Chombo + EB: NodePoissonOp.H Source File

00001 #ifdef CH_LANG_CC
00002 /*
00003 *      _______              __
00004 *     / ___/ /  ___  __ _  / /  ___
00005 *    / /__/ _ \/ _ \/  V \/ _ \/ _ \
00006 *    \___/_//_/\___/_/_/_/_.__/\___/
00007 *    Please refer to Copyright.txt, in Chombo's root directory.
00008 */
00009 #endif
00010 
00011 // NodePoissonOp.H
00012 // adapted from PoissonOp by DTGraves, Weds, July 21, 1999
00013 // petermc, Tue, Dec 12, 2000
00014 #ifndef NODEPOISSONOP_H
00015 #define NODEPOISSONOP_H
00016 
00017 #include "NodeLevelOp.H"
00018 #include <cmath>
00019 #include <cstdlib>
00020 #include "BaseFab.H"
00021 #include "NodeCFIVS.H"
00022 #include "NodeBC.H"
00023 #include "NodeQuadCFInterp.H"
00024 #include "NodeBaseBottomSmoother.H"
00025 #include "LoHiSide.H"
00026 
00027 #include "UsingNamespace.H"
00028 
00030 class NodePoissonOp: public NodeLevelOp
00033 {
00034 public:
00035 
00040 
00042 
00044   NodePoissonOp();
00045 
00047 
00053   virtual NodeLevelOp* new_levelop() const;
00054 
00056 
00058   ~NodePoissonOp();
00059 
00061 
00065   void define(
00066               const DisjointBoxLayout& a_grids,
00068               const DisjointBoxLayout* a_gridsCoarsePtr,
00070               Real                     a_dx,
00072               int                      a_refToCoarse,
00074               const ProblemDomain&     a_domain,
00076               bool                     a_homogeneousOnly = false,
00078               int                      a_ncomp = 1,
00080               bool                     a_verbose = false);
00081 
00082 
00084 
00088   void define(
00089               const DisjointBoxLayout& a_grids,
00091               const DisjointBoxLayout* a_gridsCoarsePtr,
00093               Real                     a_dx,
00095               int                      a_refToCoarse,
00097               const Box&               a_domain,
00099               bool                     a_homogeneousOnly = false,
00101               int                      a_ncomp = 1,
00103               bool                     a_verbose = false);
00104 
00106 
00110   void define(
00111               const NodeLevelOp* a_opfine,
00113               int                a_refToFine);
00114 
00121 
00123 
00126   virtual bool isDefined() const;
00127 
00134 
00135   // /** set max number of bottomSmoother iterations
00136   // */
00137   // void setMaxIter(int a_maxIter);
00138 
00140 
00142   virtual void setVerbose( bool a_verbose );
00143 
00145 
00147   void setBottomSmoother(const NodeBaseBottomSmoother& a_bottomSmoother);
00148 
00150 
00152   void setDomainNodeBC(const DomainNodeBC& a_dombcin);
00153 
00155 
00162   void setInterpolationDegree(int a_interpolationDegree);
00163 
00170 
00172 
00176   void CFInterp(
00177                 LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00179                 const LevelData<NodeFArrayBox>& a_phiCoarse,
00181                 bool                            a_inhomogeneous);
00182 
00184 
00187   void homogeneousCFInterp(
00188                            LevelData<NodeFArrayBox>& a_phi);
00189 
00196 
00198 
00207   void residualI(
00208                  LevelData<NodeFArrayBox>&       a_resid,
00210                  LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00212                  const LevelData<NodeFArrayBox>* a_phiCoarsePtr,
00214                  const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhs);
00215 
00217 
00226   void residualH(
00227                  LevelData<NodeFArrayBox>&       a_resid,
00229                  LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00231                  const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhs);
00232 
00234 
00243   void residualIcfHphys(
00244                         LevelData<NodeFArrayBox>&       a_resid,
00246                         LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00248                         const LevelData<NodeFArrayBox>* a_phiCoarsePtr,
00250                         const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhs);
00251 
00253 
00262   void residualHcfIphys(
00263                         LevelData<NodeFArrayBox>&       a_resid,
00265                         LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00267                         const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhs);
00268 
00275 
00277 
00285   void applyOpI(
00286                 LevelData<NodeFArrayBox>&       a_LofPhi,
00288                 LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00290                 const LevelData<NodeFArrayBox>* a_phiCoarsePtr);
00291 
00293 
00301   void applyOpH(
00302                 LevelData<NodeFArrayBox>&       a_LofPhi,
00304                 LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi);
00305 
00307 
00315   void applyOpIcfHphys(
00316                        LevelData<NodeFArrayBox>&       a_LofPhi,
00318                        LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00320                        const LevelData<NodeFArrayBox>* a_phiCoarsePtr);
00321 
00323 
00331   void applyOpHcfIphys(
00332                        LevelData<NodeFArrayBox>&       a_LofPhi,
00334                        LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi);
00335 
00342 
00344 
00352   void gradient(
00353                 LevelData<NodeFArrayBox>&       a_gradPhi,
00355                 LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00357                 const LevelData<NodeFArrayBox>* a_phiCoarsePtr);
00358 
00365 
00367 
00372   void smooth(
00373               LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00375               const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhs);
00376 
00378 
00382   void levelPreconditioner(
00383                            LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phihat,
00385                            const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhshat);
00386 
00388 
00390   void bottomSmoother(
00391                       LevelData<NodeFArrayBox>&       a_phi,
00393                       const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhs);
00394 
00397 protected:
00398 
00401   DomainNodeBC m_dombc;
00402 
00405   int m_interpolationDegree;
00406 
00407   // moved to NodeLevelOp
00408   // physical domain of current level
00409   // ProblemDomain m_domain;
00410 
00413   ProblemDomain m_domainInteriorNodes;
00414 
00417   DisjointBoxLayout m_grids;
00418 
00421   Copier m_exchangeCopier;
00422 
00425   DisjointBoxLayout m_gridsCoarse;
00426 
00429   int m_ncomp;
00430 
00433   int m_refToCoarse;
00434 
00437   Real m_dx;
00438 
00441   Real m_dxCoarse;
00442 
00445   bool m_isDefined;
00446 
00449   bool m_isBCDefined;
00450 
00453   bool m_ihcfiEnabled;
00454 
00457   LayoutData<NodeCFIVS> m_loCFIVS[SpaceDim];
00458 
00461   LayoutData<NodeCFIVS> m_hiCFIVS[SpaceDim];
00462 
00463   // weights for coarse/fine interpolation
00464   // Tuple<FArrayBox*, SpaceDim> m_wtLo, m_wtHi, m_wtC;
00465 
00468   NodeQuadCFInterp m_qcfi;
00469 
00472   NodeBaseBottomSmoother* m_bottomSmootherPtr;
00473 
00476   LayoutData< Vector<IntVectSet> > m_IVSV;
00477 
00480   LayoutData< BitSet > m_IVSVfull;
00481 
00482   // moved to NodeLevelOp
00483   // exterior boundary nodes
00484   // LayoutData< Vector<IntVectSet> > m_IVSVext;
00485 
00486 private:
00487   //internally useful functions
00488 
00492   void setCFIVS();
00493 
00497   void levelGSRB(LevelData<NodeFArrayBox>& a_phi,
00498                  const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhs);
00499 
00504   void applyOpOnly(LevelData<NodeFArrayBox>& a_LofPhi,
00505                    const LevelData<NodeFArrayBox>& a_phi);
00506 
00511   void gradientOnly(LevelData<NodeFArrayBox>& a_gradPhi,
00512                     const LevelData<NodeFArrayBox>& a_phi);
00513 
00517   void homogeneousCFInterp(FArrayBox& a_phiFab,
00518                            const DataIndex& a_datInd,
00519                            const int a_idir,
00520                            const Side::LoHiSide a_hiorlo);
00521 
00522   void clearMemory();
00523 
00524   void setDefaultValues();
00525 
00526   void residualDiff(LevelData<NodeFArrayBox>& a_resid,
00527                     const LevelData<NodeFArrayBox>& a_rhs);
00528 
00529 };
00530 
00531 #endif