivated = 0;
    1795                 :            : 
    1796                 :            :   // Communicate deactivation status
    1797         [ +  + ]:       1550 :   for (const auto& [c,n] : d->NodeCommMap()) {
    1798 [ +  - ][ +  - ]:       1360 :     thisProxy[c].comact( thisIndex, m_deactivated );
    1799                 :            :   }
    1800                 :        190 :   ownact_complete();
    1801                 :        190 : }
    1802                 :            : 
    1803                 :            : void
    1804                 :       1360 : ZalCG::comact( int ch, int deactivated )
    1805                 :            : // *****************************************************************************
    1806                 :            : //  Communicate deactivation status
    1807                 :            : //! \param[in] ch Sender chare id
    1808                 :            : //! \param[in] deactivated 1 if sender was deactivated, 0 if not
    1809                 :            : // *****************************************************************************
    1810                 :            : {
    1811                 :       1360 :   auto d = Disc();
    1812                 :            : 
    1813         [ +  + ]:       1360 :   if (deactivated) m_inactive.insert(ch); else m_inactive.erase(ch);
    1814                 :            : 
    1815                 :            :   // When we have heard from all chares we communicate with, this chare is done
    1816         [ +  + ]:       1360 :   if (++m_nact == d->NodeCommMap().size()) {
    1817                 :            :     // Aggregate deactivation status to every chare
    1818         [ +  - ]:        190 :     contribute( sizeof(int), &m_deactivated, CkReduction::sum_int,
    1819 [ +  - ][ +  - ]:        380 :                 CkCallback(CkReductionTarget(ZalCG,deastat), thisProxy) );
    1820                 :        190 :     m_todeactivate = 0;
    1821                 :        190 :     m_toreactivate = 0;
    1822                 :        190 :     m_nact = 0;
    1823                 :        190 :     comact_complete();
    1824                 :            :   }
    1825                 :       1360 : }
    1826                 :            : 
    1827                 :            : void
    1828                 :        190 : ZalCG::deastat( int dea )
    1829                 :            : // *****************************************************************************
    1830                 :            : //  Receive aggregate deactivation status
    1831                 :            : //! \param[in] dea Sum of deactived chares
    1832                 :            : // *****************************************************************************
    1833                 :            : {
    1834                 :        190 :   auto d = Disc();
    1835                 :            : 
    1836                 :            :   // Disallow deactivating all chares
    1837         [ -  + ]:        190 :   if (dea == d->nchare()) {
    1838                 :          0 :     dea = 0;
    1839                 :          0 :     m_deactivated = 0;
    1840                 :          0 :     m_inactive.clear();
    1841                 :            :   }
    1842                 :            : 
    1843                 :            :   // Report number of deactivated chares for diagnostics
    1844         [ +  + ]:        190 :   if (thisIndex == 0) d->deactivated( dea );
    1845                 :            : 
    1846                 :        190 :   deastat_complete();
    1847                 :        190 : }
    1848                 :            : 
    1849                 :            : void
    1850                 :       6040 : ZalCG::refine()
    1851                 :            : // *****************************************************************************
    1852                 :            : // Optionally refine/derefine mesh
    1853                 :            : // *****************************************************************************
    1854                 :            : {
    1855                 :       6040 :   auto d = Disc();
    1856                 :            : 
    1857                 :            :   // See if this is the last time step
    1858         [ +  + ]:       6040 :   if (d->finished()) m_finished = 1;
    1859                 :            : 
    1860                 :       6040 :   auto dtref = g_cfg.get< tag::href_dt >();
    1861                 :       6040 :   auto dtfreq = g_cfg.get< tag::href_dtfreq >();
    1862                 :            : 
    1863                 :            :   // if t>0 refinement enabled and we hit the frequency
    1864 [ -  + ][ -  - ]:       6040 :   if (dtref && !(d->It() % dtfreq)) {   // refine
                 [ -  + ]
    1865                 :            : 
    1866                 :          0 :     d->refined() = 1;
    1867                 :          0 :     d->startvol();
    1868                 :          0 :     d->Ref()->dtref( m_bface, m_bnode, m_triinpoel );
    1869                 :            : 
    1870                 :            :     // Activate SDAG waits for re-computing the integrals
    1871 [ -  - ][ -  - ]:          0 :     thisProxy[ thisIndex ].wait4int();
    1872                 :            : 
    1873                 :            :   } else {      // do not refine
    1874                 :            : 
    1875                 :       6040 :     d->refined() = 0;
    1876                 :       6040 :     feop_complete();
    1877                 :       6040 :     resize_complete();
    1878                 :            : 
    1879                 :            :   }
    1880                 :       6040 : }
    1881                 :            : 
    1882                 :            : void
    1883                 :          0 : ZalCG::resizePostAMR(
    1884                 :            :   const std::vector< std::size_t >& /*ginpoel*/,
    1885                 :            :   const tk::UnsMesh::Chunk& chunk,
    1886                 :            :   const tk::UnsMesh::Coords& coord,
    1887                 :            :   const std::unordered_map< std::size_t, tk::UnsMesh::Edge >& addedNodes,
    1888                 :            :   const std::unordered_map< std::size_t, std::size_t >& /*addedTets*/,
    1889                 :            :   const std::set< std::size_t >& removedNodes,
    1890                 :            :   const std::unordered_map< int, std::unordered_set< std::size_t > >&
    1891                 :            :     nodeCommMap,
    1892                 :            :   const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bface,
    1893                 :            :   const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bnode,
    1894                 :            :   const std::vector< std::size_t >& triinpoel )
    1895                 :            : // *****************************************************************************
    1896                 :            : //  Receive new mesh from Refiner
    1897                 :            : //! \param[in] ginpoel Mesh connectivity with global node ids
    1898                 :            : //! \param[in] chunk New mesh chunk (connectivity and global<->local id maps)
    1899                 :            : //! \param[in] coord New mesh node coordinates
    1900                 :            : //! \param[in] addedNodes Newly added mesh nodes and their parents (local ids)
    1901                 :            : //! \param[in] addedTets Newly added mesh cells and their parents (local ids)
    1902                 :            : //! \param[in] removedNodes Newly removed mesh node local ids
    1903                 :            : //! \param[in] nodeCommMap New node communication map
    1904                 :            : //! \param[in] bface Boundary-faces mapped to side set ids
    1905                 :            : //! \param[in] bnode Boundary-node lists mapped to side set ids
    1906                 :            : //! \param[in] triinpoel Boundary-face connectivity
    1907                 :            : // *****************************************************************************
    1908                 :            : {
    1909         [ -  - ]:          0 :   auto d = Disc();
    1910                 :          0 :   auto ncomp = m_u.nprop();
    1911                 :            : 
    1912                 :          0 :   d->Itf() = 0;  // Zero field output iteration count if AMR
    1913                 :          0 :   ++d->Itr();    // Increase number of iterations with a change in the mesh
    1914                 :            : 
    1915                 :            :   // Resize mesh data structures after mesh refinement
    1916         [ -  - ]:          0 :   d->resizePostAMR( chunk, coord, nodeCommMap, removedNodes );
    1917                 :            : 
    1918 [ -  - ][ -  - ]:          0 :   Assert(coord[0].size() == m_u.nunk()-removedNodes.size()+addedNodes.size(),
         [ -  - ][ -  - ]
         [ -  - ][ -  - ]
         [ -  - ][ -  - ]
    1919                 :            :     "Incorrect vector length post-AMR: expected length after resizing = " +
    1920                 :            :     std::to_string(coord[0].size()) + ", actual unknown vector length = " +
    1921                 :            :     std::to_string(m_u.nunk()-removedNodes.size()+addedNodes.size()));
    1922                 :            : 
    1923                 :            :   // Remove newly removed nodes from solution vectors
    1924         [ -  - ]:          0 :   m_u.rm( removedNodes );
    1925         [ -  - ]:          0 :   m_rhs.rm( removedNodes );
    1926                 :            : 
    1927                 :            :   // Resize auxiliary solution vectors
    1928                 :          0 :   auto npoin = coord[0].size();
    1929         [ -  - ]:          0 :   m_u.resize( npoin );
    1930         [ -  - ]:          0 :   m_rhs.resize( npoin );
    1931                 :            : 
    1932                 :            :   // Update solution on new mesh
    1933         [ -  - ]:          0 :   for (const auto& n : addedNodes)
    1934         [ -  - ]:          0 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp; ++c) {
    1935 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       Assert(n.first < m_u.nunk(), "Added node index out of bounds post-AMR");
         [ -  - ][ -  - ]
    1936 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       Assert(n.second[0] < m_u.nunk() && n.second[1] < m_u.nunk(),
         [ -  - ][ -  - ]
                 [ -  - ]
    1937                 :            :         "Indices of parent-edge nodes out of bounds post-AMR");
    1938 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       m_u(n.first,c) = (m_u(n.second[0],c) + m_u(n.second[1],c))/2.0;
                 [ -  - ]
    1939                 :            :     }
    1940                 :            : 
    1941                 :            :   // Update physical-boundary node-, face-, and element lists
    1942         [ -  - ]:          0 :   m_bnode = bnode;
    1943         [ -  - ]:          0 :   m_bface = bface;
    1944         [ -  - ]:          0 :   m_triinpoel = tk::remap( triinpoel, d->Lid() );
    1945                 :            : 
    1946                 :          0 :   auto meshid = d->MeshId();
    1947         [ -  - ]:          0 :   contribute( sizeof(std::size_t), &meshid, CkReduction::nop,
    1948 [ -  - ][ -  - ]:          0 :               CkCallback(CkReductionTarget(Transporter,resized), d->Tr()) );
    1949                 :          0 : }
    1950                 :            : 
    1951                 :            : void
    1952                 :       1181 : ZalCG::writeFields( CkCallback cb )
    1953                 :            : // *****************************************************************************
    1954                 :            : // Output mesh-based fields to file
    1955                 :            : //! \param[in] cb Function to continue with after the write
    1956                 :            : // *****************************************************************************
    1957                 :            : {
    1958 [ +  + ][ +  - ]:       1181 :   if (g_cfg.get< tag::benchmark >()) { cb.send(); return; }
    1959                 :            : 
    1960         [ +  - ]:        597 :   auto d = Disc();
    1961                 :        597 :   auto ncomp = m_u.nprop();
    1962                 :        597 :   auto steady = g_cfg.get< tag::steady >();
    1963                 :            : 
    1964                 :            :   // Field output
    1965                 :            : 
    1966                 :            :   std::vector< std::string > nodefieldnames
    1967 [ +  - ][ +  + ]:       4179 :     {"density", "velocityx", "velocityy", "velocityz", "energy", "pressure"};
                 [ -  - ]
    1968 [ +  - ][ +  - ]:         72 :   if (steady) nodefieldnames.push_back( "mach" );
    1969                 :            : 
    1970                 :            :   using tk::operator/=;
    1971         [ +  - ]:        597 :   auto r = m_u.extract(0);
    1972 [ +  - ][ +  - ]:        597 :   auto u = m_u.extract(1);  u /= r;
    1973 [ +  - ][ +  - ]:        597 :   auto v = m_u.extract(2);  v /= r;
    1974 [ +  - ][ +  - ]:        597 :   auto w = m_u.extract(3);  w /= r;
    1975 [ +  - ][ +  - ]:        597 :   auto e = m_u.extract(4);  e /= r;
    1976         [ +  - ]:        597 :   std::vector< tk::real > pr( m_u.nunk() ), ma;
    1977 [ +  + ][ +  - ]:        597 :   if (steady) ma.resize( m_u.nunk() );
    1978         [ +  + ]:     427968 :   for (std::size_t i=0; i<pr.size(); ++i) {
    1979                 :     427371 :     auto vv = u[i]*u[i] + v[i]*v[i] + w[i]*w[i];
    1980                 :     427371 :     pr[i] = eos::pressure( r[i]*(e[i] - 0.5*vv) );
    1981         [ +  + ]:     427371 :     if (steady) ma[i] = std::sqrt(vv) / eos::soundspeed( r[i], pr[i] );
    1982                 :            :   }
    1983                 :            : 
    1984                 :            :   std::vector< std::vector< tk::real > > nodefields{
    1985                 :       2985 :     std::move(r), std::move(u), std::move(v), std::move(w), std::move(e),
    1986 [ +  - ][ +  + ]:       4179 :     std::move(pr) };
                 [ -  - ]
    1987 [ +  + ][ +  - ]:        597 :   if (steady) nodefields.push_back( std::move(ma) );
    1988                 :            : 
    1989         [ +  + ]:        695 :   for (std::size_t c=0; c<ncomp-5; ++c) {
    1990 [ +  - ][ +  - ]:         98 :     nodefieldnames.push_back( "c" + std::to_string(c) );
                 [ +  - ]
    1991 [ +  - ][ +  - ]:         98 :     nodefields.push_back( m_u.extract(5+c) );
    1992                 :            :   }
    1993                 :            : 
    1994                 :            :   // query function to evaluate analytic solution (if defined)
    1995         [ +  - ]:        597 :   auto sol = problems::SOL();
    1996                 :            : 
    1997         [ +  + ]:        597 :   if (sol) {
    1998                 :        153 :     const auto& coord = d->Coord();
    1999                 :        153 :     const auto& x = coord[0];
    2000                 :        153 :     const auto& y = coord[1];
    2001                 :        153 :     const auto& z = coord[2];
    2002         [ +  - ]:        153 :     auto an = m_u;
    2003         [ +  - ]:        153 :     std::vector< tk::real > ap( m_u.nunk() );
    2004         [ +  + ]:      15382 :     for (std::size_t i=0; i<an.nunk(); ++i) {
    2005         [ +  - ]:      15229 :       auto s = sol( x[i], y[i], z[i], d->T() );
    2006                 :      15229 :       s[1] /= s[0];
    2007                 :      15229 :       s[2] /= s[0];
    2008                 :      15229 :       s[3] /= s[0];
    2009                 :      15229 :       s[4] /= s[0];
    2010 [ +  - ][ +  + ]:     100476 :       for (std::size_t c=0; c<s.size(); ++c) an(i,c) = s[c];
    2011                 :      15229 :       s[4] -= 0.5*(s[1]*s[1] + s[2]*s[2] + s[3]*s[3]);
    2012                 :      15229 :       ap[i] = eos::pressure( s[0]*s[4] );
    2013                 :      15229 :     }
    2014         [ +  + ]:        918 :     for (std::size_t c=0; c<5; ++c) {
    2015 [ +  - ][ +  - ]:        765 :       nodefieldnames.push_back( nodefieldnames[c] + "_analytic" );
    2016 [ +  - ][ +  - ]:        765 :       nodefields.push_back( an.extract(c) );
    2017                 :            :     }
    2018 [ +  - ][ +  - ]:        153 :     nodefieldnames.push_back( nodefieldnames[5] + "_analytic" );
    2019         [ +  - ]:        153 :     nodefields.push_back( std::move(ap) );
    2020         [ +  + ]:        251 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp-5; ++c) {
    2021 [ +  - ][ +  - ]:         98 :       nodefieldnames.push_back( nodefieldnames[6+c] + "_analytic" );
    2022 [ +  - ][ +  - ]:         98 :       nodefields.push_back( an.extract(5+c) );
    2023                 :            :     }
    2024                 :        153 :   }
    2025                 :            : 
    2026                 :        597 :   std::vector< tk::real > bnded, hull, dea;
    2027         [ +  + ]:        597 :   if (g_cfg.get< tag::deactivate >()) {
    2028 [ +  - ][ +  - ]:        209 :     nodefieldnames.push_back( "chbnded" );
    2029         [ +  - ]:        209 :     bnded.resize( m_u.nunk(), 0.0 );
    2030         [ +  + ]:       1705 :     for (const auto& [ch,edges] : m_chbndedge) {
    2031         [ +  + ]:     680537 :       for (const auto& [ed,sint] : edges) {
    2032                 :     679041 :         bnded[ed[0]] = bnded[ed[1]] = 1.0;
    2033                 :            :       }
    2034                 :            :     }
    2035         [ +  - ]:        209 :     nodefields.push_back( bnded );
    2036                 :            : 
    2037 [ +  - ][ +  - ]:        209 :     nodefieldnames.push_back( "activehull" );
    2038         [ +  - ]:        209 :     hull.resize( m_u.nunk(), 0.0 );
    2039         [ +  + ]:       1705 :     for (const auto& [ch,edges] : m_chbndedge) {
    2040 [ +  - ][ +  + ]:       1496 :       if (m_inactive.count(ch)) {
    2041         [ +  + ]:     479873 :         for (const auto& [ed,sint] : edges) {
    2042                 :     478866 :           hull[ed[0]] = hull[ed[1]] = 1.0;
    2043                 :            :         }
    2044                 :            :       }
    2045                 :            :     }
    2046         [ +  - ]:        209 :     nodefields.push_back( hull );
    2047                 :            : 
    2048 [ +  - ][ +  - ]:        209 :     nodefieldnames.push_back( "deactivated" );
    2049         [ +  - ]:        209 :     dea.resize( m_u.nunk(), static_cast<tk::real>(m_deactivated) );
    2050         [ +  - ]:        209 :     nodefields.push_back( dea );
    2051                 :            :   }
    2052                 :            : 
    2053 [ -  + ][ -  - ]:        597 :   Assert( nodefieldnames.size() == nodefields.size(), "Size mismatch" );
         [ -  - ][ -  - ]
    2054                 :            : 
    2055                 :            :   // Surface output
    2056                 :            : 
    2057                 :        597 :   std::vector< std::string > nodesurfnames;
    2058                 :        597 :   std::vector< std::vector< tk::real > > nodesurfs;
    2059                 :            : 
    2060                 :        597 :   const auto& f = g_cfg.get< tag::fieldout >();
    2061                 :            : 
    2062         [ +  + ]:        597 :   if (!f.empty()) {
    2063 [ +  - ][ +  - ]:         19 :     nodesurfnames.push_back( "density" );
    2064 [ +  - ][ +  - ]:         19 :     nodesurfnames.push_back( "velocityx" );
    2065 [ +  - ][ +  - ]:         19 :     nodesurfnames.push_back( "velocityy" );
    2066 [ +  - ][ +  - ]:         19 :     nodesurfnames.push_back( "velocityz" );
    2067 [ +  - ][ +  - ]:         19 :     nodesurfnames.push_back( "energy" );
    2068 [ +  - ][ +  - ]:         19 :     nodesurfnames.push_back( "pressure" );
    2069                 :            : 
    2070         [ -  + ]:         19 :     for (std::size_t c=0; c<ncomp-5; ++c) {
    2071 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       nodesurfnames.push_back( "c" + std::to_string(c) );
                 [ -  - ]
    2072                 :            :     }
    2073                 :            : 
    2074         [ -  + ]:         19 :     if (g_cfg.get< tag::deactivate >()) {
    2075 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       nodesurfnames.push_back( "chbnded" );
    2076 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       nodesurfnames.push_back( "activehull" );
    2077 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       nodesurfnames.push_back( "deactivated" );
    2078                 :            :     }
    2079                 :            : 
    2080 [ -  + ][ -  - ]:         19 :     if (steady) nodesurfnames.push_back( "mach" );
                 [ -  - ]
    2081                 :            : 
    2082         [ +  - ]:         19 :     auto bnode = tk::bfacenodes( m_bface, m_triinpoel );
    2083         [ +  - ]:         19 :     std::set< int > outsets( begin(f), end(f) );
    2084         [ +  + ]:         71 :     for (auto sideset : outsets) {
    2085         [ +  - ]:         52 :       auto b = bnode.find(sideset);
    2086         [ +  + ]:         52 :       if (b == end(bnode)) continue;
    2087                 :         46 :       const auto& nodes = b->second;
    2088                 :         46 :       auto i = nodesurfs.size();
    2089                 :         46 :       auto ns = ncomp + 1;
    2090         [ -  + ]:         46 :       if (g_cfg.get< tag::deactivate >()) ns += 3;
    2091         [ -  + ]:         46 :       if (steady) ++ns;
    2092         [ +  - ]:         46 :       nodesurfs.insert( end(nodesurfs), ns,
    2093         [ +  - ]:         92 :                         std::vector< tk::real >( nodes.size() ) );
    2094                 :         46 :       std::size_t j = 0;
    2095         [ +  + ]:       4876 :       for (auto n : nodes) {
    2096         [ +  - ]:       4830 :         const auto s = m_u[n];
    2097                 :       4830 :         std::size_t p = 0;
    2098                 :       4830 :         nodesurfs[i+(p++)][j] = s[0];
    2099                 :       4830 :         nodesurfs[i+(p++)][j] = s[1]/s[0];
    2100                 :       4830 :         nodesurfs[i+(p++)][j] = s[2]/s[0];
    2101                 :       4830 :         nodesurfs[i+(p++)][j] = s[3]/s[0];
    2102                 :       4830 :         nodesurfs[i+(p++)][j] = s[4]/s[0];
    2103                 :       4830 :         auto vv = (s[1]*s[1] + s[2]*s[2] + s[3]*s[3])/s[0]/s[0];
    2104                 :       4830 :         auto ei = s[4]/s[0] - 0.5*vv;
    2105                 :       4830 :         auto sp = eos::pressure( s[0]*ei );
    2106                 :       4830 :         nodesurfs[i+(p++)][j] = sp;
    2107         [ -  + ]:       4830 :         for (std::size_t c=0; c<ncomp-5; ++c) nodesurfs[i+(p++)+c][j] = s[5+c];
    2108         [ -  + ]:       4830 :         if (g_cfg.get< tag::deactivate >()) {
    2109                 :          0 :           nodesurfs[i+(p++)][j] = bnded[n];
    2110                 :          0 :           nodesurfs[i+(p++)][j] = hull[n];
    2111                 :          0 :           nodesurfs[i+(p++)][j] = dea[n];
    2112                 :            :         }
    2113         [ -  + ]:       4830 :         if (steady) {
    2114                 :          0 :           nodesurfs[i+(p++)][j] = std::sqrt(vv) / eos::soundspeed( s[0], sp );
    2115                 :            :         }
    2116                 :       4830 :         ++j;
    2117                 :       4830 :       }
    2118                 :            :     }
    2119                 :         19 :   }
    2120                 :            : 
    2121                 :            :   // Send mesh and fields data (solution dump) for output to file
    2122 [ +  - ][ +  - ]:       1194 :   d->write( d->Inpoel(), d->Coord(), m_bface, tk::remap(m_bnode,d->Lid()),
    2123                 :        597 :             m_triinpoel, {}, nodefieldnames, {}, nodesurfnames,
    2124                 :            :             {}, nodefields, {}, nodesurfs, cb );
    2125 [ +  - ][ +  - ]:       2388 : }
         [ +  - ][ +  - ]
         [ +  - ][ +  - ]
         [ +  + ][ -  - ]
         [ -  - ][ -  - ]
                 [ -  - ]
    2126                 :            : 
    2127                 :            : void
    2128                 :       6040 : ZalCG::out()
    2129                 :            : // *****************************************************************************
    2130                 :            : // Output mesh field data
    2131                 :            : // *****************************************************************************
    2132                 :            : {
    2133                 :       6040 :   auto d = Disc();
    2134                 :            : 
    2135                 :            :   // Time history
    2136 [ +  + ][ +  + ]:       6040 :   if (d->histiter() or d->histtime() or d->histrange()) {
         [ -  + ][ +  + ]
    2137                 :        214 :     auto ncomp = m_u.nprop();
    2138                 :        214 :     const auto& inpoel = d->Inpoel();
    2139         [ +  - ]:        214 :     std::vector< std::vector< tk::real > > hist( d->Hist().size() );
    2140                 :        214 :     std::size_t j = 0;
    2141         [ +  + ]:        282 :     for (const auto& p : d->Hist()) {
    2142                 :         68 :       auto e = p.get< tag::elem >();        // host element id
    2143                 :         68 :       const auto& n = p.get< tag::fn >();   // shapefunctions evaluated at point
    2144         [ +  - ]:         68 :       hist[j].resize( ncomp+1, 0.0 );
    2145         [ +  + ]:        340 :       for (std::size_t i=0; i<4; ++i) {
    2146         [ +  - ]:        272 :         const auto u = m_u[ inpoel[e*4+i] ];
    2147                 :        272 :         hist[j][0] += n[i] * u[0];
    2148                 :        272 :         hist[j][1] += n[i] * u[1]/u[0];
    2149                 :        272 :         hist[j][2] += n[i] * u[2]/u[0];
    2150                 :        272 :         hist[j][3] += n[i] * u[3]/u[0];
    2151                 :        272 :         hist[j][4] += n[i] * u[4]/u[0];
    2152                 :        272 :         auto ei = u[4]/u[0] - 0.5*(u[1]*u[1] + u[2]*u[2] + u[3]*u[3])/u[0]/u[0];
    2153                 :        272 :         hist[j][5] += n[i] * eos::pressure( u[0]*ei );
    2154         [ -  + ]:        272 :         for (std::size_t c=5; c<ncomp; ++c) hist[j][c+1] += n[i] * u[c];
    2155                 :        272 :       }
    2156                 :         68 :       ++j;
    2157                 :            :     }
    2158         [ +  - ]:        214 :     d->history( std::move(hist) );
    2159                 :        214 :   }
    2160                 :            : 
    2161                 :            :   // Field data
    2162 [ +  + ][ +  + ]:       6040 :   if (d->fielditer() or d->fieldtime() or d->fieldrange() or m_finished) {
         [ +  - ][ +  + ]
                 [ +  + ]
    2163 [ +  - ][ +  - ]:        746 :     writeFields( CkCallback(CkIndex_ZalCG::integrals(), thisProxy[thisIndex]) );
         [ +  - ][ +  - ]
    2164                 :            :   } else {
    2165                 :       5294 :     integrals();
    2166                 :            :   }
    2167                 :       6040 : }
    2168                 :            : 
    2169                 :            : void
    2170                 :       6040 : ZalCG::integrals()
    2171                 :            : // *****************************************************************************
    2172                 :            : // Compute integral quantities for output
    2173                 :            : // *****************************************************************************
    2174                 :            : {
    2175                 :       6040 :   auto d = Disc();
    2176                 :            : 
    2177 [ +  - ][ +  - ]:       6040 :   if (d->integiter() or d->integtime() or d->integrange()) {
         [ -  + ][ -  + ]
    2178                 :            : 
    2179                 :            :     using namespace integrals;
    2180         [ -  - ]:          0 :     std::vector< std::map< int, tk::real > > ints( NUMINT );
    2181                 :            :     // Prepend integral vector with metadata on the current time step:
    2182                 :            :     // current iteration count, current physical time, time step size
    2183         [ -  - ]:          0 :     ints[ ITER ][ 0 ] = static_cast< tk::real >( d->It() );
    2184         [ -  - ]:          0 :     ints[ TIME ][ 0 ] = d->T();
    2185         [ -  - ]:          0 :     ints[ DT ][ 0 ] = d->Dt();
    2186                 :            :     // Compute mass flow rate for surfaces requested
    2187         [ -  - ]:          0 :     for (const auto& [s,sint] : m_surfint) {
    2188                 :            :       // cppcheck-suppress unreadVariable
    2189         [ -  - ]:          0 :       auto& mfr = ints[ MASS_FLOW_RATE ][ s ];
    2190                 :          0 :       const auto& nodes = sint.first;
    2191                 :          0 :       const auto& ndA = sint.second;
    2192         [ -  - ]:          0 :       for (std::size_t i=0; i<nodes.size(); ++i) {
    2193                 :          0 :         auto p = nodes[i];
    2194         [ -  - ]:          0 :         mfr += ndA[i*3+0] * m_u(p,1)
    2195         [ -  - ]:          0 :              + ndA[i*3+1] * m_u(p,2)
    2196         [ -  - ]:          0 :              + ndA[i*3+2] * m_u(p,3);
    2197                 :            :       }
    2198                 :            :     }
    2199         [ -  - ]:          0 :     auto stream = serialize( d->MeshId(), ints );
    2200         [ -  - ]:          0 :     d->contribute( stream.first, stream.second.get(), IntegralsMerger,
    2201 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       CkCallback(CkIndex_Transporter::integrals(nullptr), d->Tr()) );
    2202                 :            : 
    2203                 :          0 :   } else {
    2204                 :            : 
    2205                 :       6040 :     step();
    2206                 :            : 
    2207                 :            :   }
    2208                 :       6040 : }
    2209                 :            : 
    2210                 :            : void
    2211                 :       5605 : ZalCG::evalLB( int nrestart )
    2212                 :            : // *****************************************************************************
    2213                 :            : // Evaluate whether to do load balancing
    2214                 :            : //! \param[in] nrestart Number of times restarted
    2215                 :            : // *****************************************************************************
    2216                 :            : {
    2217                 :       5605 :   auto d = Disc();
    2218                 :            : 
    2219                 :            :   // Detect if just returned from a checkpoint and if so, zero timers and
    2220                 :            :   // finished flag
    2221         [ +  + ]:       5605 :   if (d->restarted( nrestart )) m_finished = 0;
    2222                 :            : 
    2223                 :            :   // Load balancing if user frequency is reached or after the second time-step
    2224         [ +  + ]:       5605 :   if (d->lb()) {
    2225                 :            : 
    2226                 :       3614 :     AtSync();
    2227         [ -  + ]:       3614 :     if (g_cfg.get< tag::nonblocking >()) dt();
    2228                 :            : 
    2229                 :            :   } else {
    2230                 :            : 
    2231                 :       1991 :     dt();
    2232                 :            : 
    2233                 :            :   }
    2234                 :       5605 : }
    2235                 :            : 
    2236                 :            : void
    2237                 :       5600 : ZalCG::evalRestart()
    2238                 :            : // *****************************************************************************
    2239                 :            : // Evaluate whether to save checkpoint/restart
    2240                 :            : // *****************************************************************************
    2241                 :            : {
    2242                 :       5600 :   auto d = Disc();
    2243                 :            : 
    2244                 :       5600 :   const auto rsfreq = g_cfg.get< tag::rsfreq >();
    2245                 :       5600 :   const auto benchmark = g_cfg.get< tag::benchmark >();
    2246                 :            : 
    2247 [ +  + ][ -  + ]:       5600 :   if ( !benchmark && (d->It()) % rsfreq == 0 ) {
                 [ -  + ]
    2248                 :            : 
    2249         [ -  - ]:          0 :     std::vector< std::size_t > meshdata{ /* finished = */ 0, d->MeshId() };
    2250         [ -  - ]:          0 :     contribute( meshdata, CkReduction::nop,
    2251 [ -  - ][ -  - ]:          0 :       CkCallback(CkReductionTarget(Transporter,checkpoint), d->Tr()) );
    2252                 :            : 
    2253                 :          0 :   } else {
    2254                 :            : 
    2255                 :       5600 :     evalLB( /* nrestart = */ -1 );
    2256                 :            : 
    2257                 :            :   }
    2258                 :       5600 : }
    2259                 :            : 
    2260                 :            : void
    2261                 :       6040 : ZalCG::step()
    2262                 :            : // *****************************************************************************
    2263                 :            : // Evaluate whether to continue with next time step
    2264                 :            : // *****************************************************************************
    2265                 :            : {
    2266                 :       6040 :   auto d = Disc();
    2267                 :            : 
    2268                 :            :   // Output one-liner status report to screen
    2269         [ +  + ]:       6040 :   if (thisIndex == 0) d->status();
    2270                 :            : 
    2271         [ +  + ]:       6040 :   if (not m_finished) {
    2272                 :            : 
    2273                 :       5600 :     evalRestart();
    2274                 :            : 
    2275                 :            :   } else {
    2276                 :            : 
    2277                 :        440 :     auto meshid = d->MeshId();
    2278         [ +  - ]:        440 :     d->contribute( sizeof(std::size_t), &meshid, CkReduction::nop,
    2279 [ +  - ][ +  - ]:        880 :                    CkCallback(CkReductionTarget(Transporter,finish), d->Tr()) );
    2280                 :            : 
    2281                 :            :   }
    2282                 :       6040 : }
    2283                 :            : 
    2284                 :            : #include "NoWarning/zalcg.def.h"

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