SpECTRE Documentation Coverage Report
Current view: top level - Evolution/Systems/GrMhd/ValenciaDivClean/BoundaryConditions - DirichletAnalytic.hpp Hit Total Coverage
Commit: 990bc653376fc4a4068db06123ec02659d814816 Lines: 1 21 4.8 %
Date: 2021-05-16 17:17:32
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       1           0 : // Distributed under the MIT License.
       2             : // See LICENSE.txt for details.
       3             : 
       4             : #pragma once
       5             : 
       6             : #include <memory>
       7             : #include <optional>
       8             : #include <pup.h>
       9             : #include <string>
      10             : #include <type_traits>
      11             : 
      12             : #include "DataStructures/DataBox/Prefixes.hpp"
      13             : #include "DataStructures/DataVector.hpp"
      14             : #include "DataStructures/Tensor/Tensor.hpp"
      15             : #include "DataStructures/Variables.hpp"
      16             : #include "Evolution/BoundaryConditions/Type.hpp"
      17             : #include "Evolution/Systems/GrMhd/ValenciaDivClean/BoundaryConditions/BoundaryCondition.hpp"
      18             : #include "Evolution/Systems/GrMhd/ValenciaDivClean/ConservativeFromPrimitive.hpp"
      19             : #include "Evolution/Systems/GrMhd/ValenciaDivClean/Fluxes.hpp"
      20             : #include "Evolution/Systems/GrMhd/ValenciaDivClean/Tags.hpp"
      21             : #include "Options/Options.hpp"
      22             : #include "Parallel/CharmPupable.hpp"
      23             : #include "PointwiseFunctions/AnalyticData/Tags.hpp"
      24             : #include "PointwiseFunctions/AnalyticSolutions/AnalyticSolution.hpp"
      25             : #include "PointwiseFunctions/Hydro/Tags.hpp"
      26             : #include "Time/Tags.hpp"
      27             : #include "Utilities/Gsl.hpp"
      28             : #include "Utilities/TMPL.hpp"
      29             : 
      30             : /// \cond
      31             : namespace domain::Tags {
      32             : template <size_t Dim, typename Frame>
      33             : struct Coordinates;
      34             : }  // namespace domain::Tags
      35             : /// \endcond
      36             : 
      37             : namespace grmhd::ValenciaDivClean::BoundaryConditions {
      38             : /*!
      39             :  * \brief Sets Dirichlet boundary conditions using the analytic solution or
      40             :  * analytic data.
      41             :  */
      42           1 : class DirichletAnalytic final : public BoundaryCondition {
      43             :  public:
      44           0 :   using options = tmpl::list<>;
      45           0 :   static constexpr Options::String help{
      46             :       "DirichletAnalytic boundary conditions using either analytic solution or "
      47             :       "analytic data."};
      48           0 :   static std::string name() noexcept { return "DirichletAnalytic"; }
      49             : 
      50           0 :   DirichletAnalytic() = default;
      51           0 :   DirichletAnalytic(DirichletAnalytic&&) noexcept = default;
      52           0 :   DirichletAnalytic& operator=(DirichletAnalytic&&) noexcept = default;
      53           0 :   DirichletAnalytic(const DirichletAnalytic&) = default;
      54           0 :   DirichletAnalytic& operator=(const DirichletAnalytic&) = default;
      55           0 :   ~DirichletAnalytic() override = default;
      56             : 
      57           0 :   explicit DirichletAnalytic(CkMigrateMessage* msg) noexcept;
      58             : 
      59           0 :   WRAPPED_PUPable_decl_base_template(
      60             :       domain::BoundaryConditions::BoundaryCondition, DirichletAnalytic);
      61             : 
      62           0 :   auto get_clone() const noexcept -> std::unique_ptr<
      63             :       domain::BoundaryConditions::BoundaryCondition> override;
      64             : 
      65           0 :   static constexpr evolution::BoundaryConditions::Type bc_type =
      66             :       evolution::BoundaryConditions::Type::Ghost;
      67             : 
      68           0 :   void pup(PUP::er& p) override;
      69             : 
      70           0 :   using dg_interior_evolved_variables_tags = tmpl::list<>;
      71           0 :   using dg_interior_temporary_tags =
      72             :       tmpl::list<domain::Tags::Coordinates<3, Frame::Inertial>>;
      73           0 :   using dg_interior_primitive_variables_tags = tmpl::list<>;
      74           0 :   using dg_gridless_tags =
      75             :       tmpl::list<::Tags::Time, ::Tags::AnalyticSolutionOrData>;
      76             : 
      77             :   template <typename AnalyticSolutionOrData>
      78           0 :   std::optional<std::string> dg_ghost(
      79             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> tilde_d,
      80             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> tilde_tau,
      81             :       const gsl::not_null<tnsr::i<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> tilde_s,
      82             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> tilde_b,
      83             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> tilde_phi,
      84             : 
      85             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
      86             :           tilde_d_flux,
      87             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
      88             :           tilde_tau_flux,
      89             :       const gsl::not_null<tnsr::Ij<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
      90             :           tilde_s_flux,
      91             :       const gsl::not_null<tnsr::IJ<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
      92             :           tilde_b_flux,
      93             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
      94             :           tilde_phi_flux,
      95             : 
      96             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> lapse,
      97             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>*> shift,
      98             :       const gsl::not_null<tnsr::II<DataVector, 3, Frame::Inertial>*>
      99             :           inv_spatial_metric,
     100             : 
     101             :       const std::optional<
     102             :           tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>>& /*face_mesh_velocity*/,
     103             :       const tnsr::i<DataVector, 3, Frame::Inertial>& /*normal_covector*/,
     104             :       const tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>& /*normal_vector*/,
     105             :       const tnsr::I<DataVector, 3, Frame::Inertial>& coords, const double time,
     106             :       const AnalyticSolutionOrData& analytic_solution_or_data) const noexcept {
     107             :     auto boundary_values = [&analytic_solution_or_data, &coords,
     108             :                             &time]() noexcept {
     109             :       if constexpr (std::is_base_of_v<MarkAsAnalyticSolution,
     110             :                                       AnalyticSolutionOrData>) {
     111             :         return analytic_solution_or_data.variables(
     112             :             coords, time,
     113             :             tmpl::list<
     114             :                 hydro::Tags::RestMassDensity<DataVector>,
     115             :                 hydro::Tags::SpecificInternalEnergy<DataVector>,
     116             :                 hydro::Tags::SpecificEnthalpy<DataVector>,
     117             :                 hydro::Tags::Pressure<DataVector>,
     118             :                 hydro::Tags::SpatialVelocity<DataVector, 3>,
     119             :                 hydro::Tags::LorentzFactor<DataVector>,
     120             :                 hydro::Tags::MagneticField<DataVector, 3>,
     121             :                 hydro::Tags::DivergenceCleaningField<DataVector>,
     122             :                 gr::Tags::SpatialMetric<3, Frame::Inertial, DataVector>,
     123             :                 gr::Tags::InverseSpatialMetric<3, Frame::Inertial, DataVector>,
     124             :                 gr::Tags::SqrtDetSpatialMetric<DataVector>,
     125             :                 gr::Tags::Lapse<DataVector>,
     126             :                 gr::Tags::Shift<3, Frame::Inertial, DataVector>>{});
     127             : 
     128             :       } else {
     129             :         (void)time;
     130             :         return analytic_solution_or_data.variables(
     131             :             coords,
     132             :             tmpl::list<
     133             :                 hydro::Tags::RestMassDensity<DataVector>,
     134             :                 hydro::Tags::SpecificInternalEnergy<DataVector>,
     135             :                 hydro::Tags::SpecificEnthalpy<DataVector>,
     136             :                 hydro::Tags::Pressure<DataVector>,
     137             :                 hydro::Tags::SpatialVelocity<DataVector, 3>,
     138             :                 hydro::Tags::LorentzFactor<DataVector>,
     139             :                 hydro::Tags::MagneticField<DataVector, 3>,
     140             :                 hydro::Tags::DivergenceCleaningField<DataVector>,
     141             :                 gr::Tags::SpatialMetric<3, Frame::Inertial, DataVector>,
     142             :                 gr::Tags::InverseSpatialMetric<3, Frame::Inertial, DataVector>,
     143             :                 gr::Tags::SqrtDetSpatialMetric<DataVector>,
     144             :                 gr::Tags::Lapse<DataVector>,
     145             :                 gr::Tags::Shift<3, Frame::Inertial, DataVector>>{});
     146             :       }
     147             :     }();
     148             : 
     149             :     *lapse = get<gr::Tags::Lapse<DataVector>>(boundary_values);
     150             :     *shift =
     151             :         get<gr::Tags::Shift<3, Frame::Inertial, DataVector>>(boundary_values);
     152             :     *inv_spatial_metric =
     153             :         get<gr::Tags::InverseSpatialMetric<3, Frame::Inertial, DataVector>>(
     154             :             boundary_values);
     155             : 
     156             :     ConservativeFromPrimitive::apply(
     157             :         tilde_d, tilde_tau, tilde_s, tilde_b, tilde_phi,
     158             :         get<hydro::Tags::RestMassDensity<DataVector>>(boundary_values),
     159             :         get<hydro::Tags::SpecificInternalEnergy<DataVector>>(boundary_values),
     160             :         get<hydro::Tags::SpecificEnthalpy<DataVector>>(boundary_values),
     161             :         get<hydro::Tags::Pressure<DataVector>>(boundary_values),
     162             :         get<hydro::Tags::SpatialVelocity<DataVector, 3>>(boundary_values),
     163             :         get<hydro::Tags::LorentzFactor<DataVector>>(boundary_values),
     164             :         get<hydro::Tags::MagneticField<DataVector, 3>>(boundary_values),
     165             :         get<gr::Tags::SqrtDetSpatialMetric<DataVector>>(boundary_values),
     166             :         get<gr::Tags::SpatialMetric<3, Frame::Inertial, DataVector>>(
     167             :             boundary_values),
     168             :         get<hydro::Tags::DivergenceCleaningField<DataVector>>(boundary_values));
     169             : 
     170             :     ComputeFluxes::apply(
     171             :         tilde_d_flux, tilde_tau_flux, tilde_s_flux, tilde_b_flux,
     172             :         tilde_phi_flux, *tilde_d, *tilde_tau, *tilde_s, *tilde_b, *tilde_phi,
     173             :         *lapse, *shift,
     174             :         get<gr::Tags::SqrtDetSpatialMetric<DataVector>>(boundary_values),
     175             :         get<gr::Tags::SpatialMetric<3, Frame::Inertial, DataVector>>(
     176             :             boundary_values),
     177             :         get<gr::Tags::InverseSpatialMetric<3, Frame::Inertial, DataVector>>(
     178             :             boundary_values),
     179             :         get<hydro::Tags::Pressure<DataVector>>(boundary_values),
     180             :         get<hydro::Tags::SpatialVelocity<DataVector, 3>>(boundary_values),
     181             :         get<hydro::Tags::LorentzFactor<DataVector>>(boundary_values),
     182             :         get<hydro::Tags::MagneticField<DataVector, 3>>(boundary_values));
     183             : 
     184             :     return {};
     185             :   }
     186             : };
     187             : }  // namespace grmhd::ValenciaDivClean::BoundaryConditions

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