Branch data Line data Source code
1 : : // *****************************************************************************
2 : : /*!
3 : : \file src/PDE/MultiMat/Problem/WaterAirShocktube.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 Problem configuration for the multi-material flow equations
9 : : \details This file defines a Problem policy class for the multi-material
10 : : compressible flow equations, defined in PDE/MultiMat/MultiMat.hpp. See
11 : : PDE/MultiMat/Problem.hpp for general requirements on Problem policy classes
12 : : for MultiMat.
13 : : */
14 : : // *****************************************************************************
15 : :
16 : : #include "WaterAirShocktube.hpp"
17 : : #include "Inciter/InputDeck/InputDeck.hpp"
18 : : #include "EoS/EoS.hpp"
19 : : #include "MultiMat/MultiMatIndexing.hpp"
20 : :
21 : : namespace inciter {
22 : :
23 : : extern ctr::InputDeck g_inputdeck;
24 : :
25 : : } // ::inciter
26 : :
27 : : using inciter::MultiMatProblemWaterAirShocktube;
28 : :
29 : : tk::InitializeFn::result_type
30 : 385064 : MultiMatProblemWaterAirShocktube::initialize( ncomp_t system,
31 : : ncomp_t ncomp,
32 : : tk::real x,
33 : : tk::real,
34 : : tk::real,
35 : : tk::real )
36 : : // *****************************************************************************
37 : : //! Evaluate analytical solution at (x,y,z,t) for all components
38 : : //! \param[in] system Equation system index, i.e., which multi-material
39 : : //! flow equation system we operate on among the systems of PDEs
40 : : //! \param[in] ncomp Number of scalar components in this PDE system
41 : : //! \param[in] x X coordinate where to evaluate the solution
42 : : //! \return Values of all components evaluated at (x)
43 : : //! \note The function signature must follow tk::InitializeFn
44 : : //! \details This function only initializes the Water-Air shock tube problem,
45 : : //! but does not actually give the analytical solution at time greater than 0.
46 : : //! The analytical solution would require an exact Riemann solver for
47 : : //! stiffened gas EoS, which has not been implemented yet.
48 : : // *****************************************************************************
49 : : {
50 : : // see also Control/Inciter/InputDeck/Grammar.hpp
51 : : Assert( ncomp == 9, "Number of scalar components must be 9" );
52 : :
53 : : auto nmat =
54 : 385064 : g_inputdeck.get< tag::param, eq, tag::nmat >()[system];
55 : :
56 [ + - ][ - - ]: 385064 : std::vector< tk::real > s(ncomp, 0.0), r(nmat, 0.0);
57 : : tk::real p, u, v, w;
58 : : auto alphamin = 1.0e-12;
59 : :
60 [ + + ]: 385064 : if (x<0.75) {
61 : : // volume-fraction
62 : 293048 : s[volfracIdx(nmat, 0)] = 1.0-alphamin;
63 : 293048 : s[volfracIdx(nmat, 1)] = alphamin;
64 : : // pressure
65 : : p = 1.0e9;
66 : : // densities
67 [ + + ]: 879144 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
68 : 586096 : r[k] = eos_density< eq >( system, p, 494.646, k );
69 : : // velocity
70 : : u = 0.0;
71 : : v = 0.0;
72 : : w = 0.0;
73 : : }
74 : : else {
75 : : // volume-fraction
76 : 92016 : s[volfracIdx(nmat, 0)] = alphamin;
77 : 92016 : s[volfracIdx(nmat, 1)] = 1.0-alphamin;
78 : : // pressure
79 : : p = 1.0e5;
80 : : // densities
81 [ + + ]: 276048 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
82 : 184032 : r[k] = eos_density< eq >( system, p, 34.844, k );
83 : : // velocity
84 : : u = 0.0;
85 : : v = 0.0;
86 : : w = 0.0;
87 : : }
88 [ + + ]: 1155192 : for (std::size_t k=0; k<nmat; ++k)
89 : : {
90 : : // partial density
91 : 770128 : s[densityIdx(nmat, k)] = s[volfracIdx(nmat, k)]*r[k];
92 : : // total specific energy
93 : 770128 : s[energyIdx(nmat, k)] = s[volfracIdx(nmat, k)]*
94 : 770128 : eos_totalenergy< eq >( system, r[k], u, v, w, p, k );
95 : : }
96 : :
97 : 385064 : return s;
98 : : }
99 : :
100 : : std::vector< std::string >
101 : 3 : MultiMatProblemWaterAirShocktube::names( ncomp_t )
102 : : // *****************************************************************************
103 : : // Return names of integral variables to be output to diagnostics file
104 : : //! \return Vector of strings labelling integral variables output
105 : : // *****************************************************************************
106 : : {
107 [ + - ][ + - ]: 18 : return { "r", "ru", "rv", "rw", "re" };
[ + - ][ + - ]
[ + - ][ - + ]
[ + + ][ - + ]
[ - - ][ - - ]
108 : : }
|
