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