SpECTRE Documentation Coverage Report
Current view: top level - Evolution/Systems/RelativisticEuler/Valencia/BoundaryConditions - DirichletAnalytic.hpp Hit Total Coverage
Commit: 697db44127ce57424c079f629b3283267ec6bd78 Lines: 1 20 5.0 %
Date: 2024-06-21 21:13:41
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       1           0 : // Distributed under the MIT License.
       2             : // See LICENSE.txt for details.
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       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/RelativisticEuler/Valencia/BoundaryConditions/BoundaryCondition.hpp"
      18             : #include "Evolution/Systems/RelativisticEuler/Valencia/ConservativeFromPrimitive.hpp"
      19             : #include "Evolution/Systems/RelativisticEuler/Valencia/Fluxes.hpp"
      20             : #include "Evolution/Systems/RelativisticEuler/Valencia/Tags.hpp"
      21             : #include "Options/String.hpp"
      22             : #include "PointwiseFunctions/AnalyticData/Tags.hpp"
      23             : #include "PointwiseFunctions/AnalyticSolutions/AnalyticSolution.hpp"
      24             : #include "Utilities/Gsl.hpp"
      25             : #include "Utilities/Serialization/CharmPupable.hpp"
      26             : #include "Utilities/TMPL.hpp"
      27             : 
      28             : /// \cond
      29             : namespace Tags {
      30             : struct Time;
      31             : }  // namespace Tags
      32             : namespace domain::Tags {
      33             : template <size_t Dim, typename Frame>
      34             : struct Coordinates;
      35             : }  // namespace domain::Tags
      36             : /// \endcond
      37             : 
      38             : namespace RelativisticEuler::Valencia::BoundaryConditions {
      39             : /*!
      40             :  * \brief Sets Dirichlet boundary conditions using the analytic solution or
      41             :  * analytic data.
      42             :  */
      43             : template <size_t Dim>
      44           1 : class DirichletAnalytic final : public BoundaryCondition<Dim> {
      45             :  public:
      46           0 :   using options = tmpl::list<>;
      47           0 :   static constexpr Options::String help{
      48             :       "DirichletAnalytic boundary conditions using either analytic solution or "
      49             :       "analytic data."};
      50             : 
      51           0 :   DirichletAnalytic() = default;
      52           0 :   DirichletAnalytic(DirichletAnalytic&&) = default;
      53           0 :   DirichletAnalytic& operator=(DirichletAnalytic&&) = default;
      54           0 :   DirichletAnalytic(const DirichletAnalytic&) = default;
      55           0 :   DirichletAnalytic& operator=(const DirichletAnalytic&) = default;
      56           0 :   ~DirichletAnalytic() override = default;
      57             : 
      58           0 :   explicit DirichletAnalytic(CkMigrateMessage* msg);
      59             : 
      60           0 :   WRAPPED_PUPable_decl_base_template(
      61             :       domain::BoundaryConditions::BoundaryCondition, DirichletAnalytic);
      62             : 
      63           0 :   auto get_clone() const -> std::unique_ptr<
      64             :       domain::BoundaryConditions::BoundaryCondition> override;
      65             : 
      66           0 :   static constexpr evolution::BoundaryConditions::Type bc_type =
      67             :       evolution::BoundaryConditions::Type::Ghost;
      68             : 
      69           0 :   void pup(PUP::er& p) override;
      70             : 
      71           0 :   using dg_interior_evolved_variables_tags = tmpl::list<>;
      72           0 :   using dg_interior_temporary_tags =
      73             :       tmpl::list<domain::Tags::Coordinates<Dim, Frame::Inertial>>;
      74           0 :   using dg_interior_primitive_variables_tags = tmpl::list<>;
      75           0 :   using dg_gridless_tags =
      76             :       tmpl::list<::Tags::Time, ::Tags::AnalyticSolutionOrData>;
      77             : 
      78             :   template <typename AnalyticSolutionOrData>
      79           0 :   std::optional<std::string> dg_ghost(
      80             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> tilde_d,
      81             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> tilde_tau,
      82             :       const gsl::not_null<tnsr::i<DataVector, Dim, Frame::Inertial>*> tilde_s,
      83             : 
      84             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, Dim, Frame::Inertial>*>
      85             :           flux_tilde_d,
      86             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, Dim, Frame::Inertial>*>
      87             :           flux_tilde_tau,
      88             :       const gsl::not_null<tnsr::Ij<DataVector, Dim, Frame::Inertial>*>
      89             :           flux_tilde_s,
      90             : 
      91             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> lapse,
      92             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, Dim, Frame::Inertial>*> shift,
      93             :       const gsl::not_null<tnsr::ii<DataVector, Dim, Frame::Inertial>*>
      94             :           spatial_metric,
      95             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> rest_mass_density,
      96             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> specific_internal_energy,
      97             :       const gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> specific_enthalpy,
      98             :       const gsl::not_null<tnsr::I<DataVector, Dim, Frame::Inertial>*>
      99             :           spatial_velocity,
     100             :       const gsl::not_null<tnsr::II<DataVector, Dim, Frame::Inertial>*>
     101             :           inv_spatial_metric,
     102             : 
     103             :       const std::optional<
     104             :           tnsr::I<DataVector, Dim, Frame::Inertial>>& /*face_mesh_velocity*/,
     105             :       const tnsr::i<DataVector, Dim, Frame::Inertial>& /*normal_covector*/,
     106             :       const tnsr::I<DataVector, Dim, Frame::Inertial>& /*normal_vector*/,
     107             :       const tnsr::I<DataVector, Dim, Frame::Inertial>& coords,
     108             :       const double time,
     109             :       const AnalyticSolutionOrData& analytic_solution_or_data) const {
     110             :     auto boundary_values = [&analytic_solution_or_data, &coords, &time]() {
     111             :       if constexpr (is_analytic_solution_v<AnalyticSolutionOrData>) {
     112             :         return analytic_solution_or_data.variables(
     113             :             coords, time,
     114             :             tmpl::list<hydro::Tags::RestMassDensity<DataVector>,
     115             :                        hydro::Tags::SpecificInternalEnergy<DataVector>,
     116             :                        hydro::Tags::SpecificEnthalpy<DataVector>,
     117             :                        hydro::Tags::Pressure<DataVector>,
     118             :                        hydro::Tags::SpatialVelocity<DataVector, Dim>,
     119             :                        hydro::Tags::LorentzFactor<DataVector>,
     120             :                        gr::Tags::SqrtDetSpatialMetric<DataVector>,
     121             :                        gr::Tags::Lapse<DataVector>,
     122             :                        gr::Tags::Shift<DataVector, Dim>,
     123             :                        gr::Tags::SpatialMetric<DataVector, Dim>,
     124             :                        gr::Tags::InverseSpatialMetric<DataVector, Dim>>{});
     125             :       } else {
     126             :         (void)time;
     127             :         return analytic_solution_or_data.variables(
     128             :             coords,
     129             :             tmpl::list<hydro::Tags::RestMassDensity<DataVector>,
     130             :                        hydro::Tags::SpecificInternalEnergy<DataVector>,
     131             :                        hydro::Tags::SpecificEnthalpy<DataVector>,
     132             :                        hydro::Tags::Pressure<DataVector>,
     133             :                        hydro::Tags::SpatialVelocity<DataVector, Dim>,
     134             :                        hydro::Tags::LorentzFactor<DataVector>,
     135             :                        gr::Tags::SqrtDetSpatialMetric<DataVector>,
     136             :                        gr::Tags::Lapse<DataVector>,
     137             :                        gr::Tags::Shift<DataVector, Dim>,
     138             :                        gr::Tags::SpatialMetric<DataVector, Dim>,
     139             :                        gr::Tags::InverseSpatialMetric<DataVector, Dim>>{});
     140             :       }
     141             :     }();
     142             : 
     143             :     *lapse = get<gr::Tags::Lapse<DataVector>>(boundary_values);
     144             :     *shift = get<gr::Tags::Shift<DataVector, Dim>>(boundary_values);
     145             :     *spatial_metric =
     146             :         get<gr::Tags::SpatialMetric<DataVector, Dim>>(boundary_values);
     147             :     *inv_spatial_metric =
     148             :         get<gr::Tags::InverseSpatialMetric<DataVector, Dim>>(boundary_values);
     149             :     *rest_mass_density =
     150             :         get<hydro::Tags::RestMassDensity<DataVector>>(boundary_values);
     151             :     *specific_internal_energy =
     152             :         get<hydro::Tags::SpecificInternalEnergy<DataVector>>(boundary_values);
     153             :     *specific_enthalpy =
     154             :         get<hydro::Tags::SpecificEnthalpy<DataVector>>(boundary_values);
     155             :     *spatial_velocity =
     156             :         get<hydro::Tags::SpatialVelocity<DataVector, Dim>>(boundary_values);
     157             : 
     158             :     const auto& pressure =
     159             :         get<hydro::Tags::Pressure<DataVector>>(boundary_values);
     160             :     const auto& lorentz_factor =
     161             :         get<hydro::Tags::LorentzFactor<DataVector>>(boundary_values);
     162             :     const auto& sqrt_det_spatial_metric =
     163             :         get<gr::Tags::SqrtDetSpatialMetric<DataVector>>(boundary_values);
     164             : 
     165             :     ConservativeFromPrimitive<Dim>::apply(
     166             :         tilde_d, tilde_tau, tilde_s, *rest_mass_density,
     167             :         *specific_internal_energy, *specific_enthalpy, pressure,
     168             :         *spatial_velocity, lorentz_factor, sqrt_det_spatial_metric,
     169             :         *spatial_metric);
     170             :     ComputeFluxes<Dim>::apply(flux_tilde_d, flux_tilde_tau, flux_tilde_s,
     171             :                               *tilde_d, *tilde_tau, *tilde_s, *lapse, *shift,
     172             :                               sqrt_det_spatial_metric, pressure,
     173             :                               *spatial_velocity);
     174             : 
     175             :     return {};
     176             :   }
     177             : };
     178             : }  // namespace RelativisticEuler::Valencia::BoundaryConditions

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