Branch data Line data Source code
1 : : // *****************************************************************************
2 : : /*!
3 : : \file src/PDE/MultiMat/FVMultiMat.hpp
4 : : \copyright 2012-2015 J. Bakosi,
5 : : 2016-2018 Los Alamos National Security, LLC.,
6 : : 2019-2021 Triad National Security, LLC.
7 : : All rights reserved. See the LICENSE file for details.
8 : : \brief Compressible multi-material flow using finite volumes
9 : : \details This file implements calls to the physics operators governing
10 : : compressible multi-material flow (with velocity equilibrium) using finite
11 : : volume discretizations.
12 : : */
13 : : // *****************************************************************************
14 : : #ifndef FVMultiMat_h
15 : : #define FVMultiMat_h
16 : :
17 : : #include <cmath>
18 : : #include <algorithm>
19 : : #include <unordered_set>
20 : : #include <map>
21 : : #include <array>
22 : :
23 : : #include "Macro.hpp"
24 : : #include "Exception.hpp"
25 : : #include "Vector.hpp"
26 : : #include "ContainerUtil.hpp"
27 : : #include "UnsMesh.hpp"
28 : : #include "Inciter/InputDeck/InputDeck.hpp"
29 : : #include "Integrate/Basis.hpp"
30 : : #include "Integrate/Quadrature.hpp"
31 : : #include "Integrate/Initialize.hpp"
32 : : #include "Integrate/Surface.hpp"
33 : : #include "Integrate/Boundary.hpp"
34 : : #include "Integrate/Volume.hpp"
35 : : #include "Integrate/MultiMatTerms.hpp"
36 : : #include "Integrate/Source.hpp"
37 : : #include "RiemannChoice.hpp"
38 : : #include "MultiMat/MultiMatIndexing.hpp"
39 : : #include "Reconstruction.hpp"
40 : : #include "Limiter.hpp"
41 : : #include "Problem/FieldOutput.hpp"
42 : : #include "Problem/BoxInitialization.hpp"
43 : : #include "MultiMat/BCFunctions.hpp"
44 : : #include "MultiMat/MiscMultiMatFns.hpp"
45 : :
46 : : namespace inciter {
47 : :
48 : : extern ctr::InputDeck g_inputdeck;
49 : :
50 : : namespace fv {
51 : :
52 : : //! \brief MultiMat used polymorphically with tk::FVPDE
53 : : //! \details The template arguments specify policies and are used to configure
54 : : //! the behavior of the class. The policies are:
55 : : //! - Physics - physics configuration, see PDE/MultiMat/Physics.h
56 : : //! - Problem - problem configuration, see PDE/MultiMat/Problem.h
57 : : //! \note The default physics is Euler, set in inciter::deck::check_multimat()
58 : : template< class Physics, class Problem >
59 : : class MultiMat {
60 : :
61 : : private:
62 : : using eq = tag::multimat;
63 : :
64 : : public:
65 : : //! Constructor
66 : 95 : explicit MultiMat() :
67 : : m_physics(),
68 : 95 : m_ncomp( g_inputdeck.get< tag::ncomp >() ),
69 : : m_riemann( multimatRiemannSolver(
70 : 95 : g_inputdeck.get< tag::flux >() ) )
71 : : {
72 : : // associate boundary condition configurations with state functions
73 [ + - ][ + - ]: 1425 : brigand::for_each< ctr::bclist::Keys >( ConfigBC( m_bc,
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ + + ]
[ + + ][ - - ]
[ - - ]
74 : : // BC State functions
75 : : { dirichlet
76 : : , symmetry
77 : : , invalidBC // Outlet BC not implemented
78 : : , farfield
79 : : , extrapolate
80 : : , noslipwall
81 : : , symmetry }, // Slip equivalent to symmetry without mesh motion
82 : : // BC Gradient functions
83 : : { noOpGrad
84 : : , symmetryGrad
85 : : , noOpGrad
86 : : , noOpGrad
87 : : , noOpGrad
88 : : , noOpGrad
89 : : , symmetryGrad }
90 : : ) );
91 : :
92 : : // Inlet BC has a different structure than above BCs, so it must be
93 : : // handled differently than with ConfigBC
94 [ + - ][ + - ]: 95 : ConfigInletBC(m_bc, inlet, zeroGrad);
[ + - ]
95 : :
96 : : // Back pressure BC has a different structure than above BCs, so it must
97 : : // be handled differently than with ConfigBC
98 [ + - ][ + - ]: 95 : ConfigBackPressureBC(m_bc, back_pressure, noOpGrad);
[ + - ]
99 : :
100 : : // EoS initialization
101 [ + - ]: 95 : initializeMaterialEoS( m_mat_blk );
102 : 95 : }
103 : :
104 : : //! Find the number of primitive quantities required for this PDE system
105 : : //! \return The number of primitive quantities required to be stored for
106 : : //! this PDE system
107 : 14078 : std::size_t nprim() const
108 : : {
109 : 14078 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
110 : : // multimat needs individual material pressures and velocities currently
111 : 14078 : return (nmat+3);
112 : : }
113 : :
114 : : //! Find the number of materials set up for this PDE system
115 : : //! \return The number of materials set up for this PDE system
116 : 0 : std::size_t nmat() const
117 : : {
118 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
119 : 0 : return nmat;
120 : : }
121 : :
122 : : //! Determine elements that lie inside the user-defined IC box
123 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
124 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
125 : : //! \param[in,out] inbox List of nodes at which box user ICs are set for
126 : : //! each IC box
127 : 299 : void IcBoxElems( const tk::Fields& geoElem,
128 : : std::size_t nielem,
129 : : std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& inbox ) const
130 : : {
131 : 299 : tk::BoxElems< eq >(geoElem, nielem, inbox);
132 : 299 : }
133 : :
134 : : //! Initalize the compressible flow equations, prepare for time integration
135 : : //! \param[in] L Block diagonal mass matrix
136 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
137 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
138 : : //! \param[in] inbox List of elements at which box user ICs are set for
139 : : //! each IC box
140 : : //! \param[in] elemblkid Element ids associated with mesh block ids where
141 : : //! user ICs are set
142 : : //! \param[in,out] unk Array of unknowns
143 : : //! \param[in] t Physical time
144 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
145 : 299 : void initialize( const tk::Fields& L,
146 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
147 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
148 : : const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& inbox,
149 : : const std::unordered_map< std::size_t, std::set< std::size_t > >&
150 : : elemblkid,
151 : : tk::Fields& unk,
152 : : tk::real t,
153 : : const std::size_t nielem ) const
154 : : {
155 [ + - ][ + - ]: 299 : tk::initialize( m_ncomp, m_mat_blk, L, inpoel, coord,
156 : : Problem::initialize, unk, t, nielem );
157 : :
158 : 299 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
159 : 299 : const auto& ic = g_inputdeck.get< tag::ic >();
160 : 299 : const auto& icbox = ic.get< tag::box >();
161 : 299 : const auto& icmbk = ic.get< tag::meshblock >();
162 : :
163 : 299 : const auto& bgpre = ic.get< tag::pressure >();
164 : 299 : const auto& bgtemp = ic.get< tag::temperature >();
165 : :
166 : : // Set initial conditions inside user-defined IC boxes and mesh blocks
167 [ + - ]: 598 : std::vector< tk::real > s(m_ncomp, 0.0);
168 [ + + ]: 19503 : for (std::size_t e=0; e<nielem; ++e) {
169 : : // inside user-defined box
170 [ + + ]: 19204 : if (!icbox.empty()) {
171 : 3032 : std::size_t bcnt = 0;
172 [ + + ]: 6064 : for (const auto& b : icbox) { // for all boxes
173 [ + - ][ + - ]: 3032 : if (inbox.size() > bcnt && inbox[bcnt].find(e) != inbox[bcnt].end())
[ + + ][ + + ]
174 : : {
175 [ + - ]: 3032 : std::vector< tk::real > box
176 : 1516 : { b.template get< tag::xmin >(), b.template get< tag::xmax >(),
177 : 1516 : b.template get< tag::ymin >(), b.template get< tag::ymax >(),
178 : 1516 : b.template get< tag::zmin >(), b.template get< tag::zmax >() };
179 : 1516 : auto V_ex = (box[1]-box[0]) * (box[3]-box[2]) * (box[5]-box[4]);
180 [ + + ]: 15160 : for (std::size_t c=0; c<m_ncomp; ++c) {
181 : 13644 : auto mark = c*rdof;
182 [ + - ]: 13644 : s[c] = unk(e,mark);
183 : : // set high-order DOFs to zero
184 [ + + ]: 54576 : for (std::size_t i=1; i<rdof; ++i)
185 [ + - ]: 40932 : unk(e,mark+i) = 0.0;
186 : : }
187 [ + - ]: 1516 : initializeBox<ctr::boxList>( m_mat_blk, V_ex, t, b, bgpre,
188 : : bgtemp, s );
189 : : // store box-initialization in solution vector
190 [ + + ]: 15160 : for (std::size_t c=0; c<m_ncomp; ++c) {
191 : 13644 : auto mark = c*rdof;
192 [ + - ]: 13644 : unk(e,mark) = s[c];
193 : : }
194 : : }
195 : 3032 : ++bcnt;
196 : : }
197 : : }
198 : :
199 : : // inside user-specified mesh blocks
200 [ - + ]: 19204 : for (const auto& b : icmbk) { // for all blocks
201 : 0 : auto blid = b.get< tag::blockid >();
202 : 0 : auto V_ex = b.get< tag::volume >();
203 [ - - ][ - - ]: 0 : if (elemblkid.find(blid) != elemblkid.end()) {
204 [ - - ]: 0 : const auto& elset = tk::cref_find(elemblkid, blid);
205 [ - - ][ - - ]: 0 : if (elset.find(e) != elset.end()) {
206 [ - - ]: 0 : initializeBox<ctr::meshblockList>( m_mat_blk, V_ex, t, b,
207 : : bgpre, bgtemp, s );
208 : : // store initialization in solution vector
209 [ - - ]: 0 : for (std::size_t c=0; c<m_ncomp; ++c) {
210 : 0 : auto mark = c*rdof;
211 [ - - ]: 0 : unk(e,mark) = s[c];
212 : : }
213 : : }
214 : : }
215 : : }
216 : : }
217 : 299 : }
218 : :
219 : : //! Update the primitives for this PDE system
220 : : //! \param[in] unk Array of unknowns
221 : : //! \param[in,out] prim Array of primitives
222 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
223 : : //! \details This function computes and stores the dofs for primitive
224 : : //! quantities, which are required for obtaining reconstructed states used
225 : : //! in the Riemann solver. See /PDE/Riemann/AUSM.hpp, where the
226 : : //! normal velocity for advection is calculated from independently
227 : : //! reconstructed velocities.
228 : 1667 : void updatePrimitives( const tk::Fields& unk,
229 : : tk::Fields& prim,
230 : : std::size_t nielem ) const
231 : : {
232 : 1667 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
233 : 1667 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
234 : :
235 [ - + ][ - - ]: 1667 : Assert( unk.nunk() == prim.nunk(), "Number of unknowns in solution "
[ - - ][ - - ]
236 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
237 [ - + ][ - - ]: 1667 : Assert( unk.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
238 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
239 [ - + ][ - - ]: 1667 : Assert( prim.nprop() == rdof*nprim(), "Number of components in vector of "
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
240 : : "primitive quantities must equal "+ std::to_string(rdof*nprim()) );
241 : :
242 [ + + ]: 285671 : for (std::size_t e=0; e<nielem; ++e)
243 : : {
244 : : // cell-average bulk density
245 : 284004 : tk::real rhob(0.0);
246 [ + + ]: 917712 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
247 : : {
248 [ + - ]: 633708 : rhob += unk(e, densityDofIdx(nmat, k, rdof, 0));
249 : : }
250 : :
251 : : // cell-average velocity
252 : : std::array< tk::real, 3 >
253 [ + - ]: 284004 : vel{{ unk(e, momentumDofIdx(nmat, 0, rdof, 0))/rhob,
254 [ + - ]: 284004 : unk(e, momentumDofIdx(nmat, 1, rdof, 0))/rhob,
255 [ + - ]: 284004 : unk(e, momentumDofIdx(nmat, 2, rdof, 0))/rhob }};
256 : :
257 [ + + ]: 1136016 : for (std::size_t idir=0; idir<3; ++idir)
258 : : {
259 [ + - ]: 852012 : prim(e, velocityDofIdx(nmat, idir, rdof, 0)) = vel[idir];
260 [ + + ]: 3408048 : for (std::size_t idof=1; idof<rdof; ++idof)
261 [ + - ]: 2556036 : prim(e, velocityDofIdx(nmat, idir, rdof, idof)) = 0.0;
262 : : }
263 : :
264 : : // cell-average material pressure
265 [ + + ]: 917712 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
266 : : {
267 [ + - ]: 633708 : tk::real arhomat = unk(e, densityDofIdx(nmat, k, rdof, 0));
268 [ + - ]: 633708 : tk::real arhoemat = unk(e, energyDofIdx(nmat, k, rdof, 0));
269 [ + - ]: 633708 : tk::real alphamat = unk(e, volfracDofIdx(nmat, k, rdof, 0));
270 [ + - ][ + - ]: 633708 : auto gmat = getDeformGrad(nmat, k, unk.extract(e));
271 [ + - ]: 633708 : prim(e, pressureDofIdx(nmat, k, rdof, 0)) =
272 [ + - ]: 633708 : m_mat_blk[k].compute< EOS::pressure >( arhomat, vel[0], vel[1],
273 : : vel[2], arhoemat, alphamat, k, gmat );
274 [ + - ]: 633708 : prim(e, pressureDofIdx(nmat, k, rdof, 0)) =
275 : 633708 : constrain_pressure( m_mat_blk,
276 [ + - ][ + - ]: 633708 : prim(e, pressureDofIdx(nmat, k, rdof, 0)), arhomat, alphamat, k);
277 [ + + ]: 2534832 : for (std::size_t idof=1; idof<rdof; ++idof)
278 [ + - ]: 1901124 : prim(e, pressureDofIdx(nmat, k, rdof, idof)) = 0.0;
279 : : }
280 : : }
281 : 1667 : }
282 : :
283 : : //! Clean up the state of trace materials for this PDE system
284 : : //! \param[in] t Physical time
285 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
286 : : //! \param[in,out] unk Array of unknowns
287 : : //! \param[in,out] prim Array of primitives
288 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
289 : : //! \details This function cleans up the state of materials present in trace
290 : : //! quantities in each cell. Specifically, the state of materials with
291 : : //! very low volume-fractions in a cell is replaced by the state of the
292 : : //! material which is present in the largest quantity in that cell. This
293 : : //! becomes necessary when shocks pass through cells which contain a very
294 : : //! small amount of material. The state of that tiny material might
295 : : //! become unphysical and cause solution to diverge; thus requiring such
296 : : //! a "reset".
297 : 1368 : void cleanTraceMaterial( tk::real t,
298 : : const tk::Fields& geoElem,
299 : : tk::Fields& unk,
300 : : tk::Fields& prim,
301 : : std::size_t nielem ) const
302 : : {
303 : 1368 : [[maybe_unused]] const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
304 : 1368 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
305 : :
306 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( unk.nunk() == prim.nunk(), "Number of unknowns in solution "
[ - - ][ - - ]
307 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
308 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( unk.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
309 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
310 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( prim.nprop() == rdof*nprim(), "Number of components in vector of "
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
311 : : "primitive quantities must equal "+ std::to_string(rdof*nprim()) );
312 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( (g_inputdeck.get< tag::ndof >()) <= 4, "High-order "
[ - - ][ - - ]
313 : : "discretizations not set up for multimat cleanTraceMaterial()" );
314 : :
315 : 1368 : auto neg_density = cleanTraceMultiMat(t, nielem, m_mat_blk, geoElem, nmat,
316 : : unk, prim);
317 : :
318 [ - + ][ - - ]: 1368 : if (neg_density) Throw("Negative partial density.");
[ - - ][ - - ]
319 : 1368 : }
320 : :
321 : : //! Reconstruct second-order solution from first-order
322 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
323 : : //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
324 : : //! \param[in] esup Elements-surrounding-nodes connectivity
325 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
326 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
327 : : //! \param[in,out] U Solution vector at recent time step
328 : : //! \param[in,out] P Vector of primitives at recent time step
329 : 1368 : void reconstruct( const tk::Fields& geoElem,
330 : : const inciter::FaceData& fd,
331 : : const std::map< std::size_t, std::vector< std::size_t > >&
332 : : esup,
333 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
334 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
335 : : tk::Fields& U,
336 : : tk::Fields& P ) const
337 : : {
338 : 1368 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
339 : 1368 : const auto nelem = fd.Esuel().size()/4;
340 : 1368 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
341 : :
342 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( U.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
343 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
344 : :
345 : : //----- reconstruction of conserved quantities -----
346 : : //--------------------------------------------------
347 : : // specify how many variables need to be reconstructed
348 : 2736 : std::vector< std::size_t > vars;
349 [ + + ]: 5272 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k) {
350 [ + - ]: 3904 : vars.push_back(volfracIdx(nmat,k));
351 [ + - ]: 3904 : vars.push_back(densityIdx(nmat,k));
352 : : }
353 : :
354 [ + + ]: 266168 : for (std::size_t e=0; e<nelem; ++e)
355 : : {
356 : : // 1. solve 3x3 least-squares system
357 : : // Reconstruct second-order dofs of volume-fractions in Taylor space
358 : : // using nodal-stencils, for a good interface-normal estimate
359 [ + - ]: 264800 : tk::recoLeastSqExtStencil( rdof, e, esup, inpoel, geoElem, U, vars );
360 : :
361 : : // 2. transform reconstructed derivatives to Dubiner dofs
362 [ + - ]: 264800 : tk::transform_P0P1(rdof, e, inpoel, coord, U, vars);
363 : : }
364 : :
365 : : //----- reconstruction of primitive quantities -----
366 : : //--------------------------------------------------
367 : : // For multimat, conserved and primitive quantities are reconstructed
368 : : // separately.
369 : 1368 : vars.clear();
370 [ + + ][ + - ]: 9376 : for (std::size_t c=0; c<nprim(); ++c) vars.push_back(c);
371 [ + + ]: 266168 : for (std::size_t e=0; e<nelem; ++e)
372 : : {
373 : : // 1.
374 : : // Reconstruct second-order dofs of volume-fractions in Taylor space
375 : : // using nodal-stencils, for a good interface-normal estimate
376 [ + - ]: 264800 : tk::recoLeastSqExtStencil( rdof, e, esup, inpoel, geoElem, P, vars );
377 : :
378 : : // 2.
379 [ + - ]: 264800 : tk::transform_P0P1(rdof, e, inpoel, coord, P, vars );
380 : : }
381 : 1368 : }
382 : :
383 : : //! Limit second-order solution, and primitive quantities separately
384 : : //! \param[in] geoFace Face geometry array
385 : : //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
386 : : //! \param[in] esup Elements-surrounding-nodes connectivity
387 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
388 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
389 : : //! \param[in] srcFlag Whether the energy source was added
390 : : //! \param[in,out] U Solution vector at recent time step
391 : : //! \param[in,out] P Vector of primitives at recent time step
392 : 1368 : void limit( const tk::Fields& geoFace,
393 : : const inciter::FaceData& fd,
394 : : const std::map< std::size_t, std::vector< std::size_t > >& esup,
395 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
396 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
397 : : const std::vector< int >& srcFlag,
398 : : tk::Fields& U,
399 : : tk::Fields& P ) const
400 : : {
401 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( U.nunk() == P.nunk(), "Number of unknowns in solution "
[ - - ][ - - ]
402 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
403 : :
404 : 1368 : const auto limiter = g_inputdeck.get< tag::limiter >();
405 : 1368 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
406 : : const auto& solidx = g_inputdeck.get<
407 : 1368 : tag::matidxmap, tag::solidx >();
408 : :
409 : : // limit vectors of conserved and primitive quantities
410 [ + - ]: 1368 : if (limiter == ctr::LimiterType::VERTEXBASEDP1)
411 : : {
412 : 1368 : VertexBasedMultiMat_FV( esup, inpoel, fd.Esuel().size()/4,
413 : : coord, srcFlag, solidx, U, P, nmat );
414 : 1368 : PositivityPreservingMultiMat_FV( inpoel, fd.Esuel().size()/4, nmat,
415 : 1368 : m_mat_blk, coord, geoFace, U, P );
416 : : }
417 [ - - ]: 0 : else if (limiter != ctr::LimiterType::NOLIMITER)
418 : : {
419 [ - - ][ - - ]: 0 : Throw("Limiter type not configured for multimat.");
[ - - ]
420 : : }
421 : 1368 : }
422 : :
423 : : //! Apply CPL to the conservative variable solution for this PDE system
424 : : //! \param[in] prim Array of primitive variables
425 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
426 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
427 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
428 : : //! \param[in,out] unk Array of conservative variables
429 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
430 : : //! \details This function applies CPL to obtain consistent dofs for
431 : : //! conservative quantities based on the limited primitive quantities.
432 : : //! See Pandare et al. (2023). On the Design of Stable,
433 : : //! Consistent, and Conservative High-Order Methods for Multi-Material
434 : : //! Hydrodynamics. J Comp Phys, 112313.
435 : : void CPL( const tk::Fields& prim,
436 : : const tk::Fields& geoElem,
437 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
438 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
439 : : tk::Fields& unk,
440 : : std::size_t nielem ) const
441 : : {
442 : : [[maybe_unused]] const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
443 : : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
444 : :
445 : : Assert( unk.nunk() == prim.nunk(), "Number of unknowns in solution "
446 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
447 : : Assert( unk.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
448 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
449 : : Assert( prim.nprop() == rdof*nprim(), "Number of components in vector of "
450 : : "primitive quantities must equal "+ std::to_string(rdof*nprim()) );
451 : :
452 : : correctLimConservMultiMat(nielem, m_mat_blk, nmat, inpoel,
453 : : coord, geoElem, prim, unk);
454 : : }
455 : :
456 : : //! Compute right hand side
457 : : //! \param[in] t Physical time
458 : : //! \param[in] geoFace Face geometry array
459 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
460 : : //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
461 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
462 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
463 : : //! \param[in] elemblkid Element ids associated with mesh block ids where
464 : : //! user ICs are set
465 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
466 : : //! \param[in] P Primitive vector at recent time step
467 : : //! \param[in,out] R Right-hand side vector computed
468 : : //! \param[in,out] srcFlag Whether the energy source was added
469 : 1368 : void rhs( tk::real t,
470 : : const tk::Fields& geoFace,
471 : : const tk::Fields& geoElem,
472 : : const inciter::FaceData& fd,
473 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
474 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
475 : : const std::unordered_map< std::size_t, std::set< std::size_t > >&
476 : : elemblkid,
477 : : const tk::Fields& U,
478 : : const tk::Fields& P,
479 : : tk::Fields& R,
480 : : std::vector< int >& srcFlag ) const
481 : : {
482 : 1368 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
483 : 1368 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
484 : 1368 : const auto intsharp =
485 : 1368 : g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::intsharp >();
486 : 1368 : auto viscous = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::viscous >();
487 : :
488 : 1368 : const auto nelem = fd.Esuel().size()/4;
489 : :
490 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( U.nunk() == P.nunk(), "Number of unknowns in solution "
[ - - ][ - - ]
491 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
492 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( U.nunk() == R.nunk(), "Number of unknowns in solution "
[ - - ][ - - ]
493 : : "vector and right-hand side at recent time step incorrect" );
494 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( U.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
495 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
496 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( P.nprop() == rdof*nprim(), "Number of components in primitive "
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
497 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*nprim()) );
498 [ - + ][ - - ]: 1368 : Assert( fd.Inpofa().size()/3 == fd.Esuf().size()/2,
[ - - ][ - - ]
499 : : "Mismatch in inpofa size" );
500 : :
501 : : // set rhs to zero
502 [ + - ]: 1368 : R.fill(0.0);
503 : :
504 : : // configure a no-op lambda for prescribed velocity
505 : 616336 : auto velfn = []( ncomp_t, tk::real, tk::real, tk::real, tk::real ){
506 : 616336 : return tk::VelFn::result_type(); };
507 : :
508 : : // compute internal surface flux (including non-conservative) integrals
509 [ + - ]: 2736 : tk::surfIntFV( nmat, m_mat_blk, t, rdof, inpoel,
510 [ + - ]: 1368 : coord, fd, geoFace, geoElem, m_riemann, velfn, U, P,
511 : : srcFlag, R, intsharp );
512 : : // compute internal surface viscous flux integrals
513 [ + - ]: 2736 : tk::Fields T( U.nunk(), rdof*nmat );
514 [ - + ]: 1368 : if (viscous) {
515 [ - - ]: 0 : computeTemperaturesFV( m_mat_blk, nmat, inpoel, coord, geoElem,
516 : : U, P, srcFlag, T );
517 : :
518 [ - - ]: 0 : tk::surfIntViscousFV( nmat, m_mat_blk, rdof, inpoel,
519 : : coord, fd, geoFace, geoElem, U, P, T,
520 : : srcFlag, R, intsharp );
521 : : }
522 : :
523 : : // compute boundary surface flux (including non-conservative) integrals
524 [ + + ]: 12312 : for (const auto& b : m_bc) {
525 [ + - ][ + - ]: 21888 : tk::bndSurfIntFV( nmat, m_mat_blk, rdof, std::get<0>(b),
526 : 10944 : fd, geoFace, geoElem, inpoel, coord, t, m_riemann,
527 : 10944 : velfn, std::get<1>(b), U, P, srcFlag, R, intsharp );
528 [ - + ]: 10944 : if (viscous)
529 [ - - ]: 0 : tk::bndSurfIntViscousFV( nmat, m_mat_blk, rdof, std::get<0>(b),
530 : : fd, geoFace, geoElem, inpoel, coord, t,
531 : 0 : std::get<1>(b), std::get<2>(b), U, P, T,
532 : : srcFlag, R, intsharp );
533 : : }
534 : :
535 : : // compute optional source term
536 [ + - ][ + - ]: 1368 : tk::srcIntFV( m_mat_blk, t, fd.Esuel().size()/4,
537 : : geoElem, Problem::src, R, nmat );
538 : :
539 : : // compute finite pressure relaxation terms
540 [ + + ]: 1368 : if (g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::prelax >())
541 : : {
542 : 1218 : const auto ct = g_inputdeck.get< tag::multimat,
543 : 1218 : tag::prelax_timescale >();
544 [ + - ]: 1218 : tk::pressureRelaxationIntFV( nmat, m_mat_blk, rdof,
545 : : nelem, inpoel, coord, geoElem, U, P, ct,
546 : : R );
547 : : }
548 : :
549 : : // compute external (energy) sources
550 [ - - ]: 1368 : m_physics.physSrc(nmat, t, geoElem, elemblkid, R, srcFlag);
551 : 1368 : }
552 : :
553 : : //! Compute the minimum time step size
554 : : // //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
555 : : // //! \param[in] geoFace Face geometry array
556 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
557 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
558 : : //! \param[in] P Vector of primitive quantities at recent time step
559 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
560 : : //! \param[in] srcFlag Whether the energy source was added
561 : : //! \param[in,out] local_dte Time step size for each element (for local
562 : : //! time stepping)
563 : : //! \return Minimum time step size
564 : : //! \details The allowable dt is calculated by looking at the maximum
565 : : //! wave-speed in elements surrounding each face, times the area of that
566 : : //! face. Once the maximum of this quantity over the mesh is determined,
567 : : //! the volume of each cell is divided by this quantity. A minimum of this
568 : : //! ratio is found over the entire mesh, which gives the allowable dt.
569 : 100 : tk::real dt( const inciter::FaceData& /*fd*/,
570 : : const tk::Fields& /*geoFace*/,
571 : : const tk::Fields& geoElem,
572 : : const tk::Fields& U,
573 : : const tk::Fields& P,
574 : : const std::size_t nielem,
575 : : const std::vector< int >& srcFlag,
576 : : std::vector< tk::real >& local_dte ) const
577 : : {
578 : 100 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
579 : 100 : auto viscous = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::viscous >();
580 : :
581 : : // obtain dt restrictions from all physics
582 [ + - ]: 100 : auto dt_e = timeStepSizeMultiMatFV(m_mat_blk, geoElem, nielem, nmat, U,
583 : : P, local_dte);
584 [ - + ]: 100 : if (viscous)
585 [ - - ]: 0 : dt_e = std::min(dt_e, timeStepSizeViscousFV(geoElem, nielem, nmat, U));
586 [ - - ]: 100 : auto dt_p = m_physics.dtRestriction(geoElem, nielem, srcFlag);
587 : :
588 : 100 : return std::min(dt_e, dt_p);
589 : : }
590 : :
591 : : //! Extract the velocity field at cell nodes. Currently unused.
592 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
593 : : //! \param[in] N Element node indices
594 : : //! \return Array of the four values of the velocity field
595 : : std::array< std::array< tk::real, 4 >, 3 >
596 : : velocity( const tk::Fields& U,
597 : : const std::array< std::vector< tk::real >, 3 >&,
598 : : const std::array< std::size_t, 4 >& N ) const
599 : : {
600 : : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
601 : : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
602 : :
603 : : std::array< std::array< tk::real, 4 >, 3 > v;
604 : : v[0] = U.extract( momentumDofIdx(nmat, 0, rdof, 0), N );
605 : : v[1] = U.extract( momentumDofIdx(nmat, 1, rdof, 0), N );
606 : : v[2] = U.extract( momentumDofIdx(nmat, 2, rdof, 0), N );
607 : :
608 : : std::vector< std::array< tk::real, 4 > > ar;
609 : : ar.resize(nmat);
610 : : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
611 : : ar[k] = U.extract( densityDofIdx(nmat, k, rdof, 0), N );
612 : :
613 : : std::array< tk::real, 4 > r{{ 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 }};
614 : : for (std::size_t i=0; i<r.size(); ++i) {
615 : : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
616 : : r[i] += ar[k][i];
617 : : }
618 : :
619 : : std::transform( r.begin(), r.end(), v[0].begin(), v[0].begin(),
620 : : []( tk::real s, tk::real& d ){ return d /= s; } );
621 : : std::transform( r.begin(), r.end(), v[1].begin(), v[1].begin(),
622 : : []( tk::real s, tk::real& d ){ return d /= s; } );
623 : : std::transform( r.begin(), r.end(), v[2].begin(), v[2].begin(),
624 : : []( tk::real s, tk::real& d ){ return d /= s; } );
625 : : return v;
626 : : }
627 : :
628 : : //! Return a map that associates user-specified strings to functions
629 : : //! \return Map that associates user-specified strings to functions that
630 : : //! compute relevant quantities to be output to file
631 : 118 : std::map< std::string, tk::GetVarFn > OutVarFn() const
632 : 118 : { return MultiMatOutVarFn(); }
633 : :
634 : : //! Return analytic field names to be output to file
635 : : //! \return Vector of strings labelling analytic fields output in file
636 : 0 : std::vector< std::string > analyticFieldNames() const {
637 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< eq, tag::nmat >();
638 : :
639 : 0 : return MultiMatFieldNames(nmat);
640 : : }
641 : :
642 : : //! Return surface field names to be output to file
643 : : //! \return Vector of strings labelling surface fields output in file
644 : 59 : std::vector< std::string > surfNames() const
645 : 59 : { return MultiMatSurfNames(); }
646 : :
647 : : //! Return time history field names to be output to file
648 : : //! \return Vector of strings labelling time history fields output in file
649 : 0 : std::vector< std::string > histNames() const {
650 : 0 : return MultiMatHistNames();
651 : : }
652 : :
653 : : //! Return surface field output going to file
654 : : std::vector< std::vector< tk::real > >
655 : 59 : surfOutput( const inciter::FaceData& fd,
656 : : const tk::Fields& U,
657 : : const tk::Fields& P ) const
658 : : {
659 : 59 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
660 : 59 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
661 : :
662 : 59 : return MultiMatSurfOutput( nmat, rdof, fd, U, P );
663 : : }
664 : :
665 : : //! Return time history field output evaluated at time history points
666 : : //! \param[in] h History point data
667 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
668 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
669 : : //! \param[in] U Array of unknowns
670 : : //! \param[in] P Array of primitive quantities
671 : : //! \return Vector of time history output of bulk flow quantities (density,
672 : : //! velocity, total energy, pressure, and volume fraction) evaluated at
673 : : //! time history points
674 : : std::vector< std::vector< tk::real > >
675 : 0 : histOutput( const std::vector< HistData >& h,
676 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
677 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
678 : : const tk::Fields& U,
679 : : const tk::Fields& P ) const
680 : : {
681 : 0 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
682 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
683 : :
684 : 0 : const auto& x = coord[0];
685 : 0 : const auto& y = coord[1];
686 : 0 : const auto& z = coord[2];
687 : :
688 [ - - ]: 0 : std::vector< std::vector< tk::real > > Up(h.size());
689 : :
690 : 0 : std::size_t j = 0;
691 [ - - ]: 0 : for (const auto& p : h) {
692 : 0 : auto e = p.get< tag::elem >();
693 : 0 : auto chp = p.get< tag::coord >();
694 : :
695 : : // Evaluate inverse Jacobian
696 : 0 : std::array< std::array< tk::real, 3>, 4 > cp{{
697 : : {{ x[inpoel[4*e ]], y[inpoel[4*e ]], z[inpoel[4*e ]] }},
698 : 0 : {{ x[inpoel[4*e+1]], y[inpoel[4*e+1]], z[inpoel[4*e+1]] }},
699 : 0 : {{ x[inpoel[4*e+2]], y[inpoel[4*e+2]], z[inpoel[4*e+2]] }},
700 : 0 : {{ x[inpoel[4*e+3]], y[inpoel[4*e+3]], z[inpoel[4*e+3]] }} }};
701 : 0 : auto J = tk::inverseJacobian( cp[0], cp[1], cp[2], cp[3] );
702 : :
703 : : // evaluate solution at history-point
704 : 0 : std::array< tk::real, 3 > dc{{chp[0]-cp[0][0], chp[1]-cp[0][1],
705 : 0 : chp[2]-cp[0][2]}};
706 [ - - ]: 0 : auto B = tk::eval_basis(rdof, tk::dot(J[0],dc), tk::dot(J[1],dc),
707 : 0 : tk::dot(J[2],dc));
708 [ - - ]: 0 : auto uhp = eval_state(m_ncomp, rdof, rdof, e, U, B);
709 [ - - ]: 0 : auto php = eval_state(nprim(), rdof, rdof, e, P, B);
710 : :
711 : : // store solution in history output vector
712 [ - - ]: 0 : Up[j].resize(6+nmat, 0.0);
713 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k) {
714 : 0 : Up[j][0] += uhp[densityIdx(nmat,k)];
715 : 0 : Up[j][4] += uhp[energyIdx(nmat,k)];
716 : 0 : Up[j][5] += php[pressureIdx(nmat,k)];
717 : 0 : Up[j][6+k] = uhp[volfracIdx(nmat,k)];
718 : : }
719 : 0 : Up[j][1] = php[velocityIdx(nmat,0)];
720 : 0 : Up[j][2] = php[velocityIdx(nmat,1)];
721 : 0 : Up[j][3] = php[velocityIdx(nmat,2)];
722 : 0 : ++j;
723 : : }
724 : :
725 : 0 : return Up;
726 : : }
727 : :
728 : : //! Return names of integral variables to be output to diagnostics file
729 : : //! \return Vector of strings labelling integral variables output
730 : 22 : std::vector< std::string > names() const
731 : : {
732 : 22 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
733 : 22 : return MultiMatDiagNames(nmat);
734 : : }
735 : :
736 : : //! Return analytic solution (if defined by Problem) at xi, yi, zi, t
737 : : //! \param[in] xi X-coordinate at which to evaluate the analytic solution
738 : : //! \param[in] yi Y-coordinate at which to evaluate the analytic solution
739 : : //! \param[in] zi Z-coordinate at which to evaluate the analytic solution
740 : : //! \param[in] t Physical time at which to evaluate the analytic solution
741 : : //! \return Vector of analytic solution at given location and time
742 : : std::vector< tk::real >
743 : 0 : analyticSolution( tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t ) const
744 : 0 : { return Problem::analyticSolution( m_ncomp, m_mat_blk, xi, yi, zi, t ); }
745 : :
746 : : //! Return analytic solution for conserved variables
747 : : //! \param[in] xi X-coordinate at which to evaluate the analytic solution
748 : : //! \param[in] yi Y-coordinate at which to evaluate the analytic solution
749 : : //! \param[in] zi Z-coordinate at which to evaluate the analytic solution
750 : : //! \param[in] t Physical time at which to evaluate the analytic solution
751 : : //! \return Vector of analytic solution at given location and time
752 : : std::vector< tk::real >
753 : 0 : solution( tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t ) const
754 : 0 : { return Problem::initialize( m_ncomp, m_mat_blk, xi, yi, zi, t ); }
755 : :
756 : : //! Return cell-averaged specific total energy for an element
757 : : //! \param[in] e Element id for which total energy is required
758 : : //! \param[in] unk Vector of conserved quantities
759 : : //! \return Cell-averaged specific total energy for given element
760 : 0 : tk::real sp_totalenergy(std::size_t e, const tk::Fields& unk) const
761 : : {
762 : 0 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
763 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
764 : :
765 : 0 : tk::real sp_te(0.0);
766 : : // sum each material total energy
767 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k) {
768 : 0 : sp_te += unk(e, energyDofIdx(nmat,k,rdof,0));
769 : : }
770 : 0 : return sp_te;
771 : : }
772 : :
773 : : //! Compute relevant sound speed for output
774 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
775 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
776 : : //! \param[in] P Primitive vector at recent time step
777 : : //! \param[in,out] ss Sound speed vector
778 : 59 : void soundspeed(
779 : : std::size_t nielem,
780 : : const tk::Fields& U,
781 : : const tk::Fields& P,
782 : : std::vector< tk::real >& ss) const
783 : : {
784 [ - + ][ - - ]: 59 : Assert( ss.size() == nielem, "Size of sound speed vector incorrect " );
[ - - ][ - - ]
785 : :
786 : 59 : const auto ndof = g_inputdeck.get< tag::ndof >();
787 : 59 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
788 : 59 : const auto use_mass_avg =
789 : 59 : g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::dt_sos_massavg >();
790 : 59 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
791 : 59 : std::size_t ncomp = U.nprop()/rdof;
792 : 59 : std::size_t nprim = P.nprop()/rdof;
793 : :
794 [ + - ][ + - ]: 118 : std::vector< tk::real > ugp(ncomp, 0.0), pgp(nprim, 0.0);
795 : :
796 [ + + ]: 39475 : for (std::size_t e=0; e<nielem; ++e) {
797 : : // basis function at centroid
798 [ + - ]: 78832 : std::vector< tk::real > B(rdof, 0.0);
799 : 39416 : B[0] = 1.0;
800 : :
801 : : // get conserved quantities
802 [ + - ]: 39416 : ugp = eval_state(ncomp, rdof, ndof, e, U, B);
803 : : // get primitive quantities
804 [ + - ]: 39416 : pgp = eval_state(nprim, rdof, ndof, e, P, B);
805 : :
806 : : // acoustic speed (this should be consistent with time-step calculation)
807 : 39416 : ss[e] = 0.0;
808 : 39416 : tk::real mixtureDensity = 0.0;
809 [ + + ]: 118248 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
810 : : {
811 [ - + ]: 78832 : if (use_mass_avg > 0)
812 : : {
813 : : // mass averaging SoS
814 : 0 : ss[e] += ugp[densityIdx(nmat,k)]*
815 [ - - ]: 0 : m_mat_blk[k].compute< EOS::soundspeed >(
816 : : ugp[densityIdx(nmat, k)], pgp[pressureIdx(nmat, k)],
817 : : ugp[volfracIdx(nmat, k)], k );
818 : :
819 : 0 : mixtureDensity += ugp[densityIdx(nmat,k)];
820 : : }
821 : : else
822 : : {
823 [ + + ]: 78832 : if (ugp[volfracIdx(nmat, k)] > 1.0e-04)
824 : : {
825 [ + - ]: 79508 : ss[e] = std::max( ss[e], m_mat_blk[k].compute< EOS::soundspeed >(
826 : : ugp[densityIdx(nmat, k)], pgp[pressureIdx(nmat, k)],
827 : 39754 : ugp[volfracIdx(nmat, k)], k ) );
828 : : }
829 : : }
830 : : }
831 [ - + ]: 39416 : if (use_mass_avg > 0) ss[e] /= mixtureDensity;
832 : : }
833 : 59 : }
834 : :
835 : : private:
836 : : //! Physics policy
837 : : const Physics m_physics;
838 : : //! Number of components in this PDE system
839 : : const ncomp_t m_ncomp;
840 : : //! Riemann solver
841 : : tk::RiemannFluxFn m_riemann;
842 : : //! BC configuration
843 : : BCStateFn m_bc;
844 : : //! EOS material block
845 : : std::vector< EOS > m_mat_blk;
846 : :
847 : : //! Evaluate conservative part of physical flux function for this PDE system
848 : : //! \param[in] ncomp Number of scalar components in this PDE system
849 : : //! \param[in] ugp Numerical solution at the Gauss point at which to
850 : : //! evaluate the flux
851 : : //! \return Flux vectors for all components in this PDE system
852 : : //! \note The function signature must follow tk::FluxFn
853 : : static tk::FluxFn::result_type
854 : : flux( ncomp_t ncomp,
855 : : const std::vector< EOS >& mat_blk,
856 : : const std::vector< tk::real >& ugp,
857 : : const std::vector< std::array< tk::real, 3 > >& )
858 : : {
859 : : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
860 : :
861 : : return tk::fluxTerms(ncomp, nmat, mat_blk, ugp);
862 : : }
863 : :
864 : : //! \brief Boundary state function providing the left and right state of a
865 : : //! face at Dirichlet boundaries
866 : : //! \param[in] ncomp Number of scalar components in this PDE system
867 : : //! \param[in] ul Left (domain-internal) state
868 : : //! \param[in] x X-coordinate at which to compute the states
869 : : //! \param[in] y Y-coordinate at which to compute the states
870 : : //! \param[in] z Z-coordinate at which to compute the states
871 : : //! \param[in] t Physical time
872 : : //! \return Left and right states for all scalar components in this PDE
873 : : //! system
874 : : //! \note The function signature must follow tk::StateFn. For multimat, the
875 : : //! left or right state is the vector of conserved quantities, followed by
876 : : //! the vector of primitive quantities appended to it.
877 : : static tk::StateFn::result_type
878 : 0 : dirichlet( ncomp_t ncomp,
879 : : const std::vector< EOS >& mat_blk,
880 : : const std::vector< tk::real >& ul, tk::real x, tk::real y,
881 : : tk::real z, tk::real t, const std::array< tk::real, 3 >& )
882 : : {
883 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
884 : :
885 [ - - ]: 0 : auto ur = Problem::initialize( ncomp, mat_blk, x, y, z, t );
886 [ - - ][ - - ]: 0 : Assert( ur.size() == ncomp, "Incorrect size for boundary state vector" );
[ - - ][ - - ]
887 : :
888 [ - - ]: 0 : ur.resize(ul.size());
889 : :
890 : 0 : tk::real rho(0.0);
891 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
892 : 0 : rho += ur[densityIdx(nmat, k)];
893 : :
894 : : // get primitives in boundary state
895 : :
896 : : // velocity
897 : 0 : ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 0)] = ur[momentumIdx(nmat, 0)] / rho;
898 : 0 : ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 1)] = ur[momentumIdx(nmat, 1)] / rho;
899 : 0 : ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 2)] = ur[momentumIdx(nmat, 2)] / rho;
900 : :
901 : : // material pressures
902 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
903 : : {
904 [ - - ]: 0 : auto gk = getDeformGrad(nmat, k, ur);
905 [ - - ]: 0 : ur[ncomp+pressureIdx(nmat, k)] = mat_blk[k].compute< EOS::pressure >(
906 : 0 : ur[densityIdx(nmat, k)], ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 0)],
907 : 0 : ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 1)], ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 2)],
908 : 0 : ur[energyIdx(nmat, k)], ur[volfracIdx(nmat, k)], k, gk );
909 : : }
910 : :
911 [ - - ][ - - ]: 0 : Assert( ur.size() == ncomp+nmat+3, "Incorrect size for appended "
[ - - ][ - - ]
912 : : "boundary state vector" );
913 : :
914 [ - - ]: 0 : return {{ std::move(ul), std::move(ur) }};
915 : : }
916 : :
917 : : // Other boundary condition types that do not depend on "Problem" should be
918 : : // added in BCFunctions.hpp
919 : : };
920 : :
921 : : } // fv::
922 : :
923 : : } // inciter::
924 : :
925 : : #endif // FVMultiMat_h
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