Quinoa all test code coverage report
Current view: top level - PDE - DGPDE.hpp (source / functions) Hit Total Coverage
Commit: Quinoa_v0.3-957-gb4f0efae0 Lines: 94 108 87.0 %
Date: 2021-11-11 18:25:50 Functions: 253 550 46.0 %
Legend: Lines: hit not hit | Branches: + taken - not taken # not executed Branches: 7 20 35.0 %

           Branch data     Line data    Source code
       1                 :            : // *****************************************************************************
       2                 :            : /*!
       3                 :            :   \file      src/PDE/DGPDE.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     Partial differential equation base for discontinuous Galerkin PDEs
       9                 :            :   \details   This file defines a generic partial differential equation (PDE)
      10                 :            :     class for PDEs that use discontinuous Galerkin spatial discretization.
      11                 :            :     The class uses runtime polymorphism without client-side inheritance:
      12                 :            :     inheritance is confined to the internals of the class, invisible to
      13                 :            :     client-code. The class exclusively deals with ownership enabling client-side
      14                 :            :     value semantics. Credit goes to Sean Parent at Adobe:
      15                 :            :     https://github.com/sean-parent/sean-parent.github.com/wiki/
      16                 :            :     Papers-and-Presentations.
      17                 :            : */
      18                 :            : // *****************************************************************************
      19                 :            : #ifndef DGPDE_h
      20                 :            : #define DGPDE_h
      21                 :            : 
      22                 :            : #include <array>
      23                 :            : #include <string>
      24                 :            : #include <vector>
      25                 :            : #include <memory>
      26                 :            : #include <unordered_set>
      27                 :            : #include <functional>
      28                 :            : 
      29                 :            : #include "Types.hpp"
      30                 :            : #include "Fields.hpp"
      31                 :            : #include "FaceData.hpp"
      32                 :            : #include "UnsMesh.hpp"
      33                 :            : #include "Inciter/InputDeck/InputDeck.hpp"
      34                 :            : #include "FunctionPrototypes.hpp"
      35                 :            : #include "History.hpp"
      36                 :            : 
      37                 :            : namespace inciter {
      38                 :            : 
      39                 :            : extern ctr::InputDeck g_inputdeck;
      40                 :            : 
      41                 :            : using ncomp_t = kw::ncomp::info::expect::type;
      42                 :            : using bcconf_t = kw::sideset::info::expect::type;
      43                 :            : using BCStateFn =
      44                 :            :   std::vector< std::pair< std::vector< bcconf_t >, tk::StateFn > >;
      45                 :            : 
      46                 :            : //! Extract BC configuration ignoring if BC not specified
      47                 :            : //! \note A more preferable way of catching errors such as this function
      48                 :            : //!   hides is during parsing, so that we don't even get here if BCs are
      49                 :            : //!   not correctly specified. For now we simply ignore if BCs are not
      50                 :            : //!   specified by allowing empty BC vectors from the user input.
      51                 :            : template< class Eq > struct ConfigBC {
      52                 :            :   std::size_t system;  //! Compflow system id
      53                 :            :   BCStateFn& state;    //!< BC state config: sidesets + statefn
      54                 :            :   const std::vector< tk::StateFn >& fn;    //!< BC state functions
      55                 :            :   std::size_t c;       //!< Counts BC types configured
      56                 :            :   //! Constructor
      57                 :        273 :   ConfigBC( std::size_t sys,
      58                 :            :             BCStateFn& s,
      59                 :            :             const std::vector< tk::StateFn >& f ) :
      60                 :        273 :     system(sys), state(s), fn(f), c(0) {}
      61                 :            :   //! Function to call for each BC type
      62                 :       1638 :   template< typename U > void operator()( brigand::type_<U> ) {
      63                 :       1638 :     std::vector< bcconf_t > cfg;
      64                 :       1638 :     const auto& v = g_inputdeck.get< tag::param, Eq, tag::bc, U >();
      65 [ +  + ][ +  - ]:       1638 :     if (v.size() > system) cfg = v[system];
      66 [ -  + ][ -  - ]:       1638 :     Assert( fn.size() > c, "StateFn missing for BC type" );
         [ -  - ][ -  - ]
      67 [ +  - ][ +  - ]:       1638 :     state.push_back( { cfg, fn[c++] } );
      68                 :       1638 :   }
      69                 :            : };
      70                 :            : 
      71                 :            : //! State function for invalid/un-configured boundary conditions
      72                 :            : [[noreturn]] tk::StateFn::result_type
      73                 :            : invalidBC( ncomp_t, ncomp_t, const std::vector< tk::real >&,
      74                 :            :            tk::real, tk::real, tk::real, tk::real,
      75                 :            :            const std::array< tk::real, 3> & );
      76                 :            : 
      77                 :            : //! \brief Partial differential equation base for discontinuous Galerkin PDEs
      78                 :            : //! \details This class uses runtime polymorphism without client-side
      79                 :            : //!   inheritance: inheritance is confined to the internals of the this class,
      80                 :            : //!   invisible to client-code. The class exclusively deals with ownership
      81                 :            : //!   enabling client-side value semantics. Credit goes to Sean Parent at Adobe:
      82                 :            : //!   https://github.com/sean-parent/sean-parent.github.com/wiki/
      83                 :            : //!   Papers-and-Presentations. For example client code that models a DGPDE,
      84                 :            : //!   see inciter::CompFlow.
      85                 :            : class DGPDE {
      86                 :            : 
      87                 :            :   private:
      88                 :            :     using ncomp_t = kw::ncomp::info::expect::type;
      89                 :            : 
      90                 :            :   public:
      91                 :            :     //! Default constructor taking no arguments for Charm++
      92                 :          0 :     explicit DGPDE() = default;
      93                 :            : 
      94                 :            :     //! \brief Constructor taking an object modeling Concept.
      95                 :            :     //! \details The object of class T comes pre-constructed.
      96                 :            :     //! \param[in] x Instantiated object of type T given by the template
      97                 :            :     //!   argument.
      98                 :            :     template< typename T > explicit DGPDE( T x ) :
      99                 :            :       self( std::make_unique< Model<T> >( std::move(x) ) ) {}
     100                 :            : 
     101                 :            :     //! \brief Constructor taking a function pointer to a constructor of an
     102                 :            :     //!   object modeling Concept.
     103                 :            :     //! \details Passing std::function allows late execution of the constructor,
     104                 :            :     //!   i.e., as late as inside this class' constructor, and thus usage from
     105                 :            :     //!   a factory. Note that there are at least two different ways of using
     106                 :            :     //!   this constructor:
     107                 :            :     //!   - Bind T's constructor arguments and place it in std::function<T()>
     108                 :            :     //!   and passing no arguments as args.... This case then instantiates the
     109                 :            :     //!   model via its constructor and stores it in here.
     110                 :            :     //!   - Bind a single placeholder argument to T's constructor and pass it in
     111                 :            :     //!   as host's args..., which then forwards it to model's constructor. This
     112                 :            :     //!   allows late binding, i.e., binding the argument only here.
     113                 :            :     //! \see See also the wrapper tk::recordModel() which does the former and
     114                 :            :     //!   tk::recordModelLate() which does the latter, both defined in
     115                 :            :     //!   src/Base/Factory.h.
     116                 :            :     //! \param[in] x Function pointer to a constructor of an object modeling
     117                 :            :     //!    Concept.
     118                 :            :     //! \param[in] args Zero or more constructor arguments
     119                 :            :     template< typename T, typename...Args >
     120                 :        273 :     explicit DGPDE( std::function<T(Args...)> x, Args&&... args ) :
     121                 :            :       self( std::make_unique< Model<T> >(
     122         [ +  - ]:        273 :               std::move( x( std::forward<Args>(args)... ) ) ) ) {}
     123                 :            : 
     124                 :            :     //! Public interface to find number of primitive quantities for the diff eq
     125                 :        918 :     std::size_t nprim() const
     126                 :        918 :     { return self->nprim(); }
     127                 :            : 
     128                 :            :     //! Public interface to find number of materials for the diff eq
     129                 :            :     std::size_t nmat() const
     130                 :            :     { return self->nmat(); }
     131                 :            : 
     132                 :            :     //! Public interface to find Dofs for each equation in pde system
     133                 :        918 :     void numEquationDofs(std::vector< std::size_t >& numEqDof) const
     134                 :        918 :     { return self->numEquationDofs(numEqDof); }
     135                 :            : 
     136                 :            :     //! Public interface to determine elements that lie inside the IC box
     137                 :        918 :     void IcBoxElems( const tk::Fields& geoElem,
     138                 :            :       std::size_t nielem,
     139                 :            :       std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& inbox ) const
     140                 :        918 :     { self->IcBoxElems( geoElem, nielem, inbox ); }
     141                 :            : 
     142                 :            :     //! Public interface to setting the initial conditions for the diff eq
     143                 :       1050 :     void initialize(
     144                 :            :       const tk::Fields& L,
     145                 :            :       const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     146                 :            :       const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     147                 :            :       const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& inbox,
     148                 :            :       tk::Fields& unk,
     149                 :            :       tk::real t,
     150                 :            :       const std::size_t nielem ) const
     151                 :       1050 :     { self->initialize( L, inpoel, coord, inbox, unk, t, nielem ); }
     152                 :            : 
     153                 :            :     //! Public interface to computing the left-hand side matrix for the diff eq
     154                 :       1158 :     void lhs( const tk::Fields& geoElem, tk::Fields& l ) const
     155                 :       1158 :     { self->lhs( geoElem, l ); }
     156                 :            : 
     157                 :            :     //! Public interface to updating the interface cells for the diff eq
     158                 :      74580 :     void updateInterfaceCells( tk::Fields& unk,
     159                 :            :                                std::size_t nielem,
     160                 :            :                                std::vector< std::size_t >& ndofel ) const
     161                 :      74580 :     { self->updateInterfaceCells( unk, nielem, ndofel ); }
     162                 :            : 
     163                 :            :     //! Public interface to updating the primitives for the diff eq
     164                 :      75498 :     void updatePrimitives( const tk::Fields& unk,
     165                 :            :                            const tk::Fields& L,
     166                 :            :                            const tk::Fields& geoElem,
     167                 :            :                            tk::Fields& prim,
     168                 :            :                            std::size_t nielem ) const
     169                 :      75498 :     { self->updatePrimitives( unk, L, geoElem, prim, nielem ); }
     170                 :            : 
     171                 :            :     //! Public interface to cleaning up trace materials for the diff eq
     172                 :      74580 :     void cleanTraceMaterial( const tk::Fields& geoElem,
     173                 :            :                              tk::Fields& unk,
     174                 :            :                              tk::Fields& prim,
     175                 :            :                              std::size_t nielem ) const
     176                 :      74580 :     { self->cleanTraceMaterial( geoElem, unk, prim, nielem ); }
     177                 :            : 
     178                 :            :     //! Public interface to reconstructing the second-order solution
     179                 :      44760 :     void reconstruct( tk::real t,
     180                 :            :                       const tk::Fields& geoFace,
     181                 :            :                       const tk::Fields& geoElem,
     182                 :            :                       const inciter::FaceData& fd,
     183                 :            :                       const std::map< std::size_t, std::vector< std::size_t > >&
     184                 :            :                         esup,
     185                 :            :                       const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     186                 :            :                       const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     187                 :            :                       tk::Fields& U,
     188                 :            :                       tk::Fields& P ) const
     189                 :            :     {
     190                 :      44760 :       self->reconstruct( t, geoFace, geoElem, fd, esup, inpoel, coord, U, P );
     191                 :      44760 :     }
     192                 :            : 
     193                 :            :     //! Public interface to limiting the second-order solution
     194                 :      44760 :     void limit( tk::real t,
     195                 :            :                 const tk::Fields& geoFace,
     196                 :            :                 const tk::Fields& geoElem,
     197                 :            :                 const inciter::FaceData& fd,
     198                 :            :                 const std::map< std::size_t, std::vector< std::size_t > >& esup,
     199                 :            :                 const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     200                 :            :                 const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     201                 :            :                 const std::vector< std::size_t >& ndofel,
     202                 :            :                 const std::vector< std::size_t >& gid,
     203                 :            :                 const std::unordered_map< std::size_t, std::size_t >& bid,
     204                 :            :                 const std::vector< std::vector<tk::real> >& uNodalExtrm,
     205                 :            :                 const std::vector< std::vector<tk::real> >& pNodalExtrm,
     206                 :            :                 tk::Fields& U,
     207                 :            :                 tk::Fields& P,
     208                 :            :                 std::vector< std::size_t >& shockmarker ) const
     209                 :            :     {
     210                 :      44760 :       self->limit( t, geoFace, geoElem, fd, esup, inpoel, coord, ndofel, gid,
     211                 :      44760 :                    bid, uNodalExtrm, pNodalExtrm, U, P, shockmarker );
     212                 :      44760 :     }
     213                 :            : 
     214                 :            :     //! Public interface to computing the P1 right-hand side vector
     215                 :      74580 :     void rhs( tk::real t,
     216                 :            :               const tk::Fields& geoFace,
     217                 :            :               const tk::Fields& geoElem,
     218                 :            :               const inciter::FaceData& fd,
     219                 :            :               const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     220                 :            :               const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& boxelems,
     221                 :            :               const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     222                 :            :               const tk::Fields& U,
     223                 :            :               const tk::Fields& P,
     224                 :            :               const std::vector< std::size_t >& ndofel,
     225                 :            :               tk::Fields& R ) const
     226                 :            :     {
     227                 :      74580 :       self->rhs( t, geoFace, geoElem, fd, inpoel, boxelems, coord, U, P,
     228                 :      74580 :                  ndofel, R );
     229                 :      74580 :     }
     230                 :            : 
     231                 :            :     //! Evaluate the adaptive indicator and mark the ndof for each element
     232                 :       1636 :     void eval_ndof( std::size_t nunk,
     233                 :            :                     const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     234                 :            :                     const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     235                 :            :                     const inciter::FaceData& fd,
     236                 :            :                     const tk::Fields& unk,
     237                 :            :                     inciter::ctr::PrefIndicatorType indicator,
     238                 :            :                     std::size_t ndof,
     239                 :            :                     std::size_t ndofmax,
     240                 :            :                     tk::real tolref,
     241                 :            :                     std::vector< std::size_t >& ndofel ) const
     242                 :            :     {
     243                 :       1636 :       self->eval_ndof( nunk, coord, inpoel, fd, unk, indicator, ndof, ndofmax,
     244                 :       1636 :         tolref, ndofel );
     245                 :       1636 :     }
     246                 :            : 
     247                 :            :     //! Public interface for computing the minimum time step size
     248                 :       2445 :     tk::real dt( const std::array< std::vector< tk::real >, 3 >& coord,
     249                 :            :                  const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     250                 :            :                  const inciter::FaceData& fd,
     251                 :            :                  const tk::Fields& geoFace,
     252                 :            :                  const tk::Fields& geoElem,
     253                 :            :                  const std::vector< std::size_t >& ndofel,
     254                 :            :                  const tk::Fields& U,
     255                 :            :                  const tk::Fields& P,
     256                 :            :                  const std::size_t nielem ) const
     257                 :       2445 :     { return self->dt( coord, inpoel, fd, geoFace, geoElem, ndofel, U, P, nielem ); }
     258                 :            : 
     259                 :            :     //! Public interface to returning analytic field output labels
     260                 :       2234 :     std::vector< std::string > analyticFieldNames() const
     261                 :       2234 :     { return self->analyticFieldNames(); }
     262                 :            : 
     263                 :            :     //! Public interface to returning time history field output labels
     264                 :          0 :     std::vector< std::string > histNames() const { return self->histNames(); }
     265                 :            : 
     266                 :            :     //! Public interface to returning variable names
     267                 :         96 :     std::vector< std::string > names() const { return self->names(); }
     268                 :            : 
     269                 :            :     //! Public interface to returning surface field output
     270                 :            :     std::vector< std::vector< tk::real > >
     271                 :            :     surfOutput( const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bnd,
     272                 :            :                 tk::Fields& U ) const
     273                 :            :     { return self->surfOutput( bnd, U ); }
     274                 :            : 
     275                 :            :     //! Public interface to return point history output
     276                 :            :     std::vector< std::vector< tk::real > >
     277                 :          0 :     histOutput( const std::vector< HistData >& h,
     278                 :            :       const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     279                 :            :       const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     280                 :            :       const tk::Fields& U,
     281                 :            :       const tk::Fields& P ) const
     282                 :          0 :     { return self->histOutput( h, inpoel, coord, U, P ); }
     283                 :            : 
     284                 :            :     //! Public interface to returning analytic solution
     285                 :            :     tk::InitializeFn::result_type
     286                 :    1319248 :     analyticSolution( tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t ) const
     287                 :    1319248 :     { return self->analyticSolution( xi, yi, zi, t ); }
     288                 :            : 
     289                 :            :     //! Public interface to returning the analytic solution for conserved vars
     290                 :            :     tk::InitializeFn::result_type
     291                 :   11729902 :     solution( tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t ) const
     292                 :   11729902 :     { return self->solution( xi, yi, zi, t ); }
     293                 :            : 
     294                 :            :     //! Copy assignment
     295                 :            :     DGPDE& operator=( const DGPDE& x )
     296                 :            :     { DGPDE tmp(x); *this = std::move(tmp); return *this; }
     297                 :            :     //! Copy constructor
     298                 :            :     DGPDE( const DGPDE& x ) : self( x.self->copy() ) {}
     299                 :            :     //! Move assignment
     300                 :            :     DGPDE& operator=( DGPDE&& ) noexcept = default;
     301                 :            :     //! Move constructor
     302                 :        273 :     DGPDE( DGPDE&& ) noexcept = default;
     303                 :            : 
     304                 :            :   private:
     305                 :            :     //! \brief Concept is a pure virtual base class specifying the requirements
     306                 :            :     //!   of polymorphic objects deriving from it
     307                 :            :     struct Concept {
     308                 :        273 :       Concept() = default;
     309                 :          0 :       Concept( const Concept& ) = default;
     310                 :        273 :       virtual ~Concept() = default;
     311                 :            :       virtual Concept* copy() const = 0;
     312                 :            :       virtual std::size_t nprim() const = 0;
     313                 :            :       virtual std::size_t nmat() const = 0;
     314                 :            :       virtual void numEquationDofs(std::vector< std::size_t >&) const = 0;
     315                 :            :       virtual void IcBoxElems( const tk::Fields&,
     316                 :            :         std::size_t,
     317                 :            :         std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& ) const = 0;
     318                 :            :       virtual void initialize(
     319                 :            :         const tk::Fields&,
     320                 :            :         const std::vector< std::size_t >&,
     321                 :            :         const tk::UnsMesh::Coords&,
     322                 :            :         const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >&,
     323                 :            :         tk::Fields&,
     324                 :            :         tk::real,
     325                 :            :         const std::size_t nielem ) const = 0;
     326                 :            :       virtual void lhs( const tk::Fields&, tk::Fields& ) const = 0;
     327                 :            :       virtual void updateInterfaceCells( tk::Fields&,
     328                 :            :                                          std::size_t,
     329                 :            :                                          std::vector< std::size_t >& ) const = 0;
     330                 :            :       virtual void updatePrimitives( const tk::Fields&,
     331                 :            :                                      const tk::Fields&,
     332                 :            :                                      const tk::Fields&,
     333                 :            :                                      tk::Fields&,
     334                 :            :                                      std::size_t ) const = 0;
     335                 :            :       virtual void cleanTraceMaterial( const tk::Fields&,
     336                 :            :                                        tk::Fields&,
     337                 :            :                                        tk::Fields&,
     338                 :            :                                        std::size_t ) const = 0;
     339                 :            :       virtual void reconstruct( tk::real,
     340                 :            :                                 const tk::Fields&,
     341                 :            :                                 const tk::Fields&,
     342                 :            :                                 const inciter::FaceData&,
     343                 :            :                                 const std::map< std::size_t,
     344                 :            :                                   std::vector< std::size_t > >&,
     345                 :            :                                 const std::vector< std::size_t >&,
     346                 :            :                                 const tk::UnsMesh::Coords&,
     347                 :            :                                 tk::Fields&,
     348                 :            :                                 tk::Fields& ) const = 0;
     349                 :            :       virtual void limit( tk::real,
     350                 :            :                           const tk::Fields&,
     351                 :            :                           const tk::Fields&,
     352                 :            :                           const inciter::FaceData&,
     353                 :            :                           const std::map< std::size_t,
     354                 :            :                             std::vector< std::size_t > >&,
     355                 :            :                           const std::vector< std::size_t >&,
     356                 :            :                           const tk::UnsMesh::Coords&,
     357                 :            :                           const std::vector< std::size_t >&,
     358                 :            :                           const std::vector< std::size_t >&,
     359                 :            :                           const std::unordered_map< std::size_t, std::size_t >&,
     360                 :            :                           const std::vector< std::vector<tk::real> >&,
     361                 :            :                           const std::vector< std::vector<tk::real> >&,
     362                 :            :                           tk::Fields&,
     363                 :            :                           tk::Fields&,
     364                 :            :                           std::vector< std::size_t >& ) const = 0;
     365                 :            :       virtual void rhs( tk::real,
     366                 :            :                         const tk::Fields&,
     367                 :            :                         const tk::Fields&,
     368                 :            :                         const inciter::FaceData&,
     369                 :            :                         const std::vector< std::size_t >&,
     370                 :            :                         const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >&,
     371                 :            :                         const tk::UnsMesh::Coords&,
     372                 :            :                         const tk::Fields&,
     373                 :            :                         const tk::Fields&,
     374                 :            :                         const std::vector< std::size_t >&,
     375                 :            :                         tk::Fields& ) const = 0;
     376                 :            :       virtual void eval_ndof( std::size_t,
     377                 :            :                               const tk::UnsMesh::Coords&,
     378                 :            :                               const std::vector< std::size_t >&,
     379                 :            :                               const inciter::FaceData&,
     380                 :            :                               const tk::Fields&,
     381                 :            :                               inciter::ctr::PrefIndicatorType,
     382                 :            :                               std::size_t,
     383                 :            :                               std::size_t,
     384                 :            :                               tk::real,
     385                 :            :                               std::vector< std::size_t >& ) const = 0;
     386                 :            :       virtual tk::real dt( const std::array< std::vector< tk::real >, 3 >&,
     387                 :            :                            const std::vector< std::size_t >&,
     388                 :            :                            const inciter::FaceData&,
     389                 :            :                            const tk::Fields&,
     390                 :            :                            const tk::Fields&,
     391                 :            :                            const std::vector< std::size_t >&,
     392                 :            :                            const tk::Fields&,
     393                 :            :                            const tk::Fields&,
     394                 :            :                            const std::size_t ) const = 0;
     395                 :            :       virtual std::vector< std::string > analyticFieldNames() const = 0;
     396                 :            :       virtual std::vector< std::string > histNames() const = 0;
     397                 :            :       virtual std::vector< std::string > names() const = 0;
     398                 :            :       virtual std::vector< std::vector< tk::real > > surfOutput(
     399                 :            :         const std::map< int, std::vector< std::size_t > >&,
     400                 :            :         tk::Fields& ) const = 0;
     401                 :            :       virtual std::vector< std::vector< tk::real > > histOutput(
     402                 :            :         const std::vector< HistData >&,
     403                 :            :         const std::vector< std::size_t >&,
     404                 :            :         const tk::UnsMesh::Coords&,
     405                 :            :         const tk::Fields&,
     406                 :            :         const tk::Fields& ) const = 0;
     407                 :            :       virtual tk::InitializeFn::result_type analyticSolution(
     408                 :            :         tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t ) const = 0;
     409                 :            :       virtual tk::InitializeFn::result_type solution(
     410                 :            :         tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t ) const = 0;
     411                 :            :     };
     412                 :            : 
     413                 :            :     //! \brief Model models the Concept above by deriving from it and overriding
     414                 :            :     //!   the virtual functions required by Concept
     415                 :            :     template< typename T >
     416                 :            :     struct Model : Concept {
     417                 :        273 :       explicit Model( T x ) : data( std::move(x) ) {}
     418         [ -  - ]:          0 :       Concept* copy() const override { return new Model( *this ); }
     419                 :        918 :       std::size_t nprim() const override
     420                 :        918 :       { return data.nprim(); }
     421                 :          0 :       std::size_t nmat() const override
     422                 :          0 :       { return data.nmat(); }
     423                 :        918 :       void numEquationDofs(std::vector< std::size_t >& numEqDof) const override
     424                 :        918 :       { data.numEquationDofs(numEqDof); }
     425                 :        918 :       void IcBoxElems( const tk::Fields& geoElem,
     426                 :            :         std::size_t nielem,
     427                 :            :         std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& inbox )
     428                 :        918 :       const override { data.IcBoxElems( geoElem, nielem, inbox ); }
     429                 :       1050 :       void initialize(
     430                 :            :         const tk::Fields& L,
     431                 :            :         const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     432                 :            :         const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     433                 :            :         const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& inbox,
     434                 :            :         tk::Fields& unk,
     435                 :            :         tk::real t,
     436                 :            :         const std::size_t nielem )
     437                 :       1050 :       const override { data.initialize( L, inpoel, coord, inbox, unk, t,
     438                 :       1050 :         nielem ); }
     439                 :       1158 :       void lhs( const tk::Fields& geoElem, tk::Fields& l ) const override
     440                 :       1158 :       { data.lhs( geoElem, l ); }
     441                 :      74580 :       void updateInterfaceCells( tk::Fields& unk,
     442                 :            :                                  std::size_t nielem,
     443                 :            :                                  std::vector< std::size_t >& ndofel )
     444                 :      74580 :       const override { data.updateInterfaceCells( unk, nielem, ndofel ); }
     445                 :      75498 :       void updatePrimitives( const tk::Fields& unk,
     446                 :            :                              const tk::Fields& L,
     447                 :            :                              const tk::Fields& geoElem,
     448                 :            :                              tk::Fields& prim,
     449                 :            :                              std::size_t nielem )
     450                 :      75498 :       const override { data.updatePrimitives( unk, L, geoElem, prim, nielem ); }
     451                 :      74580 :       void cleanTraceMaterial( const tk::Fields& geoElem,
     452                 :            :                                tk::Fields& unk,
     453                 :            :                                tk::Fields& prim,
     454                 :            :                                std::size_t nielem )
     455                 :      74580 :       const override { data.cleanTraceMaterial( geoElem, unk, prim, nielem ); }
     456                 :      44760 :       void reconstruct( tk::real t,
     457                 :            :                         const tk::Fields& geoFace,
     458                 :            :                         const tk::Fields& geoElem,
     459                 :            :                         const inciter::FaceData& fd,
     460                 :            :                         const std::map< std::size_t,
     461                 :            :                           std::vector< std::size_t > >& esup,
     462                 :            :                         const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     463                 :            :                         const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     464                 :            :                         tk::Fields& U,
     465                 :            :                         tk::Fields& P ) const override
     466                 :            :       {
     467                 :      44760 :         data.reconstruct( t, geoFace, geoElem, fd, esup, inpoel, coord, U, P );
     468                 :      44760 :       }
     469                 :      44760 :       void limit( tk::real t,
     470                 :            :                   const tk::Fields& geoFace,
     471                 :            :                   const tk::Fields& geoElem,
     472                 :            :                   const inciter::FaceData& fd,
     473                 :            :                   const std::map< std::size_t, std::vector< std::size_t > >&
     474                 :            :                     esup,
     475                 :            :                   const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     476                 :            :                   const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     477                 :            :                   const std::vector< std::size_t >& ndofel,
     478                 :            :                   const std::vector< std::size_t >& gid,
     479                 :            :                   const std::unordered_map< std::size_t, std::size_t >& bid,
     480                 :            :                   const std::vector< std::vector<tk::real> >& uNodalExtrm,
     481                 :            :                   const std::vector< std::vector<tk::real> >& pNodalExtrm,
     482                 :            :                   tk::Fields& U,
     483                 :            :                   tk::Fields& P,
     484                 :            :                   std::vector< std::size_t >& shockmarker ) const override
     485                 :            :       {
     486                 :      44760 :         data.limit( t, geoFace, geoElem, fd, esup, inpoel, coord, ndofel, gid,
     487                 :            :                     bid, uNodalExtrm, pNodalExtrm, U, P, shockmarker );
     488                 :      44760 :       }
     489                 :      74580 :       void rhs(
     490                 :            :         tk::real t,
     491                 :            :         const tk::Fields& geoFace,
     492                 :            :         const tk::Fields& geoElem,
     493                 :            :         const inciter::FaceData& fd,
     494                 :            :         const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     495                 :            :         const std::vector< std::unordered_set< std::size_t > >& boxelems,
     496                 :            :         const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     497                 :            :         const tk::Fields& U,
     498                 :            :         const tk::Fields& P,
     499                 :            :         const std::vector< std::size_t >& ndofel,
     500                 :            :         tk::Fields& R ) const override
     501                 :            :       {
     502                 :      74580 :         data.rhs( t, geoFace, geoElem, fd, inpoel, boxelems, coord, U, P,
     503                 :            :                   ndofel, R );
     504                 :      74580 :       }
     505                 :       1636 :       void eval_ndof( std::size_t nunk,
     506                 :            :                       const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     507                 :            :                       const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     508                 :            :                       const inciter::FaceData& fd,
     509                 :            :                       const tk::Fields& unk,
     510                 :            :                       inciter::ctr::PrefIndicatorType indicator,
     511                 :            :                       std::size_t ndof,
     512                 :            :                       std::size_t ndofmax,
     513                 :            :                       tk::real tolref,
     514                 :            :                       std::vector< std::size_t >& ndofel ) const override
     515                 :       1636 :       { data.eval_ndof( nunk, coord, inpoel, fd, unk, indicator, ndof, ndofmax,
     516                 :       1636 :                         tolref, ndofel ); }
     517                 :       2445 :       tk::real dt( const std::array< std::vector< tk::real >, 3 >& coord,
     518                 :            :                    const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     519                 :            :                    const inciter::FaceData& fd,
     520                 :            :                    const tk::Fields& geoFace,
     521                 :            :                    const tk::Fields& geoElem,
     522                 :            :                    const std::vector< std::size_t >& ndofel,
     523                 :            :                    const tk::Fields& U,
     524                 :            :                    const tk::Fields& P,
     525                 :            :                    const std::size_t nielem ) const override
     526                 :            :       { return data.dt( coord, inpoel, fd, geoFace, geoElem, ndofel, U, P,
     527                 :       2445 :                         nielem ); }
     528                 :       2234 :       std::vector< std::string > analyticFieldNames() const override
     529                 :       2234 :       { return data.analyticFieldNames(); }
     530                 :          0 :       std::vector< std::string > histNames() const override
     531                 :          0 :       { return data.histNames(); }
     532                 :         96 :       std::vector< std::string > names() const override
     533                 :         96 :       { return data.names(); }
     534                 :          0 :       std::vector< std::vector< tk::real > > surfOutput(
     535                 :            :         const std::map< int, std::vector< std::size_t > >& bnd,
     536                 :            :         tk::Fields& U ) const override
     537                 :          0 :       { return data.surfOutput( bnd, U ); }
     538                 :          0 :       std::vector< std::vector< tk::real > > histOutput(
     539                 :            :         const std::vector< HistData >& h,
     540                 :            :         const std::vector< std::size_t >& inpoel,
     541                 :            :         const tk::UnsMesh::Coords& coord,
     542                 :            :         const tk::Fields& U,
     543                 :            :         const tk::Fields& P ) const override
     544                 :          0 :       { return data.histOutput( h, inpoel, coord, U, P ); }
     545                 :            :       tk::InitializeFn::result_type
     546                 :    1319248 :       analyticSolution( tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t )
     547                 :    1319248 :        const override { return data.analyticSolution( xi, yi, zi, t ); }
     548                 :            :       tk::InitializeFn::result_type
     549                 :   11729902 :       solution( tk::real xi, tk::real yi, tk::real zi, tk::real t )
     550                 :   11729902 :        const override { return data.solution( xi, yi, zi, t ); }
     551                 :            :       T data;
     552                 :            :     };
     553                 :            : 
     554                 :            :     std::unique_ptr< Concept > self;    //!< Base pointer used polymorphically
     555                 :            : };
     556                 :            : 
     557                 :            : } // inciter::
     558                 :            : 
     559                 :            : #endif // DGPDE_h

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