xref: /libCEED/tests/t318-basis.c (revision d1d35e2f02dc969aee8debf3fd943dd784aa847a)
1d3f518cbSJeremy L Thompson /// @file
2d3f518cbSJeremy L Thompson /// Test high order interpolation in multiple dimensions
3d3f518cbSJeremy L Thompson /// \test Test high order interpolation in multiple dimensions
4d3f518cbSJeremy L Thompson #include <ceed.h>
5d3f518cbSJeremy L Thompson #include <math.h>
6d3f518cbSJeremy L Thompson 
7d3f518cbSJeremy L Thompson static CeedScalar Eval(CeedInt dim, const CeedScalar x[]) {
8d3f518cbSJeremy L Thompson   CeedScalar result = 1, center = 0.1;
9d3f518cbSJeremy L Thompson   for (CeedInt d=0; d<dim; d++) {
10d3f518cbSJeremy L Thompson     result *= tanh(x[d] - center);
11d3f518cbSJeremy L Thompson     center += 0.1;
12d3f518cbSJeremy L Thompson   }
13d3f518cbSJeremy L Thompson   return result;
14d3f518cbSJeremy L Thompson }
15d3f518cbSJeremy L Thompson 
16d3f518cbSJeremy L Thompson int main(int argc, char **argv) {
17d3f518cbSJeremy L Thompson   Ceed ceed;
18d3f518cbSJeremy L Thompson 
19d3f518cbSJeremy L Thompson   CeedInit(argv[1], &ceed);
20d3f518cbSJeremy L Thompson   for (CeedInt dim=1; dim<=3; dim++) {
21*d1d35e2fSjeremylt     CeedVector X, X_q, U, U_q;
22*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasis basis_x_lobatto, basis_u_lobatto, basis_x_gauss, basis_u_gauss;
23*d1d35e2fSjeremylt     CeedInt Q = 11, Q_dim = CeedIntPow(Q, dim), X_dim = CeedIntPow(2, dim);
24*d1d35e2fSjeremylt     CeedScalar x[X_dim*dim];
25d3f518cbSJeremy L Thompson     const CeedScalar *xq, *u;
26*d1d35e2fSjeremylt     CeedScalar uq[Q_dim];
27d3f518cbSJeremy L Thompson 
28d3f518cbSJeremy 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)) / CeedIntPow(2, dim-d-1) ? 1 : -1;
31d3f518cbSJeremy L Thompson 
32*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, X_dim*dim, &X);
33d3f518cbSJeremy L Thompson     CeedVectorSetArray(X, CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, x);
34*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, Q_dim*dim, &X_q);
35*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorSetValue(X_q, 0);
36*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, Q_dim, &U);
37d3f518cbSJeremy L Thompson     CeedVectorSetValue(U, 0);
38*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorCreate(ceed, Q_dim, &U_q);
39d3f518cbSJeremy L Thompson 
40*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, dim, 2, Q, CEED_GAUSS_LOBATTO,
41*d1d35e2fSjeremylt                                     &basis_x_lobatto);
42*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, 1, Q, Q, CEED_GAUSS_LOBATTO,
43*d1d35e2fSjeremylt                                     &basis_u_lobatto);
44d3f518cbSJeremy L Thompson 
45*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisApply(basis_x_lobatto, 1, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, X, X_q);
46d3f518cbSJeremy L Thompson 
47*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorGetArrayRead(X_q, CEED_MEM_HOST, &xq);
48*d1d35e2fSjeremylt     for (CeedInt i=0; i<Q_dim; i++) {
49d3f518cbSJeremy L Thompson       CeedScalar xx[dim];
50d3f518cbSJeremy L Thompson       for (CeedInt d=0; d<dim; d++)
51*d1d35e2fSjeremylt         xx[d] = xq[d*Q_dim + i];
52d3f518cbSJeremy L Thompson       uq[i] = Eval(dim, xx);
53d3f518cbSJeremy L Thompson     }
54*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorRestoreArrayRead(X_q, &xq);
55*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorSetArray(U_q, CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, uq);
56d3f518cbSJeremy L Thompson 
57d3f518cbSJeremy L Thompson     // This operation is the identity because the quadrature is collocated
58*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisApply(basis_u_lobatto, 1, CEED_TRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, U_q, U);
59d3f518cbSJeremy L Thompson 
60*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, dim, 2, Q, CEED_GAUSS,
61*d1d35e2fSjeremylt                                     &basis_x_gauss);
62*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, 1, Q, Q, CEED_GAUSS, &basis_u_gauss);
63d3f518cbSJeremy L Thompson 
64*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisApply(basis_x_gauss, 1, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, X, X_q);
65*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisApply(basis_u_gauss, 1, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, U, U_q);
66d3f518cbSJeremy L Thompson 
67*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorGetArrayRead(X_q, CEED_MEM_HOST, &xq);
68*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorGetArrayRead(U_q, CEED_MEM_HOST, &u);
69*d1d35e2fSjeremylt     for (CeedInt i=0; i<Q_dim; i++) {
70d3f518cbSJeremy L Thompson       CeedScalar xx[dim];
71d3f518cbSJeremy L Thompson       for (CeedInt d=0; d<dim; d++)
72*d1d35e2fSjeremylt         xx[d] = xq[d*Q_dim + i];
73d3f518cbSJeremy L Thompson       CeedScalar fx = Eval(dim, xx);
74d3f518cbSJeremy L Thompson       if (fabs(u[i] - fx) > 1E-4) {
75d3f518cbSJeremy L Thompson         // LCOV_EXCL_START
76d3f518cbSJeremy L Thompson         printf("[%d] %f != %f=f(%f", dim, u[i], fx, xx[0]);
77d3f518cbSJeremy L Thompson         for (CeedInt d=1; d<dim; d++) printf(",%f", xx[d]);
78d3f518cbSJeremy L Thompson         puts(")");
79d3f518cbSJeremy L Thompson         // LCOV_EXCL_STOP
80d3f518cbSJeremy L Thompson       }
81d3f518cbSJeremy L Thompson     }
82*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorRestoreArrayRead(X_q, &xq);
83*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorRestoreArrayRead(U_q, &u);
84d3f518cbSJeremy L Thompson 
85d3f518cbSJeremy L Thompson     CeedVectorDestroy(&X);
86*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorDestroy(&X_q);
87d3f518cbSJeremy L Thompson     CeedVectorDestroy(&U);
88*d1d35e2fSjeremylt     CeedVectorDestroy(&U_q);
89*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisDestroy(&basis_x_lobatto);
90*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisDestroy(&basis_u_lobatto);
91*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisDestroy(&basis_x_gauss);
92*d1d35e2fSjeremylt     CeedBasisDestroy(&basis_u_gauss);
93d3f518cbSJeremy L Thompson   }
94d3f518cbSJeremy L Thompson   CeedDestroy(&ceed);
95d3f518cbSJeremy L Thompson   return 0;
96d3f518cbSJeremy L Thompson }
97