Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : // *****************************************************************************
       2                 :            : /*!
       3                 :            :   \file      src/Physics/Box.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     Initial conditions box related functionality
      10                 :            : */
      11                 :            : // *****************************************************************************
      12                 :            : 
      13                 :            : #include "Box.hpp"
      14                 :            : #include "EOS.hpp"
      15                 :            : #include "InciterConfig.hpp"
      16                 :            : 
      17                 :            : namespace inciter {
      18                 :            : 
      19                 :            : extern ctr::Config g_cfg;
      20                 :            : 
      21                 :            : } // ::inciter
      22                 :            : 
      23                 :            : namespace problems {
      24                 :            : 
      25                 :            : using inciter::g_cfg;
      26                 :            : 
      27                 :            : std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >
      28         [ +  + ]:       2459 : boxnodes( const std::array< std::vector< tk::real >, 3 >& coord )
      29                 :            : // *****************************************************************************
      30                 :            : //  Determine nodes that lie inside user-defined IC box(es)
      31                 :            : //! \param[in] coord Mesh node coordinates
      32                 :            : //! \return inbox List of nodes at which box user ICs are set for each IC box
      33                 :            : // *****************************************************************************
      34                 :            : {
      35                 :            :   const auto& icbox = g_cfg.get< tag::ic >();
      36                 :            : 
      37         [ +  + ]:       2459 :   if (icbox.empty()) return {};
      38                 :            : 
      39                 :            :   std::vector< std::unordered_set< std::size_t > > inbox;
      40                 :            : 
      41                 :            :   const auto& x = coord[0];
      42                 :            :   const auto& y = coord[1];
      43                 :            :   const auto& z = coord[2];
      44                 :            : 
      45                 :            :   std::size_t bcnt = 0;
      46         [ +  + ]:          9 :   for (const auto& b : icbox) {
      47         [ +  - ]:          6 :     inbox.emplace_back();
      48                 :            :     const auto& bx = b.get< tag::x >();
      49                 :            :     const auto& by = b.get< tag::y >();
      50                 :            :     const auto& bz = b.get< tag::z >();
      51 [ +  - ][ +  - ]:          6 :     std::vector< tk::real > box{ bx[0], bx[1], by[0], by[1], bz[0], bz[1] };
      52                 :            : 
      53                 :            :     const auto eps = std::numeric_limits< tk::real >::epsilon();
      54                 :            :     // Determine which nodes lie in the IC box
      55         [ +  - ]:          6 :     if ( std::any_of( begin(box), end(box), [=](auto p)
      56                 :            :                       { return abs(p) > eps; } ) )
      57                 :            :     {
      58                 :          6 :       std::array< tk::real, 3 > b_min{{box[0], box[2], box[4]}};
      59                 :          6 :       std::array< tk::real, 3 > b_max{{box[1], box[3], box[5]}};
      60         [ +  + ]:       2952 :       for (std::size_t i=0; i<x.size(); ++i) {
      61                 :       2946 :         std::array< tk::real, 3 > node{{ x[i], y[i], z[i] }};
      62 [ +  + ][ +  - ]:       2199 :         if ( node[0]>b_min[0] && node[0]<b_max[0] &&
      63 [ +  - ][ +  - ]:       1473 :              node[1]>b_min[1] && node[1]<b_max[1] &&
      64 [ +  + ][ +  - ]:       4419 :              node[2]>b_min[2] && node[2]<b_max[2] )
      65                 :            :         {
      66                 :            :           inbox[bcnt].insert( i );
      67                 :            :         }
      68                 :            :       }
      69                 :            :     }
      70         [ +  - ]:          6 :     ++bcnt;
      71                 :            :   }
      72                 :            : 
      73                 :            :   return inbox;
      74                 :          3 : }
      75                 :            : 
      76                 :            : void
      77         [ +  + ]:    3208319 : box( std::size_t p,
      78                 :            :      std::vector< tk::real >& u,
      79                 :            :      const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& boxnodes )
      80                 :            : // *****************************************************************************
      81                 :            : //  Evaluate solution in user-defined IC box
      82                 :            : //! \param[in] p Local mesh node id at which to evaluate
      83                 :            : //! \param[in,out] u Solution to overwrite with box value
      84                 :            : //! \param[in] boxnodes Nodes at which box user ICs are set (for each box IC)
      85                 :            : // *****************************************************************************
      86                 :            : {
      87                 :            :   const auto& icbox = g_cfg.get< tag::ic >();
      88         [ +  + ]:    3208319 :   if (icbox.empty()) return;
      89                 :            : 
      90                 :            :   auto large = std::numeric_limits< double >::max();
      91                 :            : 
      92         [ +  + ]:       5871 :   for (std::size_t j=0; j<icbox.size(); ++j) {
      93                 :            :     const auto& b = icbox[j];
      94 [ +  - ][ +  + ]:       3914 :     if (boxnodes.size() > j && boxnodes[j].find(p) != boxnodes[j].end()) {
      95                 :       1957 :       auto boxr = b.get< tag::ic_density >();
      96                 :            :       const auto& boxv = b.get< tag::ic_velocity >();
      97                 :       1957 :       auto boxp = b.get< tag::ic_pressure >();
      98                 :       1957 :       auto boxe = b.get< tag::ic_energy >();
      99                 :       1957 :       auto boxt = b.get< tag::ic_temperature >();
     100                 :            : 
     101                 :            :       tk::real r = 0.0, ru = 0.0, rv = 0.0, rw = 0.0, re = 0.0;
     102 [ -  + ][ -  + ]:       1957 :       if (std::abs(boxr - large) > 1.0e-12 && boxr > 0.0) {
     103                 :            :         r = boxr;
     104                 :            :       }
     105 [ +  - ][ +  - ]:       1957 :       if (std::abs(boxv[0] - large) > 1.0e-12 &&
     106 [ +  - ][ +  - ]:       1957 :           std::abs(boxv[1] - large) > 1.0e-12 &&
                 [ +  - ]
     107         [ +  - ]:       1957 :           std::abs(boxv[2] - large) > 1.0e-12)
     108                 :            :       {
     109                 :       1957 :         ru = r * boxv[0];
     110                 :       1957 :         rv = r * boxv[1];
     111                 :       1957 :         rw = r * boxv[2];
     112                 :            :       }
     113 [ +  - ][ +  - ]:       1957 :       if (std::abs(boxp - large) > 1.0e-12 && boxp> 0.0) {
     114                 :       1957 :         re = eos::totalenergy( r, ru/r, rv/r, rw/r, boxp);
     115                 :            :       }
     116 [ -  + ][ -  - ]:       1957 :       if (std::abs(boxe - large) > 1.0e-12 && boxe > 0.0) {
     117                 :          0 :         auto ux = ru/r, uy = rv/r, uz = rw/r;
     118                 :          0 :         auto ke = 0.5*(ux*ux + uy*uy + uz*uz);
     119                 :          0 :         re = r * (boxe + ke);
     120                 :            :       }
     121 [ -  + ][ -  - ]:       1957 :       if (std::abs(boxt - large) > 1.0e-12 && boxt > 0.0) {
     122                 :          0 :         auto cv = g_cfg.get< tag::mat_spec_heat_const_vol >();
     123 [ -  - ][ -  - ]:          0 :         if (std::abs(cv - large) > 1.0e-12 && cv > 0.0) {
     124                 :          0 :           re = r * boxt * cv;
     125                 :            :         }
     126                 :            :       }
     127                 :       1957 :       u[0] = r;
     128                 :       1957 :       u[1] = ru;
     129                 :       1957 :       u[2] = rv;
     130                 :       1957 :       u[3] = rw;
     131                 :       1957 :       u[4] = re;
     132                 :            :     }
     133                 :            :   }
     134                 :            : }
     135                 :            : 
     136                 :            : } // problems::