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/Mass.hpp"
33 : : #include "Integrate/Surface.hpp"
34 : : #include "Integrate/Boundary.hpp"
35 : : #include "Integrate/Volume.hpp"
36 : : #include "Integrate/MultiMatTerms.hpp"
37 : : #include "Integrate/Source.hpp"
38 : : #include "RiemannChoice.hpp"
39 : : #include "MultiMat/MultiMatIndexing.hpp"
40 : : #include "Reconstruction.hpp"
41 : : #include "Limiter.hpp"
42 : : #include "Problem/FieldOutput.hpp"
43 : : #include "Problem/BoxInitialization.hpp"
44 : : #include "MultiMat/BCFunctions.hpp"
45 : : #include "MultiMat/MiscMultiMatFns.hpp"
46 : :
47 : : namespace inciter {
48 : :
49 : : extern ctr::InputDeck g_inputdeck;
50 : :
51 : : namespace fv {
52 : :
53 : : //! \brief MultiMat used polymorphically with tk::FVPDE
54 : : //! \details The template arguments specify policies and are used to configure
55 : : //! the behavior of the class. The policies are:
56 : : //! - Physics - physics configuration, see PDE/MultiMat/Physics.h
57 : : //! - Problem - problem configuration, see PDE/MultiMat/Problem.h
58 : : //! \note The default physics is Euler, set in inciter::deck::check_multimat()
59 : : template< class Physics, class Problem >
60 : : class MultiMat {
61 : :
62 : : private:
63 : : using eq = tag::multimat;
64 : :
65 : : public:
66 : : //! Constructor
67 : 76 : explicit MultiMat() :
68 : : m_physics(),
69 : : m_ncomp( g_inputdeck.get< tag::ncomp >() ),
70 : : m_riemann( multimatRiemannSolver(
71 [ + - ]: 76 : g_inputdeck.get< tag::flux >() ) )
72 : : {
73 : : // associate boundary condition configurations with state functions
74 [ + - ][ + - ]: 1140 : brigand::for_each< ctr::bclist::Keys >( ConfigBC( m_bc,
[ + - ][ + + ]
[ + - ][ + + ]
[ + - ][ + - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
75 : : // BC State functions
76 : : { dirichlet
77 : : , symmetry
78 : : , invalidBC // Outlet BC not implemented
79 : : , farfield
80 : : , extrapolate
81 : : , noslipwall
82 : : , symmetry }, // Slip equivalent to symmetry without mesh motion
83 : : // BC Gradient functions
84 : : { noOpGrad
85 : : , symmetryGrad
86 : : , noOpGrad
87 : : , noOpGrad
88 : : , noOpGrad
89 : : , noOpGrad
90 : : , symmetryGrad }
91 : : ) );
92 : :
93 : : // Inlet BC has a different structure than above BCs, so it must be
94 : : // handled differently than with ConfigBC
95 [ + - ][ + - ]: 228 : ConfigInletBC(m_bc, inlet, zeroGrad);
[ + - ][ - - ]
96 : :
97 : : // Back pressure BC has a different structure than above BCs, so it must
98 : : // be handled differently than with ConfigBC
99 [ + - ][ + - ]: 152 : ConfigBackPressureBC(m_bc, back_pressure, noOpGrad);
[ - - ]
100 : :
101 : : // EoS initialization
102 [ + - ]: 76 : initializeMaterialEoS( m_mat_blk );
103 : 76 : }
104 : :
105 : : //! Find the number of primitive quantities required for this PDE system
106 : : //! \return The number of primitive quantities required to be stored for
107 : : //! this PDE system
108 : : std::size_t nprim() const
109 : : {
110 : 9070 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
111 : : // multimat needs individual material pressures and velocities currently
112 : 9070 : return (nmat+3);
113 : : }
114 : :
115 : : //! Find the number of materials set up for this PDE system
116 : : //! \return The number of materials set up for this PDE system
117 : : std::size_t nmat() const
118 : : {
119 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
120 : : return nmat;
121 : : }
122 : :
123 : : //! Determine elements that lie inside the user-defined IC box
124 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
125 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
126 : : //! \param[in,out] inbox List of nodes at which box user ICs are set for
127 : : //! each IC box
128 : : void IcBoxElems( const tk::Fields& geoElem,
129 : : std::size_t nielem,
130 : : std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& inbox ) const
131 : : {
132 : 294 : tk::BoxElems< eq >(geoElem, nielem, inbox);
133 : : }
134 : :
135 : : //! Initalize the compressible flow equations, prepare for time integration
136 : : //! \param[in] L Block diagonal mass matrix
137 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
138 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
139 : : //! \param[in] inbox List of elements at which box user ICs are set for
140 : : //! each IC box
141 : : //! \param[in] elemblkid Element ids associated with mesh block ids where
142 : : //! user ICs are set
143 : : //! \param[in,out] unk Array of unknowns
144 : : //! \param[in] t Physical time
145 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
146 [ + - ]: 294 : void initialize( const tk::Fields& L,
147 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
148 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
149 : : const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& inbox,
150 : : const std::unordered_map< std::size_t, std::set< std::size_t > >&
151 : : elemblkid,
152 : : tk::Fields& unk,
153 : : tk::real t,
154 : : const std::size_t nielem ) const
155 : : {
156 [ + - ]: 294 : tk::initialize( m_ncomp, m_mat_blk, L, inpoel, coord,
157 : : Problem::initialize, unk, t, nielem );
158 : :
159 : 294 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
160 : : const auto& ic = g_inputdeck.get< tag::ic >();
161 : : const auto& icbox = ic.get< tag::box >();
162 : : const auto& icmbk = ic.get< tag::meshblock >();
163 : :
164 : : const auto& bgpre = ic.get< tag::pressure >();
165 : : const auto& bgtemp = ic.get< tag::temperature >();
166 : :
167 : : // Set initial conditions inside user-defined IC boxes and mesh blocks
168 : 294 : std::vector< tk::real > s(m_ncomp, 0.0);
169 [ + + ]: 16466 : for (std::size_t e=0; e<nielem; ++e) {
170 : : // inside user-defined box
171 [ - + ]: 16172 : if (!icbox.empty()) {
172 : : std::size_t bcnt = 0;
173 [ - - ]: 0 : for (const auto& b : icbox) { // for all boxes
174 [ - - ][ - - ]: 0 : if (inbox.size() > bcnt && inbox[bcnt].find(e) != inbox[bcnt].end())
175 : : {
176 [ - - ][ - - ]: 0 : std::vector< tk::real > box
177 : : { b.template get< tag::xmin >(), b.template get< tag::xmax >(),
178 : : b.template get< tag::ymin >(), b.template get< tag::ymax >(),
179 : : b.template get< tag::zmin >(), b.template get< tag::zmax >() };
180 : 0 : auto V_ex = (box[1]-box[0]) * (box[3]-box[2]) * (box[5]-box[4]);
181 [ - - ]: 0 : for (std::size_t c=0; c<m_ncomp; ++c) {
182 : 0 : auto mark = c*rdof;
183 : 0 : s[c] = unk(e,mark);
184 : : // set high-order DOFs to zero
185 [ - - ]: 0 : for (std::size_t i=1; i<rdof; ++i)
186 : 0 : unk(e,mark+i) = 0.0;
187 : : }
188 [ - - ]: 0 : initializeBox<ctr::boxList>( m_mat_blk, V_ex, t, b, bgpre,
189 : : bgtemp, s );
190 : : // store box-initialization in solution vector
191 [ - - ]: 0 : for (std::size_t c=0; c<m_ncomp; ++c) {
192 : 0 : auto mark = c*rdof;
193 : 0 : unk(e,mark) = s[c];
194 : : }
195 : : }
196 : 0 : ++bcnt;
197 : : }
198 : : }
199 : :
200 : : // inside user-specified mesh blocks
201 [ - + ]: 16172 : for (const auto& b : icmbk) { // for all blocks
202 : 0 : auto blid = b.get< tag::blockid >();
203 : 0 : auto V_ex = b.get< tag::volume >();
204 [ - - ]: 0 : if (elemblkid.find(blid) != elemblkid.end()) {
205 : : const auto& elset = tk::cref_find(elemblkid, blid);
206 [ - - ]: 0 : if (elset.find(e) != elset.end()) {
207 [ - - ]: 0 : initializeBox<ctr::meshblockList>( m_mat_blk, V_ex, t, b,
208 : : bgpre, bgtemp, s );
209 : : // store initialization in solution vector
210 [ - - ]: 0 : for (std::size_t c=0; c<m_ncomp; ++c) {
211 : 0 : auto mark = c*rdof;
212 : 0 : unk(e,mark) = s[c];
213 : : }
214 : : }
215 : : }
216 : : }
217 : : }
218 : 294 : }
219 : :
220 : : //! Compute the left hand side block-diagonal mass matrix
221 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
222 : : //! \param[in,out] l Block diagonal mass matrix
223 : : void lhs( const tk::Fields& geoElem, tk::Fields& l ) const {
224 : 294 : const auto nelem = geoElem.nunk();
225 [ - - ][ + + ]: 52112 : for (std::size_t e=0; e<nelem; ++e)
[ + + ][ + + ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
226 [ - - ][ + + ]: 664538 : for (ncomp_t c=0; c<m_ncomp; ++c)
[ + + ][ + + ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
227 : 612720 : l(e, c) = geoElem(e,0);
228 : : }
229 : :
230 : : //! Update the primitives for this PDE system
231 : : //! \param[in] unk Array of unknowns
232 : : //! \param[in,out] prim Array of primitives
233 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
234 : : //! \details This function computes and stores the dofs for primitive
235 : : //! quantities, which are required for obtaining reconstructed states used
236 : : //! in the Riemann solver. See /PDE/Riemann/AUSM.hpp, where the
237 : : //! normal velocity for advection is calculated from independently
238 : : //! reconstructed velocities.
239 : 1562 : void updatePrimitives( const tk::Fields& unk,
240 : : tk::Fields& prim,
241 : : std::size_t nielem ) const
242 : : {
243 : 1562 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
244 : 1562 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
245 : :
246 : : Assert( unk.nunk() == prim.nunk(), "Number of unknowns in solution "
247 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
248 : : Assert( unk.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
249 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
250 : : Assert( prim.nprop() == rdof*nprim(), "Number of components in vector of "
251 : : "primitive quantities must equal "+ std::to_string(rdof*nprim()) );
252 : :
253 [ + + ]: 221894 : for (std::size_t e=0; e<nielem; ++e)
254 : : {
255 : : // cell-average bulk density
256 : : tk::real rhob(0.0);
257 [ + + ]: 726696 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
258 : : {
259 : 506364 : rhob += unk(e, densityDofIdx(nmat, k, rdof, 0));
260 : : }
261 : :
262 : : // cell-average velocity
263 : : std::array< tk::real, 3 >
264 : 220332 : vel{{ unk(e, momentumDofIdx(nmat, 0, rdof, 0))/rhob,
265 : 220332 : unk(e, momentumDofIdx(nmat, 1, rdof, 0))/rhob,
266 : 220332 : unk(e, momentumDofIdx(nmat, 2, rdof, 0))/rhob }};
267 : :
268 [ + + ]: 881328 : for (std::size_t idir=0; idir<3; ++idir)
269 : : {
270 : 660996 : prim(e, velocityDofIdx(nmat, idir, rdof, 0)) = vel[idir];
271 [ + + ]: 2643984 : for (std::size_t idof=1; idof<rdof; ++idof)
272 : 1982988 : prim(e, velocityDofIdx(nmat, idir, rdof, idof)) = 0.0;
273 : : }
274 : :
275 : : // cell-average material pressure
276 [ + + ]: 726696 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
277 : : {
278 [ + - ]: 506364 : tk::real arhomat = unk(e, densityDofIdx(nmat, k, rdof, 0));
279 [ + - ]: 506364 : tk::real arhoemat = unk(e, energyDofIdx(nmat, k, rdof, 0));
280 : 506364 : tk::real alphamat = unk(e, volfracDofIdx(nmat, k, rdof, 0));
281 [ + - ][ + - ]: 506364 : auto gmat = getDeformGrad(nmat, k, unk.extract(e));
282 [ + - ]: 506364 : prim(e, pressureDofIdx(nmat, k, rdof, 0)) =
283 [ + - ]: 506364 : m_mat_blk[k].compute< EOS::pressure >( arhomat, vel[0], vel[1],
284 : : vel[2], arhoemat, alphamat, k, gmat );
285 : 506364 : prim(e, pressureDofIdx(nmat, k, rdof, 0)) =
286 [ + - ]: 506364 : constrain_pressure( m_mat_blk,
287 : : prim(e, pressureDofIdx(nmat, k, rdof, 0)), arhomat, alphamat, k);
288 [ + + ]: 2025456 : for (std::size_t idof=1; idof<rdof; ++idof)
289 : 1519092 : prim(e, pressureDofIdx(nmat, k, rdof, idof)) = 0.0;
290 : : }
291 : : }
292 : 1562 : }
293 : :
294 : : //! Clean up the state of trace materials for this PDE system
295 : : //! \param[in] t Physical time
296 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
297 : : //! \param[in,out] unk Array of unknowns
298 : : //! \param[in,out] prim Array of primitives
299 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
300 : : //! \details This function cleans up the state of materials present in trace
301 : : //! quantities in each cell. Specifically, the state of materials with
302 : : //! very low volume-fractions in a cell is replaced by the state of the
303 : : //! material which is present in the largest quantity in that cell. This
304 : : //! becomes necessary when shocks pass through cells which contain a very
305 : : //! small amount of material. The state of that tiny material might
306 : : //! become unphysical and cause solution to diverge; thus requiring such
307 : : //! a "reset".
308 : 1268 : void cleanTraceMaterial( tk::real t,
309 : : const tk::Fields& geoElem,
310 : : tk::Fields& unk,
311 : : tk::Fields& prim,
312 : : std::size_t nielem ) const
313 : : {
314 : : [[maybe_unused]] const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
315 : 1268 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
316 : :
317 : : Assert( unk.nunk() == prim.nunk(), "Number of unknowns in solution "
318 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
319 : : Assert( unk.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
320 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
321 : : Assert( prim.nprop() == rdof*nprim(), "Number of components in vector of "
322 : : "primitive quantities must equal "+ std::to_string(rdof*nprim()) );
323 : : Assert( (g_inputdeck.get< tag::ndof >()) <= 4, "High-order "
324 : : "discretizations not set up for multimat cleanTraceMaterial()" );
325 : :
326 : 1268 : auto neg_density = cleanTraceMultiMat(t, nielem, m_mat_blk, geoElem, nmat,
327 : : unk, prim);
328 : :
329 [ - + ][ - - ]: 1268 : if (neg_density) Throw("Negative partial density.");
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ]
330 : 1268 : }
331 : :
332 : : //! Reconstruct second-order solution from first-order
333 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
334 : : //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
335 : : //! \param[in] esup Elements-surrounding-nodes connectivity
336 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
337 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
338 : : //! \param[in,out] U Solution vector at recent time step
339 : : //! \param[in,out] P Vector of primitives at recent time step
340 : 1268 : void reconstruct( const tk::Fields& geoElem,
341 : : const inciter::FaceData& fd,
342 : : const std::map< std::size_t, std::vector< std::size_t > >&
343 : : esup,
344 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
345 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
346 : : tk::Fields& U,
347 : : tk::Fields& P ) const
348 : : {
349 : 1268 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
350 : 1268 : const auto nelem = fd.Esuel().size()/4;
351 : 1268 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
352 : :
353 : : Assert( U.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
354 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
355 : :
356 : : //----- reconstruction of conserved quantities -----
357 : : //--------------------------------------------------
358 : : // specify how many variables need to be reconstructed
359 : : std::vector< std::size_t > vars;
360 [ + + ]: 4972 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k) {
361 [ + - ][ + - ]: 3704 : vars.push_back(volfracIdx(nmat,k));
362 [ + - ][ - - ]: 3704 : vars.push_back(densityIdx(nmat,k));
363 : : }
364 : :
365 [ + + ]: 205428 : for (std::size_t e=0; e<nelem; ++e)
366 : : {
367 : : // 1. solve 3x3 least-squares system
368 : : // Reconstruct second-order dofs of volume-fractions in Taylor space
369 : : // using nodal-stencils, for a good interface-normal estimate
370 [ + - ]: 204160 : tk::recoLeastSqExtStencil( rdof, e, esup, inpoel, geoElem, U, vars );
371 : :
372 : : // 2. transform reconstructed derivatives to Dubiner dofs
373 [ + - ]: 204160 : tk::transform_P0P1(rdof, e, inpoel, coord, U, vars);
374 : : }
375 : :
376 : : //----- reconstruction of primitive quantities -----
377 : : //--------------------------------------------------
378 : : // For multimat, conserved and primitive quantities are reconstructed
379 : : // separately.
380 : : vars.clear();
381 [ + + ][ + - ]: 8776 : for (std::size_t c=0; c<nprim(); ++c) vars.push_back(c);
382 [ + + ]: 205428 : for (std::size_t e=0; e<nelem; ++e)
383 : : {
384 : : // 1.
385 : : // Reconstruct second-order dofs of volume-fractions in Taylor space
386 : : // using nodal-stencils, for a good interface-normal estimate
387 [ + - ]: 204160 : tk::recoLeastSqExtStencil( rdof, e, esup, inpoel, geoElem, P, vars );
388 : :
389 : : // 2.
390 [ + - ]: 204160 : tk::transform_P0P1(rdof, e, inpoel, coord, P, vars );
391 : : }
392 : 1268 : }
393 : :
394 : : //! Limit second-order solution, and primitive quantities separately
395 : : //! \param[in] geoFace Face geometry array
396 : : //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
397 : : //! \param[in] esup Elements-surrounding-nodes connectivity
398 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
399 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
400 : : //! \param[in] srcFlag Whether the energy source was added
401 : : //! \param[in,out] U Solution vector at recent time step
402 : : //! \param[in,out] P Vector of primitives at recent time step
403 : 1268 : void limit( const tk::Fields& geoFace,
404 : : const inciter::FaceData& fd,
405 : : const std::map< std::size_t, std::vector< std::size_t > >& esup,
406 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
407 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
408 : : const std::vector< int >& srcFlag,
409 : : tk::Fields& U,
410 : : tk::Fields& P ) const
411 : : {
412 : : Assert( U.nunk() == P.nunk(), "Number of unknowns in solution "
413 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
414 : :
415 : 1268 : const auto limiter = g_inputdeck.get< tag::limiter >();
416 : 1268 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
417 : : const auto& solidx = g_inputdeck.get<
418 : : tag::matidxmap, tag::solidx >();
419 : :
420 : : // limit vectors of conserved and primitive quantities
421 [ + - ]: 1268 : if (limiter == ctr::LimiterType::VERTEXBASEDP1)
422 : : {
423 : 1268 : VertexBasedMultiMat_FV( esup, inpoel, fd.Esuel().size()/4,
424 : : coord, srcFlag, solidx, U, P, nmat );
425 : 1268 : PositivityPreservingMultiMat_FV( inpoel, fd.Esuel().size()/4, nmat,
426 : 1268 : m_mat_blk, coord, geoFace, U, P );
427 : : }
428 [ - - ]: 0 : else if (limiter != ctr::LimiterType::NOLIMITER)
429 : : {
430 [ - - ][ - - ]: 0 : Throw("Limiter type not configured for multimat.");
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
431 : : }
432 : 1268 : }
433 : :
434 : : //! Apply CPL to the conservative variable solution for this PDE system
435 : : //! \param[in] prim Array of primitive variables
436 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
437 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
438 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
439 : : //! \param[in,out] unk Array of conservative variables
440 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
441 : : //! \details This function applies CPL to obtain consistent dofs for
442 : : //! conservative quantities based on the limited primitive quantities.
443 : : //! See Pandare et al. (2023). On the Design of Stable,
444 : : //! Consistent, and Conservative High-Order Methods for Multi-Material
445 : : //! Hydrodynamics. J Comp Phys, 112313.
446 : : void CPL( const tk::Fields& prim,
447 : : const tk::Fields& geoElem,
448 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
449 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
450 : : tk::Fields& unk,
451 : : std::size_t nielem ) const
452 : : {
453 : : [[maybe_unused]] const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
454 : : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
455 : :
456 : : Assert( unk.nunk() == prim.nunk(), "Number of unknowns in solution "
457 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
458 : : Assert( unk.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
459 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
460 : : Assert( prim.nprop() == rdof*nprim(), "Number of components in vector of "
461 : : "primitive quantities must equal "+ std::to_string(rdof*nprim()) );
462 : :
463 : : correctLimConservMultiMat(nielem, m_mat_blk, nmat, inpoel,
464 : : coord, geoElem, prim, unk);
465 : : }
466 : :
467 : : //! Compute right hand side
468 : : //! \param[in] t Physical time
469 : : //! \param[in] geoFace Face geometry array
470 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
471 : : //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
472 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
473 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
474 : : //! \param[in] elemblkid Element ids associated with mesh block ids where
475 : : //! user ICs are set
476 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
477 : : //! \param[in] P Primitive vector at recent time step
478 : : //! \param[in,out] R Right-hand side vector computed
479 : : //! \param[in,out] srcFlag Whether the energy source was added
480 : 1268 : void rhs( tk::real t,
481 : : const tk::Fields& geoFace,
482 : : const tk::Fields& geoElem,
483 : : const inciter::FaceData& fd,
484 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
485 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
486 : : const std::unordered_map< std::size_t, std::set< std::size_t > >&
487 : : elemblkid,
488 : : const tk::Fields& U,
489 : : const tk::Fields& P,
490 : : tk::Fields& R,
491 : : std::vector< int >& srcFlag ) const
492 : : {
493 : 1268 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
494 : 1268 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
495 : 1268 : const auto intsharp =
496 : : g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::intsharp >();
497 : 1268 : auto viscous = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::viscous >();
498 : :
499 : 1268 : const auto nelem = fd.Esuel().size()/4;
500 : :
501 : : Assert( U.nunk() == P.nunk(), "Number of unknowns in solution "
502 : : "vector and primitive vector at recent time step incorrect" );
503 : : Assert( U.nunk() == R.nunk(), "Number of unknowns in solution "
504 : : "vector and right-hand side at recent time step incorrect" );
505 : : Assert( U.nprop() == rdof*m_ncomp, "Number of components in solution "
506 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*m_ncomp) );
507 : : Assert( P.nprop() == rdof*nprim(), "Number of components in primitive "
508 : : "vector must equal "+ std::to_string(rdof*nprim()) );
509 : : Assert( fd.Inpofa().size()/3 == fd.Esuf().size()/2,
510 : : "Mismatch in inpofa size" );
511 : :
512 : : // set rhs to zero
513 : : R.fill(0.0);
514 : :
515 : : // configure a no-op lambda for prescribed velocity
516 : : auto velfn = []( ncomp_t, tk::real, tk::real, tk::real, tk::real ){
517 : : return tk::VelFn::result_type(); };
518 : :
519 : : // compute internal surface flux (including non-conservative) integrals
520 : 2536 : tk::surfIntFV( nmat, m_mat_blk, t, rdof, inpoel,
521 [ + - ]: 1268 : coord, fd, geoFace, geoElem, m_riemann, velfn, U, P,
522 : : srcFlag, R, intsharp );
523 : : // compute internal surface viscous flux integrals
524 : 1268 : tk::Fields T( U.nunk(), rdof*nmat );
525 [ - + ]: 1268 : if (viscous) {
526 [ - - ]: 0 : computeTemperaturesFV( m_mat_blk, nmat, inpoel, coord, geoElem,
527 : : U, P, srcFlag, T );
528 : :
529 [ - - ]: 0 : tk::surfIntViscousFV( nmat, m_mat_blk, rdof, inpoel,
530 : : coord, fd, geoFace, geoElem, U, P, T,
531 : : srcFlag, R, intsharp );
532 : : }
533 : :
534 : : // compute boundary surface flux (including non-conservative) integrals
535 [ + + ]: 11412 : for (const auto& b : m_bc) {
536 [ + - ]: 10144 : tk::bndSurfIntFV( nmat, m_mat_blk, rdof, std::get<0>(b),
537 : : fd, geoFace, geoElem, inpoel, coord, t, m_riemann,
538 : : velfn, std::get<1>(b), U, P, srcFlag, R, intsharp );
539 [ - + ]: 10144 : if (viscous)
540 [ - - ]: 0 : tk::bndSurfIntViscousFV( nmat, m_mat_blk, rdof, std::get<0>(b),
541 : : fd, geoFace, geoElem, inpoel, coord, t,
542 : : std::get<1>(b), std::get<2>(b), U, P, T,
543 : : srcFlag, R, intsharp );
544 : : }
545 : :
546 : : // compute optional source term
547 [ + - ][ - - ]: 1268 : tk::srcIntFV( m_mat_blk, t, fd.Esuel().size()/4,
548 : : geoElem, Problem::src, R, nmat );
549 : :
550 : : // compute finite pressure relaxation terms
551 [ + + ]: 1268 : if (g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::prelax >())
552 : : {
553 : 1218 : const auto ct = g_inputdeck.get< tag::multimat,
554 : : tag::prelax_timescale >();
555 [ + - ]: 1218 : tk::pressureRelaxationIntFV( nmat, m_mat_blk, rdof,
556 : : nelem, inpoel, coord, geoElem, U, P, ct,
557 : : R );
558 : : }
559 : :
560 : : // compute external (energy) sources
561 [ - - ]: 0 : m_physics.physSrc(nmat, t, geoElem, elemblkid, R, srcFlag);
562 : 1268 : }
563 : :
564 : : //! Compute the minimum time step size
565 : : // //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
566 : : // //! \param[in] geoFace Face geometry array
567 : : //! \param[in] geoElem Element geometry array
568 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
569 : : //! \param[in] P Vector of primitive quantities at recent time step
570 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
571 : : //! \param[in] srcFlag Whether the energy source was added
572 : : //! \param[in,out] local_dte Time step size for each element (for local
573 : : //! time stepping)
574 : : //! \return Minimum time step size
575 : : //! \details The allowable dt is calculated by looking at the maximum
576 : : //! wave-speed in elements surrounding each face, times the area of that
577 : : //! face. Once the maximum of this quantity over the mesh is determined,
578 : : //! the volume of each cell is divided by this quantity. A minimum of this
579 : : //! ratio is found over the entire mesh, which gives the allowable dt.
580 : 50 : tk::real dt( const inciter::FaceData& /*fd*/,
581 : : const tk::Fields& /*geoFace*/,
582 : : const tk::Fields& geoElem,
583 : : const tk::Fields& U,
584 : : const tk::Fields& P,
585 : : const std::size_t nielem,
586 : : const std::vector< int >& srcFlag,
587 : : std::vector< tk::real >& local_dte ) const
588 : : {
589 : 50 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
590 : 50 : auto viscous = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::viscous >();
591 : :
592 : : // obtain dt restrictions from all physics
593 : 50 : auto dt_e = timeStepSizeMultiMatFV(m_mat_blk, geoElem, nielem, nmat, U,
594 : : P, local_dte);
595 [ - + ]: 50 : if (viscous)
596 [ - - ]: 0 : dt_e = std::min(dt_e, timeStepSizeViscousFV(geoElem, nielem, nmat, U));
597 [ - + ]: 50 : auto dt_p = m_physics.dtRestriction(geoElem, nielem, srcFlag);
598 : :
599 : 50 : return std::min(dt_e, dt_p);
600 : : }
601 : :
602 : : //! Extract the velocity field at cell nodes. Currently unused.
603 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
604 : : //! \param[in] N Element node indices
605 : : //! \return Array of the four values of the velocity field
606 : : std::array< std::array< tk::real, 4 >, 3 >
607 : : velocity( const tk::Fields& U,
608 : : const std::array< std::vector< tk::real >, 3 >&,
609 : : const std::array< std::size_t, 4 >& N ) const
610 : : {
611 : : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
612 : : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
613 : :
614 : : std::array< std::array< tk::real, 4 >, 3 > v;
615 : : v[0] = U.extract( momentumDofIdx(nmat, 0, rdof, 0), N );
616 : : v[1] = U.extract( momentumDofIdx(nmat, 1, rdof, 0), N );
617 : : v[2] = U.extract( momentumDofIdx(nmat, 2, rdof, 0), N );
618 : :
619 : : std::vector< std::array< tk::real, 4 > > ar;
620 : : ar.resize(nmat);
621 : : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
622 : : ar[k] = U.extract( densityDofIdx(nmat, k, rdof, 0), N );
623 : :
624 : : std::array< tk::real, 4 > r{{ 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 }};
625 : : for (std::size_t i=0; i<r.size(); ++i) {
626 : : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
627 : : r[i] += ar[k][i];
628 : : }
629 : :
630 : : std::transform( r.begin(), r.end(), v[0].begin(), v[0].begin(),
631 : : []( tk::real s, tk::real& d ){ return d /= s; } );
632 : : std::transform( r.begin(), r.end(), v[1].begin(), v[1].begin(),
633 : : []( tk::real s, tk::real& d ){ return d /= s; } );
634 : : std::transform( r.begin(), r.end(), v[2].begin(), v[2].begin(),
635 : : []( tk::real s, tk::real& d ){ return d /= s; } );
636 : : return v;
637 : : }
638 : :
639 : : //! Return a map that associates user-specified strings to functions
640 : : //! \return Map that associates user-specified strings to functions that
641 : : //! compute relevant quantities to be output to file
642 : : std::map< std::string, tk::GetVarFn > OutVarFn() const
643 : 8 : { return MultiMatOutVarFn(); }
644 : :
645 : : //! Return analytic field names to be output to file
646 : : //! \return Vector of strings labelling analytic fields output in file
647 : : std::vector< std::string > analyticFieldNames() const {
648 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< eq, tag::nmat >();
649 : :
650 : 0 : return MultiMatFieldNames(nmat);
651 : : }
652 : :
653 : : //! Return surface field names to be output to file
654 : : //! \return Vector of strings labelling surface fields output in file
655 : : std::vector< std::string > surfNames() const
656 : 4 : { return MultiMatSurfNames(); }
657 : :
658 : : //! Return time history field names to be output to file
659 : : //! \return Vector of strings labelling time history fields output in file
660 : : std::vector< std::string > histNames() const {
661 : 0 : return MultiMatHistNames();
662 : : }
663 : :
664 : : //! Return surface field output going to file
665 : : std::vector< std::vector< tk::real > >
666 : : surfOutput( const inciter::FaceData& fd,
667 : : const tk::Fields& U,
668 : : const tk::Fields& P ) const
669 : : {
670 : 4 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
671 : 4 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
672 : :
673 : 4 : return MultiMatSurfOutput( nmat, rdof, fd, U, P );
674 : : }
675 : :
676 : : //! Return time history field output evaluated at time history points
677 : : //! \param[in] h History point data
678 : : //! \param[in] inpoel Element-node connectivity
679 : : //! \param[in] coord Array of nodal coordinates
680 : : //! \param[in] U Array of unknowns
681 : : //! \param[in] P Array of primitive quantities
682 : : //! \return Vector of time history output of bulk flow quantities (density,
683 : : //! velocity, total energy, pressure, and volume fraction) evaluated at
684 : : //! time history points
685 : : std::vector< std::vector< tk::real > >
686 : 0 : histOutput( const std::vector< HistData >& h,
687 : : const std::vector< std::size_t >& inpoel,
688 : : const tk::UnsMesh::Coords& coord,
689 : : const tk::Fields& U,
690 : : const tk::Fields& P ) const
691 : : {
692 : 0 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
693 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
694 : :
695 : : const auto& x = coord[0];
696 : : const auto& y = coord[1];
697 : : const auto& z = coord[2];
698 : :
699 : 0 : std::vector< std::vector< tk::real > > Up(h.size());
700 : :
701 : : std::size_t j = 0;
702 [ - - ]: 0 : for (const auto& p : h) {
703 : 0 : auto e = p.get< tag::elem >();
704 : 0 : auto chp = p.get< tag::coord >();
705 : :
706 : : // Evaluate inverse Jacobian
707 : 0 : std::array< std::array< tk::real, 3>, 4 > cp{{
708 : : {{ x[inpoel[4*e ]], y[inpoel[4*e ]], z[inpoel[4*e ]] }},
709 : : {{ x[inpoel[4*e+1]], y[inpoel[4*e+1]], z[inpoel[4*e+1]] }},
710 : : {{ x[inpoel[4*e+2]], y[inpoel[4*e+2]], z[inpoel[4*e+2]] }},
711 : : {{ x[inpoel[4*e+3]], y[inpoel[4*e+3]], z[inpoel[4*e+3]] }} }};
712 : 0 : auto J = tk::inverseJacobian( cp[0], cp[1], cp[2], cp[3] );
713 : :
714 : : // evaluate solution at history-point
715 : 0 : std::array< tk::real, 3 > dc{{chp[0]-cp[0][0], chp[1]-cp[0][1],
716 [ - - ]: 0 : chp[2]-cp[0][2]}};
717 [ - - ]: 0 : auto B = tk::eval_basis(rdof, tk::dot(J[0],dc), tk::dot(J[1],dc),
718 : : tk::dot(J[2],dc));
719 [ - - ]: 0 : auto uhp = eval_state(m_ncomp, rdof, rdof, e, U, B);
720 [ - - ]: 0 : auto php = eval_state(nprim(), rdof, rdof, e, P, B);
721 : :
722 : : // store solution in history output vector
723 [ - - ][ - - ]: 0 : Up[j].resize(6+nmat, 0.0);
724 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k) {
725 : 0 : Up[j][0] += uhp[densityIdx(nmat,k)];
726 : 0 : Up[j][4] += uhp[energyIdx(nmat,k)];
727 : 0 : Up[j][5] += php[pressureIdx(nmat,k)];
728 : 0 : Up[j][6+k] = uhp[volfracIdx(nmat,k)];
729 : : }
730 [ - - ]: 0 : Up[j][1] = php[velocityIdx(nmat,0)];
731 : 0 : Up[j][2] = php[velocityIdx(nmat,1)];
732 : 0 : Up[j][3] = php[velocityIdx(nmat,2)];
733 [ - - ]: 0 : ++j;
734 : : }
735 : :
736 : 0 : return Up;
737 : : }
738 : :
739 : : //! Return names of integral variables to be output to diagnostics file
740 : : //! \return Vector of strings labelling integral variables output
741 : : std::vector< std::string > names() const
742 : : {
743 : 20 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
744 : 20 : return MultiMatDiagNames(nmat);
745 : : }
746 : :
747 : : //! Return analytic solution (if defined by Problem) at xi, yi, zi, t
748 : : //! \param[in] xi X-coordinate at which to evaluate the analytic solution
749 : : //! \param[in] yi Y-coordinate at which to evaluate the analytic solution
750 : : //! \param[in] zi Z-coordinate at which to evaluate the analytic solution
751 : : //! \param[in] t Physical time at which to evaluate the analytic solution
752 : : //! \return Vector of analytic solution at given location and time
753 : : std::vector< tk::real >
754 : : analyticSolution( tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t ) const
755 : 0 : { return Problem::analyticSolution( m_ncomp, m_mat_blk, xi, yi, zi, t ); }
756 : :
757 : : //! Return analytic solution for conserved variables
758 : : //! \param[in] xi X-coordinate at which to evaluate the analytic solution
759 : : //! \param[in] yi Y-coordinate at which to evaluate the analytic solution
760 : : //! \param[in] zi Z-coordinate at which to evaluate the analytic solution
761 : : //! \param[in] t Physical time at which to evaluate the analytic solution
762 : : //! \return Vector of analytic solution at given location and time
763 : : std::vector< tk::real >
764 : : solution( tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t ) const
765 : 0 : { return Problem::initialize( m_ncomp, m_mat_blk, xi, yi, zi, t ); }
766 : :
767 : : //! Return cell-averaged specific total energy for an element
768 : : //! \param[in] e Element id for which total energy is required
769 : : //! \param[in] unk Vector of conserved quantities
770 : : //! \return Cell-averaged specific total energy for given element
771 : : tk::real sp_totalenergy(std::size_t e, const tk::Fields& unk) const
772 : : {
773 : 0 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
774 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
775 : :
776 : : tk::real sp_te(0.0);
777 : : // sum each material total energy
778 [ - - ][ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k) {
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
779 : 0 : sp_te += unk(e, energyDofIdx(nmat,k,rdof,0));
780 : : }
781 : : return sp_te;
782 : : }
783 : :
784 : : //! Compute relevant sound speed for output
785 : : //! \param[in] nielem Number of internal elements
786 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
787 : : //! \param[in] P Primitive vector at recent time step
788 : : //! \param[in,out] ss Sound speed vector
789 : 4 : void soundspeed(
790 : : std::size_t nielem,
791 : : const tk::Fields& U,
792 : : const tk::Fields& P,
793 : : std::vector< tk::real >& ss) const
794 : : {
795 : : Assert( ss.size() == nielem, "Size of sound speed vector incorrect " );
796 : :
797 : 4 : const auto ndof = g_inputdeck.get< tag::ndof >();
798 : 4 : const auto rdof = g_inputdeck.get< tag::rdof >();
799 : 4 : const auto use_mass_avg =
800 : : g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::dt_sos_massavg >();
801 : 4 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
802 : 4 : std::size_t ncomp = U.nprop()/rdof;
803 : 4 : std::size_t nprim = P.nprop()/rdof;
804 : :
805 [ + - ][ - - ]: 4 : std::vector< tk::real > ugp(ncomp, 0.0), pgp(nprim, 0.0);
806 : :
807 [ + + ]: 6068 : for (std::size_t e=0; e<nielem; ++e) {
808 : : // basis function at centroid
809 [ + - ][ - - ]: 6064 : std::vector< tk::real > B(rdof, 0.0);
810 : 6064 : B[0] = 1.0;
811 : :
812 : : // get conserved quantities
813 [ + - ]: 6064 : ugp = eval_state(ncomp, rdof, ndof, e, U, B);
814 : : // get primitive quantities
815 [ + - ]: 6064 : pgp = eval_state(nprim, rdof, ndof, e, P, B);
816 : :
817 : : // acoustic speed (this should be consistent with time-step calculation)
818 : 6064 : ss[e] = 0.0;
819 : : tk::real mixtureDensity = 0.0;
820 [ + + ]: 18192 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
821 : : {
822 [ - + ]: 12128 : if (use_mass_avg > 0)
823 : : {
824 : : // mass averaging SoS
825 [ - - ]: 0 : ss[e] += ugp[densityIdx(nmat,k)]*
826 [ - - ]: 0 : m_mat_blk[k].compute< EOS::soundspeed >(
827 : : ugp[densityIdx(nmat, k)], pgp[pressureIdx(nmat, k)],
828 : : ugp[volfracIdx(nmat, k)], k );
829 : :
830 : 0 : mixtureDensity += ugp[densityIdx(nmat,k)];
831 : : }
832 : : else
833 : : {
834 [ + + ]: 12128 : if (ugp[volfracIdx(nmat, k)] > 1.0e-04)
835 : : {
836 [ + - ]: 12356 : ss[e] = std::max( ss[e], m_mat_blk[k].compute< EOS::soundspeed >(
837 : : ugp[densityIdx(nmat, k)], pgp[pressureIdx(nmat, k)],
838 [ + + ]: 6178 : ugp[volfracIdx(nmat, k)], k ) );
839 : : }
840 : : }
841 : : }
842 [ - + ]: 6064 : if (use_mass_avg > 0) ss[e] /= mixtureDensity;
843 : : }
844 : 4 : }
845 : :
846 : : private:
847 : : //! Physics policy
848 : : const Physics m_physics;
849 : : //! Number of components in this PDE system
850 : : const ncomp_t m_ncomp;
851 : : //! Riemann solver
852 : : tk::RiemannFluxFn m_riemann;
853 : : //! BC configuration
854 : : BCStateFn m_bc;
855 : : //! EOS material block
856 : : std::vector< EOS > m_mat_blk;
857 : :
858 : : //! Evaluate conservative part of physical flux function for this PDE system
859 : : //! \param[in] ncomp Number of scalar components in this PDE system
860 : : //! \param[in] ugp Numerical solution at the Gauss point at which to
861 : : //! evaluate the flux
862 : : //! \return Flux vectors for all components in this PDE system
863 : : //! \note The function signature must follow tk::FluxFn
864 : : static tk::FluxFn::result_type
865 : : flux( ncomp_t ncomp,
866 : : const std::vector< EOS >& mat_blk,
867 : : const std::vector< tk::real >& ugp,
868 : : const std::vector< std::array< tk::real, 3 > >& )
869 : : {
870 : : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
871 : :
872 : : return tk::fluxTerms(ncomp, nmat, mat_blk, ugp);
873 : : }
874 : :
875 : : //! \brief Boundary state function providing the left and right state of a
876 : : //! face at Dirichlet boundaries
877 : : //! \param[in] ncomp Number of scalar components in this PDE system
878 : : //! \param[in] ul Left (domain-internal) state
879 : : //! \param[in] x X-coordinate at which to compute the states
880 : : //! \param[in] y Y-coordinate at which to compute the states
881 : : //! \param[in] z Z-coordinate at which to compute the states
882 : : //! \param[in] t Physical time
883 : : //! \return Left and right states for all scalar components in this PDE
884 : : //! system
885 : : //! \note The function signature must follow tk::StateFn. For multimat, the
886 : : //! left or right state is the vector of conserved quantities, followed by
887 : : //! the vector of primitive quantities appended to it.
888 : : static tk::StateFn::result_type
889 : 0 : dirichlet( ncomp_t ncomp,
890 : : const std::vector< EOS >& mat_blk,
891 : : const std::vector< tk::real >& ul, tk::real x, tk::real y,
892 : : tk::real z, tk::real t, const std::array< tk::real, 3 >& )
893 : : {
894 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
895 : :
896 : 0 : auto ur = Problem::initialize( ncomp, mat_blk, x, y, z, t );
897 : : Assert( ur.size() == ncomp, "Incorrect size for boundary state vector" );
898 : :
899 [ - - ]: 0 : ur.resize(ul.size());
900 : :
901 : : tk::real rho(0.0);
902 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
903 : 0 : rho += ur[densityIdx(nmat, k)];
904 : :
905 : : // get primitives in boundary state
906 : :
907 : : // velocity
908 : 0 : ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 0)] = ur[momentumIdx(nmat, 0)] / rho;
909 : 0 : ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 1)] = ur[momentumIdx(nmat, 1)] / rho;
910 : 0 : ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 2)] = ur[momentumIdx(nmat, 2)] / rho;
911 : :
912 : : // material pressures
913 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
914 : : {
915 [ - - ]: 0 : auto gk = getDeformGrad(nmat, k, ur);
916 [ - - ]: 0 : ur[ncomp+pressureIdx(nmat, k)] = mat_blk[k].compute< EOS::pressure >(
917 : : ur[densityIdx(nmat, k)], ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 0)],
918 : : ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 1)], ur[ncomp+velocityIdx(nmat, 2)],
919 [ - - ]: 0 : ur[energyIdx(nmat, k)], ur[volfracIdx(nmat, k)], k, gk );
920 : : }
921 : :
922 : : Assert( ur.size() == ncomp+nmat+3, "Incorrect size for appended "
923 : : "boundary state vector" );
924 : :
925 [ - - ]: 0 : return {{ std::move(ul), std::move(ur) }};
926 : : }
927 : :
928 : : // Other boundary condition types that do not depend on "Problem" should be
929 : : // added in BCFunctions.hpp
930 : : };
931 : :
932 : : } // fv::
933 : :
934 : : } // inciter::
935 : :
936 : : #endif // FVMultiMat_h
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