xref: /libCEED/tests/t314-basis.c (revision d1d35e2f02dc969aee8debf3fd943dd784aa847a)
1a7bd39daSjeremylt /// @file
252bfb9bbSJeremy L Thompson /// Test grad in multiple dimensions
352bfb9bbSJeremy L Thompson /// \test Test grad in multiple dimensions
4a7bd39daSjeremylt #include <ceed.h>
5a7bd39daSjeremylt #include <math.h>
6a7bd39daSjeremylt 
7a7bd39daSjeremylt static CeedScalar Eval(CeedInt dim, const CeedScalar x[]) {
8a7bd39daSjeremylt   CeedScalar result = tanh(x[0] + 0.1);
9a7bd39daSjeremylt   if (dim > 1) result += atan(x[1] + 0.2);
10a7bd39daSjeremylt   if (dim > 2) result += exp(-(x[2] + 0.3)*(x[2] + 0.3));
11a7bd39daSjeremylt   return result;
12a7bd39daSjeremylt }
13a7bd39daSjeremylt 
14a7bd39daSjeremylt int main(int argc, char **argv) {
15a7bd39daSjeremylt   Ceed ceed;
16a7bd39daSjeremylt 
17a7bd39daSjeremylt   CeedInit(argv[1], &ceed);
18288c0443SJeremy L Thompson 
19a7bd39daSjeremylt   for (CeedInt dim=1; dim<=3; dim++) {
20*d1d35e2fSjeremylt     CeedVector X, X_q, U, U_q, ones, grad_T_ones;
21*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasis basis_x_lobatto, basis_u_gauss;
22*d1d35e2fSjeremylt     CeedInt P = 8, Q = 10, P_dim = CeedIntPow(P, dim), Q_dim = CeedIntPow(Q, dim),
23*d1d35e2fSjeremylt             X_dim = CeedIntPow(2, dim);
24*d1d35e2fSjeremylt     CeedScalar x[X_dim*dim], u[P_dim];
25*d1d35e2fSjeremylt     const CeedScalar *x_q, *u_q, *grad_t_ones_array;
26*d1d35e2fSjeremylt     CeedScalar sum_1 = 0, sum_2 = 0;
27a7bd39daSjeremylt 
28288c0443SJeremy L Thompson     for (CeedInt d=0; d<dim; d++)
29*d1d35e2fSjeremylt       for (CeedInt i=0; i<X_dim; i++)
30*d1d35e2fSjeremylt         x[d*X_dim + i] = (i % CeedIntPow(2, dim-d)) /
31288c0443SJeremy L Thompson                          CeedIntPow(2, dim-d-1) ? 1 : -1;
32a7bd39daSjeremylt 
33*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, X_dim*dim, &X);
34288c0443SJeremy L Thompson     CeedVectorSetArray(X, CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, x);
35*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, P_dim*dim, &X_q);
36*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorSetValue(X_q, 0);
37*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, P_dim, &U);
38*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, Q_dim*dim, &U_q);
39*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorSetValue(U_q, 0);
40*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, Q_dim*dim, &ones);
41*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorSetValue(ones, 1);
42*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, P_dim, &grad_T_ones);
43*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorSetValue(grad_T_ones, 0);
44a7bd39daSjeremylt 
45a7bd39daSjeremylt     // Get function values at quadrature points
46288c0443SJeremy L Thompson     CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, dim, 2, P,
47*d1d35e2fSjeremylt                                     CEED_GAUSS_LOBATTO, &basis_x_lobatto);
48*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisApply(basis_x_lobatto, 1, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, X, X_q);
49a7bd39daSjeremylt 
50*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorGetArrayRead(X_q, CEED_MEM_HOST, &x_q);
51*d1d35e2fSjeremylt     for (CeedInt i=0; i<P_dim; i++) {
52a7bd39daSjeremylt       CeedScalar xx[dim];
53288c0443SJeremy L Thompson       for (CeedInt d=0; d<dim; d++)
54*d1d35e2fSjeremylt         xx[d] = x_q[d*P_dim + i];
55a7bd39daSjeremylt       u[i] = Eval(dim, xx);
56a7bd39daSjeremylt     }
57*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorRestoreArrayRead(X_q, &x_q);
58288c0443SJeremy L Thompson     CeedVectorSetArray(U, CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, u);
59a7bd39daSjeremylt 
60a7bd39daSjeremylt     // Calculate G u at quadrature points, G' * 1 at dofs
61*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, 1, P, Q, CEED_GAUSS, &basis_u_gauss);
62*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisApply(basis_u_gauss, 1, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_GRAD, U, U_q);
63*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisApply(basis_u_gauss, 1, CEED_TRANSPOSE, CEED_EVAL_GRAD, ones,
64*d1d35e2fSjeremylt                    grad_T_ones);
65a7bd39daSjeremylt 
66a7bd39daSjeremylt     // Check if 1' * G * u = u' * (G' * 1)
67*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorGetArrayRead(grad_T_ones, CEED_MEM_HOST, &grad_t_ones_array);
68*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorGetArrayRead(U_q, CEED_MEM_HOST, &u_q);
69*d1d35e2fSjeremylt     for (CeedInt i=0; i<P_dim; i++)
70*d1d35e2fSjeremylt       sum_1 += grad_t_ones_array[i]*u[i];
71*d1d35e2fSjeremylt     for (CeedInt i=0; i<dim*Q_dim; i++)
72*d1d35e2fSjeremylt       sum_2 += u_q[i];
73*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorRestoreArrayRead(grad_T_ones, &grad_t_ones_array);
74*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorRestoreArrayRead(U_q, &u_q);
75*d1d35e2fSjeremylt     if (fabs(sum_1 - sum_2) > 1E-10)
7652bfb9bbSJeremy L Thompson       // LCOV_EXCL_START
77*d1d35e2fSjeremylt       printf("[%d] %f != %f\n", dim, sum_1, sum_2);
7852bfb9bbSJeremy L Thompson     // LCOV_EXCL_STOP
79a7bd39daSjeremylt 
80a7bd39daSjeremylt     CeedVectorDestroy(&X);
81*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorDestroy(&X_q);
82a7bd39daSjeremylt     CeedVectorDestroy(&U);
83*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorDestroy(&U_q);
84*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorDestroy(&ones);
85*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorDestroy(&grad_T_ones);
86*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisDestroy(&basis_x_lobatto);
87*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisDestroy(&basis_u_gauss);
88a7bd39daSjeremylt   }
89a7bd39daSjeremylt   CeedDestroy(&ceed);
90a7bd39daSjeremylt   return 0;
91a7bd39daSjeremylt }
92