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00050
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00054 #ifndef _HELMHOLTZOP_H_
00055 #define _HELMHOLTZOP_H_
00056
00057 #include <iostream>
00058 #include <cmath>
00059 #include "SPACE.H"
00060 #include <cstdlib>
00061
00062 #include "REAL.H"
00063 #include "IntVect.H"
00064 #include "Box.H"
00065 #include "DisjointBoxLayout.H"
00066 #include "FArrayBox.H"
00067 #include "QuadCFInterp.H"
00068 #include "Copier.H"
00069
00070 #include "GhostBC.H"
00071 #include "LevelOp.H"
00072 #include "CFIVS.H"
00073 #include "BaseBottomSmoother.H"
00074 #include "BaseHelmholtzOp.H"
00075
00077
00080 class HelmholtzOp: public BaseHelmholtzOp
00081 {
00082 public:
00084 void setHelmCoeff(Real a_helmcoeff);
00085
00087
00091 void scaleHelmCoeff(Real a_scale);
00092
00094 void setAlpha(Real a_alpha);
00095
00097
00100 void scaleAlpha(Real a_scale);
00101
00103 void scaleBeta(Real a_scale);
00104
00106
00109 LevelOp* new_levelop() const;
00110
00112
00115 void define(const DisjointBoxLayout& a_grids,
00116 const DisjointBoxLayout* a_baseBAPtr,
00117 Real a_dxLevel,
00118 int a_refRatio,
00119 const Box& a_domain,
00120 bool a_homogeneousOnly= false,
00121 int a_ncomp = 1);
00122
00124
00127 void define(
00128 const DisjointBoxLayout& a_grids,
00130 const DisjointBoxLayout* a_baseBAPtr,
00132 Real a_dxLevel,
00134 int a_refRatio,
00136 const ProblemDomain& a_domain,
00138 bool a_homogeneousOnly= false,
00140 int a_ncomp = 1);
00141
00143
00145 void define(const LevelOp* a_opfine,
00146 int a_refToFine);
00147
00149 HelmholtzOp();
00150
00152 ~HelmholtzOp();
00153
00155
00160 void smooth(LevelData<FArrayBox>& a_phi,
00161 const LevelData<FArrayBox>& a_rhs);
00162
00164
00167 virtual void levelPreconditioner(LevelData<FArrayBox>& a_phihat,
00168 const LevelData<FArrayBox>& a_rhshat);
00169
00171
00175 void applyOpI(
00176 LevelData<FArrayBox>& phi,
00177 const LevelData<FArrayBox>* phiCoarse,
00178 LevelData<FArrayBox>& LOfPhi
00179 );
00180
00182
00186 void applyOpIcfHphys(
00187 LevelData<FArrayBox>& phi,
00188 const LevelData<FArrayBox>* phiCoarse,
00189 LevelData<FArrayBox>& LOfPhi
00190 );
00191
00193
00197 void applyOpH(
00198 LevelData<FArrayBox>& phi,
00199 LevelData<FArrayBox>& LOfPhi
00200 );
00201
00203
00207 void applyOpHcfIphys(
00208 LevelData<FArrayBox>& phi,
00209 LevelData<FArrayBox>& LOfPhi
00210 );
00211
00213
00215 void CFInterp(
00216 LevelData<FArrayBox>& phi,
00217 const LevelData<FArrayBox>& phiCoarse
00218 );
00219
00221
00223 void homogeneousCFInterp(LevelData<FArrayBox>& phi);
00224
00226
00228 void setDomainGhostBC(const DomainGhostBC& a_dombcin);
00229
00231
00234 void setBottomSmoother(const BaseBottomSmoother& a_bottomSmoother);
00235
00237
00239 void
00240 homogeneousCFInterp(LevelData<FArrayBox>& phif,
00241 const DataIndex& a_datIndex,
00242 int idir,
00243 Side::LoHiSide hiorlo);
00244
00246
00248 void bottomSmoother(LevelData<FArrayBox>& phi,
00249 const LevelData<FArrayBox>& rhs);
00250
00252 bool isDefined() const;
00253
00255
00260 void getFlux(
00261 FArrayBox& flux,
00262 const FArrayBox& data,
00263 const DataIndex& a_datInd,
00264 int dir);
00265
00267 virtual void setConvergenceMetric(Real a_metric, int a_comp);
00268
00269 protected:
00273 DomainGhostBC m_domghostbc;
00274
00278 ProblemDomain m_domain;
00279
00283 DisjointBoxLayout m_grids;
00284
00289 Copier m_exchangeCopier;
00290
00295 DisjointBoxLayout m_baseBA;
00296
00300 int m_refRatio;
00301
00305 Real m_dxLevel;
00306
00310 Real m_dxCrse;
00311
00315 int m_ncomp;
00316
00321 QuadCFInterp m_quadCFI;
00322
00324
00327 BaseBottomSmoother* m_bottomSmootherPtr;
00328
00332 bool m_isDefined;
00333
00337 bool m_isBCDefined;
00338
00342 bool m_ihcfiEnabled;
00343
00347 bool m_hcoeffDefined;
00348
00352 LayoutData<CFIVS> m_loCFIVS[SpaceDim];
00356 LayoutData<CFIVS> m_hiCFIVS[SpaceDim];
00357
00361 Real m_helmCoeff;
00362
00366 Real m_alphaCoeff;
00367
00368 private:
00372 void levelGSRB(LevelData<FArrayBox>& a_phi,
00373 const LevelData<FArrayBox>& a_rhs);
00374
00375
00376
00377
00378
00379
00380
00381
00385 void interpOnIVSHomo(LevelData<FArrayBox>& a_phif,
00386 const DataIndex& a_datInd,
00387 const int a_idir,
00388 const Side::LoHiSide a_hiorlo,
00389 const IntVectSet& a_interpIVS);
00390
00391 void clearMemory();
00392
00393 void setDefaultValues();
00394 };
00395
00396 #endif