Branch data Line data Source code
1 : : // *****************************************************************************
2 : : /*!
3 : : \file src/PDE/MultiSpecies/Problem/FieldOutput.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 Field outputs for multi-species equation solver
9 : : \details This file defines functions for field quantites to be output to
10 : : files for compressible multi-species equations.
11 : : */
12 : : // *****************************************************************************
13 : : #ifndef FieldOutput_h
14 : : #define FieldOutput_h
15 : :
16 : : #include "Types.hpp"
17 : : #include "Fields.hpp"
18 : : #include "EoS/EOS.hpp"
19 : : #include "FaceData.hpp"
20 : : #include "FunctionPrototypes.hpp"
21 : : #include "Inciter/InputDeck/InputDeck.hpp"
22 : : #include "PDE/MultiSpecies/MultiSpeciesIndexing.hpp"
23 : : #include "ContainerUtil.hpp"
24 : :
25 : : namespace inciter {
26 : :
27 : : extern ctr::InputDeck g_inputdeck;
28 : :
29 : : using ncomp_t = tk::ncomp_t;
30 : :
31 : : //! Return a map that associates user-specified strings to functions
32 : : std::map< std::string, tk::GetVarFn > MultiSpeciesOutVarFn();
33 : :
34 : : //! Return multi-species field names to be output to file
35 : : std::vector< std::string >
36 : : MultiSpeciesFieldNames( std::size_t nspec );
37 : :
38 : : //! Return surface field names to be output to file
39 : : std::vector< std::string > MultiSpeciesSurfNames();
40 : :
41 : : //! Return element surface field output (on triangle faces) going to file
42 : : std::vector< std::vector< tk::real > >
43 : : MultiSpeciesSurfOutput(
44 : : const std::size_t nspec,
45 : : const std::size_t rdof,
46 : : const FaceData& fd,
47 : : const tk::Fields& U,
48 : : const tk::Fields& P );
49 : :
50 : : //! Return time history field names to be output to file
51 : : std::vector< std::string > MultiSpeciesHistNames();
52 : :
53 : : //! Return diagnostic var names to be output to file
54 : : std::vector< std::string > MultiSpeciesDiagNames(std::size_t nspec);
55 : :
56 : : /** @name Functions that compute physics variables from the numerical solution for MultiSpecies */
57 : : ///@{
58 : :
59 : : #if defined(__clang__)
60 : : #pragma clang diagnostic push
61 : : #pragma clang diagnostic ignored "-Wunused-function"
62 : : #endif
63 : :
64 : : namespace multispecies {
65 : :
66 : : //! Compute mixture density for output to file
67 : : //! \note Must follow the signature in tk::GetVarFn
68 : : //! \param[in] U Numerical solution
69 : : //! \param[in] rdof Number of reconstructed solution DOFs
70 : : //! \return Bulk density ready to be output to file
71 : : static tk::GetVarFn::result_type
72 : 176 : mixDensityOutVar( const tk::Fields& U, std::size_t rdof )
73 : : {
74 : : using tk::operator+=;
75 : 176 : auto nspec = g_inputdeck.get< tag::multispecies, tag::nspec >();
76 : 176 : auto r = U.extract_comp( densityDofIdx(nspec,0,rdof,0) );
77 [ + + ]: 264 : for (std::size_t k=1; k<nspec; ++k)
78 [ + - ][ + - ]: 88 : r += U.extract_comp( densityDofIdx(nspec,k,rdof,0) );
79 : 176 : return r;
80 : : }
81 : :
82 : : ////! Compute pressure for output to file
83 : : ////! \note Must follow the signature in tk::GetVarFn
84 : : ////! \param[in] U Numerical solution
85 : : ////! \param[in] rdof Number of reconstructed solution DOFs
86 : : ////! \return Pressure ready to be output to file
87 : : //static tk::GetVarFn::result_type
88 : : //pressureOutVar( const tk::Fields& U, std::size_t rdof )
89 : : //{
90 : : // using tk::operator+=;
91 : : // auto nspec = g_inputdeck.get< tag::multispecies, tag::nspec >();
92 : : // auto p = U.extract_comp( pressureDofIdx(nspec,0,rdof,0) );
93 : : // for (std::size_t k=1; k<nspec; ++k)
94 : : // p += U.extract_comp( pressureDofIdx(nspec,k,rdof,0) );
95 : : // return p;
96 : : //}
97 : :
98 : : //! Compute specific total energy (energy per unit volume) for output to file
99 : : //! \note Must follow the signature in tk::GetVarFn
100 : : //! \param[in] U Numerical solution
101 : : //! \param[in] rdof Number of reconstructed solution DOFs
102 : : //! \return Specific total energy ready to be output to file
103 : : static tk::GetVarFn::result_type
104 : 176 : specificTotalEnergyOutVar( const tk::Fields& U, std::size_t rdof )
105 : : {
106 : 176 : auto nspec = g_inputdeck.get< tag::multispecies, tag::nspec >();
107 : 176 : return U.extract_comp( energyDofIdx(nspec,0,rdof,0) );
108 : : }
109 : :
110 : : //! Compute velocity component for output to file
111 : : //! \note Must follow the signature in tk::GetVarFn
112 : : //! \tparam dir Physical direction, encoded as 0:x, 1:y, 2:z
113 : : //! \param[in] U Numerical solution
114 : : //! \param[in] rdof Number of reconstructed solution DOFs
115 : : //! \return Velocity component ready to be output to file
116 : : template< tk::ncomp_t dir >
117 : : tk::GetVarFn::result_type
118 : 528 : velocityOutVar( const tk::Fields& U, std::size_t rdof )
119 : : {
120 : : using tk::operator/=;
121 : : using tk::operator+=;
122 : 528 : auto nspec = g_inputdeck.get< tag::multispecies, tag::nspec >();
123 : :
124 : : // mixture density
125 [ + - ]: 1056 : auto r = U.extract_comp( densityDofIdx(nspec,0,rdof,0) );
126 [ + + ]: 792 : for (std::size_t k=1; k<nspec; ++k)
127 [ + - ][ + - ]: 264 : r += U.extract_comp( densityDofIdx(nspec,k,rdof,0) );
128 : :
129 : : // momentum
130 [ + - ]: 528 : auto u = U.extract_comp( momentumDofIdx(nspec,dir,rdof,0) );
131 : :
132 : : // velocity
133 [ + - ]: 528 : u /= r;
134 : :
135 : 1056 : return u;
136 : : }
137 : :
138 : : //! Compute mixture temperature for output to file
139 : : //! \note Must follow the signature in tk::GetVarFn
140 : : //! \param[in] U Numerical solution
141 : : //! \param[in] rdof Number of reconstructed solution DOFs
142 : : //! \return Mixture temperature ready to be output to file
143 : : static tk::GetVarFn::result_type
144 : 0 : temperatureOutVar( const tk::Fields& U, std::size_t rdof )
145 : : {
146 : 0 : auto nspec = g_inputdeck.get< tag::multispecies, tag::nspec >();
147 : 0 : auto r = U.extract_comp( temperatureDofIdx(nspec,0,rdof,0) );
148 : 0 : return r;
149 : : }
150 : :
151 : : } // multispecies::
152 : :
153 : : #if defined(__clang__)
154 : : #pragma clang diagnostic pop
155 : : #endif
156 : :
157 : : //@}
158 : :
159 : : } //inciter::
160 : :
161 : : #endif // FieldOutput_h
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