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       2              : // See LICENSE.txt for details.
       3              : 
       4              : #pragma once
       5              : 
       6              : #include <cstddef>
       7              : #include <memory>
       8              : #include <vector>
       9              : 
      10              : #include "DataStructures/Tensor/Tensor.hpp"
      11              : #include "Domain/Structure/Element.hpp"
      12              : #include "Domain/Tags.hpp"
      13              : #include "Elliptic/Systems/Elasticity/Tags.hpp"
      14              : #include "Utilities/Gsl.hpp"
      15              : #include "Utilities/MakeWithValue.hpp"
      16              : #include "Utilities/TMPL.hpp"
      17              : 
      18              : /// \cond
      19              : class DataVector;
      20              : namespace PUP {
      21              : class er;
      22              : }  // namespace PUP
      23              : namespace Elasticity {
      24              : namespace ConstitutiveRelations {
      25              : template <size_t Dim>
      26              : class ConstitutiveRelation;
      27              : }  // namespace ConstitutiveRelations
      28              : namespace Tags {
      29              : template <size_t Dim>
      30              : struct ConstitutiveRelationPerBlock;
      31              : }  // namespace Tags
      32              : }  // namespace Elasticity
      33              : /// \endcond
      34              : 
      35              : namespace Elasticity {
      36              : 
      37              : /*!
      38              :  * \brief Compute the fluxes \f$F^{ij}=Y^{ijkl}(x) S_{kl}(x)=-T^{ij}\f$ for
      39              :  * the Elasticity equation.
      40              :  */
      41              : template <size_t Dim>
      42            1 : void primal_fluxes(gsl::not_null<tnsr::II<DataVector, Dim>*> minus_stress,
      43              :                    const tnsr::iJ<DataVector, Dim>& deriv_displacement,
      44              :                    const ConstitutiveRelations::ConstitutiveRelation<Dim>&
      45              :                        constitutive_relation,
      46              :                    const tnsr::I<DataVector, Dim>& coordinates);
      47              : 
      48              : /*!
      49              :  * \brief Add the contribution \f$-\Gamma^i_{ik}T^{kj} - \Gamma^j_{ik}T^{ik}\f$
      50              :  * to the displacement source for the curved-space elasticity equations on a
      51              :  * metric \f$\gamma_{ij}\f$.
      52              :  *
      53              :  * These sources arise from the non-principal part of the divergence on a
      54              :  * curved background.
      55              :  */
      56              : template <size_t Dim>
      57            1 : void add_curved_sources(
      58              :     gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, Dim>*> source_for_displacement,
      59              :     const tnsr::Ijj<DataVector, Dim>& christoffel_second_kind,
      60              :     const tnsr::i<DataVector, Dim>& christoffel_contracted,
      61              :     const tnsr::II<DataVector, Dim>& stress);
      62              : 
      63              : /*!
      64              :  * \brief Compute the fluxes \f$F^i_A\f$ for the Elasticity equation on a flat
      65              :  * metric in Cartesian coordinates.
      66              :  *
      67              :  * \see Elasticity::FirstOrderSystem
      68              :  */
      69              : template <size_t Dim>
      70            1 : struct Fluxes {
      71            0 :   using argument_tags =
      72              :       tmpl::list<Tags::ConstitutiveRelationPerBlock<Dim>,
      73              :                  domain::Tags::Coordinates<Dim, Frame::Inertial>>;
      74            0 :   using volume_tags = tmpl::list<Tags::ConstitutiveRelationPerBlock<Dim>>;
      75            0 :   using const_global_cache_tags = volume_tags;
      76            0 :   static constexpr bool is_trivial = false;
      77            0 :   static constexpr bool is_discontinuous = true;
      78            0 :   static void apply(
      79              :       gsl::not_null<tnsr::II<DataVector, Dim>*> minus_stress,
      80              :       const std::vector<
      81              :           std::unique_ptr<ConstitutiveRelations::ConstitutiveRelation<Dim>>>&
      82              :           constitutive_relation_per_block,
      83              :       const tnsr::I<DataVector, Dim>& coordinates,
      84              :       const ElementId<Dim>& element_id,
      85              :       const tnsr::I<DataVector, Dim>& displacement,
      86              :       const tnsr::iJ<DataVector, Dim>& deriv_displacement);
      87            0 :   static void apply(
      88              :       gsl::not_null<tnsr::II<DataVector, Dim>*> minus_stress,
      89              :       const std::vector<
      90              :           std::unique_ptr<ConstitutiveRelations::ConstitutiveRelation<Dim>>>&
      91              :           constitutive_relation_per_block,
      92              :       const tnsr::I<DataVector, Dim>& coordinates,
      93              :       const ElementId<Dim>& element_id,
      94              :       const tnsr::i<DataVector, Dim>& face_normal,
      95              :       const tnsr::I<DataVector, Dim>& face_normal_vector,
      96              :       const tnsr::I<DataVector, Dim>& displacement);
      97              : };
      98              : 
      99              : }  // namespace Elasticity