Branch data Line data Source code
1 : : // *****************************************************************************
2 : : /*!
3 : : \file src/PDE/MultiMat/Problem/FieldOutput.cpp
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-material equation solver
9 : : \details This file defines functions for field quantites to be output to
10 : : files for compressible multi-material equations.
11 : : */
12 : : // *****************************************************************************
13 : : #include "FieldOutput.hpp"
14 : : #include "MultiMat/MultiMatIndexing.hpp"
15 : : #include "Vector.hpp"
16 : : #include "Inciter/InputDeck/InputDeck.hpp"
17 : : #include "ConfigureMultiMat.hpp"
18 : :
19 : : namespace inciter {
20 : :
21 : : extern ctr::InputDeck g_inputdeck;
22 : :
23 [ + - ]: 472 : std::map< std::string, tk::GetVarFn > MultiMatOutVarFn()
24 : : // *****************************************************************************
25 : : // Return a map that associates user-specified strings to functions
26 : : //! \return Map that associates user-specified strings to functions that compute
27 : : //! relevant quantities to be output to file
28 : : // *****************************************************************************
29 : : {
30 : : std::map< std::string, tk::GetVarFn > OutFnMap;
31 : :
32 : : // Allowed strings for user-def field output vars
33 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["density"] = multimat::bulkDensityOutVar;
34 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["pressure"] = multimat::bulkPressureOutVar;
35 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["specific_total_energy"] = multimat::bulkSpecificTotalEnergyOutVar;
36 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["x-velocity"] = multimat::velocityOutVar<0>;
37 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["y-velocity"] = multimat::velocityOutVar<1>;
38 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["z-velocity"] = multimat::velocityOutVar<2>;
39 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["material_indicator"] = multimat::matIndicatorOutVar;
40 : : // Cauchy stress tensor
41 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress11"] = multimat::stressOutVar<0,0>;
42 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress12"] = multimat::stressOutVar<0,1>;
43 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress13"] = multimat::stressOutVar<0,2>;
44 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress21"] = multimat::stressOutVar<1,0>;
45 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress22"] = multimat::stressOutVar<1,1>;
46 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress23"] = multimat::stressOutVar<1,2>;
47 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress31"] = multimat::stressOutVar<2,0>;
48 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress32"] = multimat::stressOutVar<2,1>;
49 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["stress33"] = multimat::stressOutVar<2,2>;
50 : : // Inverse deformation gradient tensor
51 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g11"] = multimat::defGradOutVar<0,0>;
52 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g12"] = multimat::defGradOutVar<0,1>;
53 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g13"] = multimat::defGradOutVar<0,2>;
54 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g21"] = multimat::defGradOutVar<1,0>;
55 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g22"] = multimat::defGradOutVar<1,1>;
56 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g23"] = multimat::defGradOutVar<1,2>;
57 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g31"] = multimat::defGradOutVar<2,0>;
58 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g32"] = multimat::defGradOutVar<2,1>;
59 [ + - ][ + - ]: 472 : OutFnMap["g33"] = multimat::defGradOutVar<2,2>;
60 : :
61 : 472 : return OutFnMap;
62 : : }
63 : :
64 [ + - ]: 236 : std::vector< std::string > MultiMatSurfNames()
65 : : // *****************************************************************************
66 : : // Return surface field names to be output to file
67 : : //! \note Every surface will output these fields.
68 : : //! \return Vector of strings labelling surface fields output in file
69 : : // *****************************************************************************
70 : : {
71 : : std::vector< std::string > n;
72 : :
73 [ + - ]: 236 : n.push_back( "density" );
74 [ + - ]: 236 : n.push_back( "x-velocity" );
75 [ + - ]: 236 : n.push_back( "y-velocity" );
76 [ + - ]: 236 : n.push_back( "z-velocity" );
77 [ + - ]: 236 : n.push_back( "specific_total_energy" );
78 [ + - ]: 236 : n.push_back( "pressure" );
79 : :
80 : 236 : return n;
81 : 0 : }
82 : :
83 : : std::vector< std::vector< tk::real > >
84 : 236 : MultiMatSurfOutput(
85 : : const std::size_t nmat,
86 : : const std::size_t rdof,
87 : : const FaceData& fd,
88 : : const tk::Fields& U,
89 : : const tk::Fields& P )
90 : : // *****************************************************************************
91 : : // Return element surface field output (on triangle faces) going to file
92 : : //! \param[in] nmat Number of materials in this PDE system
93 : : //! \param[in] rdof Maximum number of reconstructed degrees of freedom
94 : : //! \param[in] fd Face connectivity and boundary conditions object
95 : : //! \param[in] U Solution vector at recent time step
96 : : //! \param[in] P Vector of primitives at recent time step
97 : : //! \return Vector of vectors of solution on side set faces to be output to file
98 : : // *****************************************************************************
99 : : {
100 : : std::vector< std::vector< tk::real > > out;
101 : :
102 : : const auto& bface = fd.Bface();
103 : : const auto& esuf = fd.Esuf();
104 : :
105 : : // extract field output along side sets requested
106 [ - + ]: 236 : for (auto s : g_inputdeck.get< tag::field_output, tag::sideset >()) {
107 : : // get face list for side set requested
108 : 0 : auto b = bface.find(static_cast<int>(s));
109 [ - - ]: 0 : if (b == end(bface)) continue;
110 : : const auto& faces = b->second;
111 [ - - ][ - - ]: 0 : std::vector< tk::real > surfaceSol( faces.size() );
112 : : auto i = out.size();
113 : : out.insert( end(out), 6, surfaceSol );
114 : : std::size_t j = 0;
115 [ - - ]: 0 : for (auto f : faces) {
116 : : Assert( esuf[2*f+1] == -1, "outside boundary element not -1" );
117 : 0 : std::size_t el = static_cast< std::size_t >(esuf[2*f]);
118 : :
119 : : // access solutions at boundary element
120 : : tk::real rhob(0.0), rhoE(0.0), pb(0.0);
121 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k) {
122 : 0 : rhob += U(el, densityDofIdx(nmat,k,rdof,0));
123 : 0 : rhoE += U(el, energyDofIdx(nmat,k,rdof,0));
124 : 0 : pb += P(el, pressureDofIdx(nmat,k,rdof,0));
125 : : }
126 : :
127 : 0 : out[i+0][j] = rhob;
128 : 0 : out[i+1][j] = P(el, velocityDofIdx(nmat,0,rdof,0));
129 : 0 : out[i+2][j] = P(el, velocityDofIdx(nmat,1,rdof,0));
130 : 0 : out[i+3][j] = P(el, velocityDofIdx(nmat,2,rdof,0));
131 : 0 : out[i+4][j] = rhoE;
132 : 0 : out[i+5][j] = pb;
133 : 0 : ++j;
134 : : }
135 : : }
136 : :
137 : 236 : return out;
138 : 0 : }
139 : :
140 [ - - ]: 0 : std::vector< std::string > MultiMatHistNames()
141 : : // *****************************************************************************
142 : : // Return time history field names to be output to file
143 : : //! \note Every time history point will output these fields.
144 : : //! \return Vector of strings labelling time history fields output in file
145 : : // *****************************************************************************
146 : : {
147 : : std::vector< std::string > n;
148 : 0 : auto nmat = g_inputdeck.get< tag::multimat, tag::nmat >();
149 : :
150 [ - - ]: 0 : n.push_back( "density" );
151 [ - - ]: 0 : n.push_back( "x-velocity" );
152 [ - - ]: 0 : n.push_back( "y-velocity" );
153 [ - - ]: 0 : n.push_back( "z-velocity" );
154 [ - - ]: 0 : n.push_back( "energy" );
155 [ - - ]: 0 : n.push_back( "pressure" );
156 [ - - ]: 0 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
157 [ - - ]: 0 : n.push_back( "volfrac"+std::to_string(k+1) );
158 : :
159 : 0 : return n;
160 : 0 : }
161 : :
162 : 34 : std::vector< std::string > MultiMatDiagNames(std::size_t nmat)
163 : : // *****************************************************************************
164 : : // Return diagnostic var names to be output to file
165 : : //! \param[in] nmat Number of materials in systen
166 : : //! \return Vector of strings labelling diagnostic fields output in file
167 : : // *****************************************************************************
168 : : {
169 : : std::vector< std::string > n;
170 : : const auto& solidx = g_inputdeck.get< tag::matidxmap, tag::solidx >();
171 : :
172 [ + + ]: 122 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
173 [ + - ]: 176 : n.push_back( "f"+std::to_string(k+1) );
174 [ + + ]: 122 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
175 [ + - ]: 176 : n.push_back( "fr"+std::to_string(k+1) );
176 [ + - ]: 34 : n.push_back( "fru" );
177 [ + - ]: 34 : n.push_back( "frv" );
178 [ + - ]: 34 : n.push_back( "frw" );
179 [ + + ]: 122 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
180 [ + - ]: 176 : n.push_back( "fre"+std::to_string(k+1) );
181 [ + + ]: 122 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k) {
182 [ - + ]: 88 : if (solidx[k]) {
183 [ - - ]: 0 : for (std::size_t i=1; i<=3; ++i)
184 [ - - ]: 0 : for (std::size_t j=1; j<=3; ++j)
185 [ - - ][ - - ]: 0 : n.push_back( "g"+std::to_string(k+1)+
[ - - ]
186 [ - - ][ - - ]: 0 : "_"+std::to_string(i)+std::to_string(j) );
[ - - ][ - - ]
[ - - ][ - - ]
187 : : }
188 : : }
189 : :
190 : 34 : return n;
191 : 0 : }
192 : :
193 : : } //inciter::
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