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       1           0 : // Distributed under the MIT License.
       2             : // See LICENSE.txt for details.
       3             : 
       4             : #pragma once
       5             : 
       6             : #include <cstddef>
       7             : 
       8             : #include "DataStructures/Tensor/Tensor.hpp"
       9             : #include "Elliptic/Systems/Punctures/Tags.hpp"
      10             : #include "Utilities/Gsl.hpp"
      11             : #include "Utilities/TMPL.hpp"
      12             : 
      13             : /// \cond
      14             : class DataVector;
      15             : namespace PUP {
      16             : class er;
      17             : }  // namespace PUP
      18             : /// \endcond
      19             : 
      20             : namespace Punctures {
      21             : 
      22             : /*!
      23             :  * \brief Add the nonlinear sources for the puncture equation.
      24             :  *
      25             :  * Adds $-\beta \left(\alpha \left(1 + u\right) + 1\right)^{-7}$.
      26             :  *
      27             :  * \see Punctures
      28             :  */
      29           1 : void add_sources(gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> puncture_equation,
      30             :                  const Scalar<DataVector>& alpha,
      31             :                  const Scalar<DataVector>& beta,
      32             :                  const Scalar<DataVector>& field);
      33             : 
      34             : /*!
      35             :  * \brief Add the linearized sources for the puncture equation.
      36             :  *
      37             :  * Adds $-\frac{d}{du}(\beta \left(\alpha \left(1 + u\right) + 1\right)^{-7})$.
      38             :  *
      39             :  * \see Punctures
      40             :  */
      41           1 : void add_linearized_sources(
      42             :     gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> linearized_puncture_equation,
      43             :     const Scalar<DataVector>& alpha, const Scalar<DataVector>& beta,
      44             :     const Scalar<DataVector>& field,
      45             :     const Scalar<DataVector>& field_correction);
      46             : 
      47             : /// The sources \f$S\f$ for the first-order formulation of the puncture equation
      48             : ///
      49             : /// \see elliptic::protocols::FirstOrderSystem
      50           1 : struct Sources {
      51           0 :   using argument_tags = tmpl::list<Tags::Alpha, Tags::Beta>;
      52           0 :   static void apply(gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> puncture_equation,
      53             :                     const Scalar<DataVector>& alpha,
      54             :                     const Scalar<DataVector>& beta,
      55             :                     const Scalar<DataVector>& field,
      56             :                     const tnsr::I<DataVector, 3>& field_flux);
      57             : };
      58             : 
      59             : /// The linearization of the sources \f$S\f$ for the first-order formulation of
      60             : /// the puncture equation
      61             : ///
      62             : /// \see elliptic::protocols::FirstOrderSystem
      63           1 : struct LinearizedSources {
      64           0 :   using argument_tags = tmpl::list<Tags::Alpha, Tags::Beta, Tags::Field>;
      65           0 :   static void apply(
      66             :       gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> linearized_puncture_equation,
      67             :       const Scalar<DataVector>& alpha, const Scalar<DataVector>& beta,
      68             :       const Scalar<DataVector>& field,
      69             :       const Scalar<DataVector>& field_correction,
      70             :       const tnsr::I<DataVector, 3>& field_flux_correction);
      71             : };
      72             : 
      73             : }  // namespace Punctures