Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : // *****************************************************************************
       2                 :            : /*!
       3                 :            :   \file      src/Walker/Integrator.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     Integrator advances differential equations
       9                 :            :   \details   Integrator advances differential equations. There are a potentially
      10                 :            :     large number of Integrator Charm++ chares created by Distributor. Each
      11                 :            :     integrator gets a chunk of the full load and does the same: initializes and
      12                 :            :     advances multiple ordinary or stochastic differential equations in time.
      13                 :            :     Note that there is no spatial dependence, these equations describe spatially
      14                 :            :     homogeneous processes.
      15                 :            : */
      16                 :            : // *****************************************************************************
      17                 :            : #ifndef Integrator_h
      18                 :            : #define Integrator_h
      19                 :            : 
      20                 :            : #include <vector>
      21                 :            : #include <map>
      22                 :            : #include <cstdint>
      23                 :            : 
      24                 :            : #include "Types.hpp"
      25                 :            : #include "Tags.hpp"
      26                 :            : #include "StatCtr.hpp"
      27                 :            : #include "DiffEq.hpp"
      28                 :            : #include "Particles.hpp"
      29                 :            : #include "SystemComponents.hpp"
      30                 :            : #include "Statistics.hpp"
      31                 :            : #include "Walker/InputDeck/InputDeck.hpp"
      32                 :            : 
      33                 :            : #include "NoWarning/integrator.decl.h"
      34                 :            : 
      35                 :            : namespace walker {
      36                 :            : 
      37                 :            : extern ctr::InputDeck g_inputdeck;
      38                 :            : 
      39                 :            : #if defined(__clang__)
      40                 :            :   #pragma clang diagnostic push
      41                 :            :   #pragma clang diagnostic ignored "-Wundefined-func-template"
      42                 :            : #endif
      43                 :            : 
      44                 :            : //! Integrator Charm++ chare used to advance differential equations in time
      45                 :            : class Integrator : public CBase_Integrator {
      46                 :            : 
      47                 :            :   public:
      48                 :            :     //! Constructor
      49                 :            :     explicit Integrator( CProxy_Distributor hostproxy,
      50                 :            :                          CProxy_Collector collproxy,
      51                 :            :                          tk::CProxy_ParticleWriter particlewriterproxy,
      52                 :            :                          uint64_t npar );
      53                 :            : 
      54                 :            :     //! Migrate constructor
      55                 :            :     // cppcheck-suppress uninitMemberVar
      56                 :          0 :     explicit Integrator( CkMigrateMessage* ) :
      57                 :          0 :       m_particles( 0, g_inputdeck.get< tag::component >().nprop() ),
      58                 :          0 :       m_stat( m_particles,
      59         [ -  - ]:          0 :               g_inputdeck.get< tag::component >().offsetmap( g_inputdeck ),
      60                 :          0 :               g_inputdeck.get< tag::stat >(),
      61                 :          0 :               g_inputdeck.get< tag::pdf >(),
      62 [ -  - ][ -  - ]:          0 :               g_inputdeck.get< tag::discr, tag::binsize >() ) {}
      63                 :            : 
      64                 :            :     //! Perform setup: set initial conditions and advance a time step
      65                 :            :     void setup( tk::real dt,
      66                 :            :                 tk::real t,
      67                 :            :                 uint64_t it,
      68                 :            :                 const std::map< tk::ctr::Product, tk::real >& moments );
      69                 :            : 
      70                 :            :     //! Set initial conditions
      71                 :            :     void ic();
      72                 :            : 
      73                 :            :     //! Advance all particles owned by this integrator
      74                 :            :     void advance( tk::real dt,
      75                 :            :                   tk::real t,
      76                 :            :                   uint64_t it,
      77                 :            :                   const std::map< tk::ctr::Product, tk::real >& moments );
      78                 :            : 
      79                 :            :     //! Output particle positions to file
      80                 :            :     void out();
      81                 :            : 
      82                 :            :     //! Start collecting statistics
      83                 :            :     void accumulate();
      84                 :            : 
      85                 :            :     // Accumulate sums for central moments and central PDFs
      86                 :            :     void accumulateCen( uint64_t it,
      87                 :            :                         tk::real t,
      88                 :            :                         tk::real dt,
      89                 :            :                         const std::vector< tk::real >& ord );
      90                 :            : 
      91                 :            :   private:
      92                 :            :     CProxy_Distributor m_host;     //!< Host proxy
      93                 :            :     CProxy_Collector m_coll;       //!< Collector proxy
      94                 :            :     tk::CProxy_ParticleWriter m_particlewriter;  //!< Particle writer proxy
      95                 :            :     tk::Particles m_particles;     //!< Particle properties
      96                 :            :     tk::Statistics m_stat;         //!< Statistics
      97                 :            :     tk::real m_dt;                 //!< Time step size
      98                 :            :     tk::real m_t;                  //!< Physical time
      99                 :            :     uint64_t m_it;                 //!< Iteration count
     100                 :            :     uint64_t m_itp;                //!< Particle position output iteration count
     101                 :            : 
     102                 :            :     // Accumulate sums for ordinary moments and ordinary PDFs
     103                 :            :     void accumulateOrd( uint64_t it, tk::real t, tk::real dt );
     104                 :            : };
     105                 :            : 
     106                 :            : #if defined(__clang__)
     107                 :            :   #pragma clang diagnostic pop
     108                 :            : #endif
     109                 :            : 
     110                 :            : } // walker::
     111                 :            : 
     112                 :            : #endif // Integrator_h