Line data Source code
1 0 : // Distributed under the MIT License.
2 : // See LICENSE.txt for details.
3 :
4 : #pragma once
5 :
6 : #include "DataStructures/DataBox/DataBoxTag.hpp"
7 : #include "DataStructures/Tensor/TypeAliases.hpp"
8 : #include "Evolution/Systems/ForceFree/Tags.hpp"
9 : #include "NumericalAlgorithms/LinearOperators/PartialDerivatives.hpp"
10 : #include "PointwiseFunctions/GeneralRelativity/TagsDeclarations.hpp"
11 : #include "Utilities/TMPL.hpp"
12 :
13 : /// \cond
14 : namespace gsl {
15 : template <typename T>
16 : class not_null;
17 : } // namespace gsl
18 : /// \endcond
19 :
20 : namespace ForceFree {
21 :
22 : /*!
23 : * \brief Compute the time derivative of the conserved variables for the GRFFE
24 : * equations with divergence cleaning.
25 : *
26 : */
27 1 : struct TimeDerivativeTerms {
28 0 : struct LapseTimesElectricFieldOneForm : db::SimpleTag {
29 0 : using type = tnsr::i<DataVector, 3, Frame::Inertial>;
30 : };
31 0 : struct LapseTimesMagneticFieldOneForm : db::SimpleTag {
32 0 : using type = tnsr::i<DataVector, 3, Frame::Inertial>;
33 : };
34 0 : struct TildeJDrift : db::SimpleTag {
35 0 : using type = tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>;
36 : };
37 :
38 0 : using temporary_tags = tmpl::list<
39 : // Flux terms
40 : LapseTimesElectricFieldOneForm, LapseTimesMagneticFieldOneForm,
41 :
42 : // Source terms
43 : TildeJDrift, gr::Tags::SpatialChristoffelFirstKind<DataVector, 3>,
44 : gr::Tags::SpatialChristoffelSecondKind<DataVector, 3>,
45 : gr::Tags::TraceSpatialChristoffelSecondKind<DataVector, 3>,
46 :
47 : // Need lapse, shift, and inverse spatial metric to be projected to
48 : // the boundary for Riemann solvers.
49 : gr::Tags::Lapse<DataVector>, gr::Tags::Shift<DataVector, 3>,
50 : gr::Tags::InverseSpatialMetric<DataVector, 3>>;
51 :
52 0 : using argument_tags = tmpl::list<
53 : // EM tags
54 : Tags::TildeE, Tags::TildeB, Tags::TildePsi, Tags::TildePhi, Tags::TildeQ,
55 : Tags::TildeJ, Tags::KappaPsi, Tags::KappaPhi, Tags::ParallelConductivity,
56 :
57 : // GR-related tags
58 : gr::Tags::Lapse<DataVector>, gr::Tags::Shift<DataVector, 3>,
59 : gr::Tags::SqrtDetSpatialMetric<DataVector>,
60 : gr::Tags::SpatialMetric<DataVector, 3>,
61 : gr::Tags::InverseSpatialMetric<DataVector, 3>,
62 : gr::Tags::ExtrinsicCurvature<DataVector, 3>,
63 : ::Tags::deriv<gr::Tags::Lapse<DataVector>, tmpl::size_t<3>,
64 : Frame::Inertial>,
65 : ::Tags::deriv<gr::Tags::Shift<DataVector, 3>, tmpl::size_t<3>,
66 : Frame::Inertial>,
67 : ::Tags::deriv<gr::Tags::SpatialMetric<DataVector, 3>, tmpl::size_t<3>,
68 : Frame::Inertial>>;
69 :
70 0 : static void apply(
71 : // Time derivatives returned by reference.
72 : gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
73 : non_flux_terms_dt_tilde_e,
74 : gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
75 : non_flux_terms_dt_tilde_b,
76 : gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> non_flux_terms_dt_tilde_psi,
77 : gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> non_flux_terms_dt_tilde_phi,
78 : gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> /*non_flux_terms_dt_tilde_q*/,
79 :
80 : // Fluxes returned by reference. Listed in the system struct as
81 : // flux_variables.
82 : gsl::not_null<tnsr::IJ<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> tilde_e_flux,
83 : gsl::not_null<tnsr::IJ<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> tilde_b_flux,
84 : gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> tilde_psi_flux,
85 : gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> tilde_phi_flux,
86 : gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> tilde_q_flux,
87 :
88 : // temporary tags
89 : gsl::not_null<tnsr::i<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
90 : lapse_times_electric_field_one_form,
91 : gsl::not_null<tnsr::i<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
92 : lapse_times_magnetic_field_one_form,
93 : gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> tilde_j_drift,
94 : gsl::not_null<tnsr::ijj<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
95 : spatial_christoffel_first_kind,
96 : gsl::not_null<tnsr::Ijj<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
97 : spatial_christoffel_second_kind,
98 : gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
99 : trace_spatial_christoffel_second,
100 :
101 : gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> temp_lapse,
102 : gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> temp_shift,
103 : gsl::not_null<tnsr::II<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
104 : temp_inverse_spatial_metric,
105 :
106 : // argument tags
107 : const tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>& tilde_e,
108 : const tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>& tilde_b,
109 : const Scalar<DataVector>& tilde_psi, const Scalar<DataVector>& tilde_phi,
110 : const Scalar<DataVector>& tilde_q,
111 : const tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>& tilde_j,
112 : const double kappa_psi, const double kappa_phi,
113 : const double parallel_conductivity,
114 :
115 : const Scalar<DataVector>& lapse,
116 : const tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>& shift,
117 : const Scalar<DataVector>& sqrt_det_spatial_metric,
118 : const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame::Inertial>& spatial_metric,
119 : const tnsr::II<DataVector, 3, Frame::Inertial>& inv_spatial_metric,
120 : const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame::Inertial>& extrinsic_curvature,
121 : const tnsr::i<DataVector, 3, Frame::Inertial>& d_lapse,
122 : const tnsr::iJ<DataVector, 3, Frame::Inertial>& d_shift,
123 : const tnsr::ijj<DataVector, 3, Frame::Inertial>& d_spatial_metric);
124 : };
125 :
126 : } // namespace ForceFree
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