xref: /libCEED/tests/t357-basis.c (revision 743e43193999b7b492886ff8a7003d40e9db0cae)
1038a8942SZach Atkins /// @file
2038a8942SZach Atkins /// Test gradient transpose in multiple dimensions at arbitrary points
3038a8942SZach Atkins /// \test Test gradient transpose in multiple dimensions at arbitrary points
4038a8942SZach Atkins #include <ceed.h>
5038a8942SZach Atkins #include <math.h>
6038a8942SZach Atkins #include <stdio.h>
7038a8942SZach Atkins 
Eval(CeedInt dim,const CeedScalar x[])8038a8942SZach Atkins static CeedScalar Eval(CeedInt dim, const CeedScalar x[]) {
9038a8942SZach Atkins   CeedScalar result = tanh(x[0] + 0.1);
10038a8942SZach Atkins   if (dim > 1) result += atan(x[1] + 0.2);
11038a8942SZach Atkins   if (dim > 2) result += exp(-(x[2] + 0.3) * (x[2] + 0.3));
12038a8942SZach Atkins   return result;
13038a8942SZach Atkins }
14038a8942SZach Atkins 
GetTolerance(CeedScalarType scalar_type,int dim)15038a8942SZach Atkins static CeedScalar GetTolerance(CeedScalarType scalar_type, int dim) {
16038a8942SZach Atkins   CeedScalar tol;
17038a8942SZach Atkins   if (scalar_type == CEED_SCALAR_FP32) {
18038a8942SZach Atkins     if (dim == 3) tol = 0.005;
19038a8942SZach Atkins     else tol = 1.e-4;
20038a8942SZach Atkins   } else {
21038a8942SZach Atkins     tol = 1.e-11;
22038a8942SZach Atkins   }
23038a8942SZach Atkins   return tol;
24038a8942SZach Atkins }
25038a8942SZach Atkins 
main(int argc,char ** argv)26038a8942SZach Atkins int main(int argc, char **argv) {
27038a8942SZach Atkins   Ceed ceed;
28038a8942SZach Atkins 
29038a8942SZach Atkins   CeedInit(argv[1], &ceed);
30038a8942SZach Atkins 
31038a8942SZach Atkins   for (CeedInt dim = 1; dim <= 3; dim++) {
32038a8942SZach Atkins     CeedVector    x, x_nodes, x_points, u, u_points, v, ones;
33038a8942SZach Atkins     CeedBasis     basis_x, basis_u;
34038a8942SZach Atkins     const CeedInt p = 9, q = 9, num_points = 4, x_dim = CeedIntPow(2, dim), p_dim = CeedIntPow(p, dim);
35038a8942SZach Atkins     CeedScalar    sum_1 = 0, sum_2 = 0;
36038a8942SZach Atkins 
37038a8942SZach Atkins     CeedVectorCreate(ceed, x_dim * dim, &x);
38038a8942SZach Atkins     CeedVectorCreate(ceed, p_dim * dim, &x_nodes);
39038a8942SZach Atkins     CeedVectorCreate(ceed, num_points * dim, &x_points);
40038a8942SZach Atkins     CeedVectorCreate(ceed, p_dim, &u);
41038a8942SZach Atkins     CeedVectorCreate(ceed, num_points * dim, &u_points);
42038a8942SZach Atkins     CeedVectorCreate(ceed, p_dim, &v);
43038a8942SZach Atkins     CeedVectorCreate(ceed, num_points * dim, &ones);
44038a8942SZach Atkins 
45038a8942SZach Atkins     CeedVectorSetValue(ones, 1);
46038a8942SZach Atkins     CeedVectorSetValue(v, 0);
47038a8942SZach Atkins 
48038a8942SZach Atkins     // Get nodal coordinates
49038a8942SZach Atkins     CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, dim, 2, p, CEED_GAUSS_LOBATTO, &basis_x);
50038a8942SZach Atkins     {
51038a8942SZach Atkins       CeedScalar x_array[x_dim * dim];
52038a8942SZach Atkins 
53038a8942SZach Atkins       for (CeedInt d = 0; d < dim; d++) {
54038a8942SZach Atkins         for (CeedInt i = 0; i < x_dim; i++) x_array[d * x_dim + i] = (i % CeedIntPow(2, d + 1)) / CeedIntPow(2, d) ? 1 : -1;
55038a8942SZach Atkins       }
56038a8942SZach Atkins       CeedVectorSetArray(x, CEED_MEM_HOST, CEED_COPY_VALUES, x_array);
57038a8942SZach Atkins     }
58038a8942SZach Atkins     CeedBasisApply(basis_x, 1, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, x, x_nodes);
59038a8942SZach Atkins 
60038a8942SZach Atkins     // Set values of u at nodes
61038a8942SZach Atkins     {
62038a8942SZach Atkins       const CeedScalar *x_array;
63038a8942SZach Atkins       CeedScalar        u_array[p_dim];
64038a8942SZach Atkins 
65038a8942SZach Atkins       CeedVectorGetArrayRead(x_nodes, CEED_MEM_HOST, &x_array);
66038a8942SZach Atkins       for (CeedInt i = 0; i < p_dim; i++) {
67038a8942SZach Atkins         CeedScalar coord[dim];
68038a8942SZach Atkins 
69038a8942SZach Atkins         for (CeedInt d = 0; d < dim; d++) coord[d] = x_array[d * p_dim + i];
70038a8942SZach Atkins         u_array[i] = Eval(dim, coord);
71038a8942SZach Atkins       }
72038a8942SZach Atkins       CeedVectorRestoreArrayRead(x_nodes, &x_array);
73038a8942SZach Atkins       CeedVectorSetArray(u, CEED_MEM_HOST, CEED_COPY_VALUES, (CeedScalar *)&u_array);
74038a8942SZach Atkins     }
75038a8942SZach Atkins 
76038a8942SZach Atkins     // Interpolate to arbitrary points
77038a8942SZach Atkins     CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, 1, p, q, CEED_GAUSS, &basis_u);
78038a8942SZach Atkins     {
79038a8942SZach Atkins       CeedScalar x_array[12] = {-0.33, -0.65, 0.16, 0.99, -0.65, 0.16, 0.99, -0.33, 0.16, 0.99, -0.33, -0.65};
80038a8942SZach Atkins 
81038a8942SZach Atkins       CeedVectorSetArray(x_points, CEED_MEM_HOST, CEED_COPY_VALUES, x_array);
82038a8942SZach Atkins     }
83038a8942SZach Atkins 
84038a8942SZach Atkins     // Calculate G u at arbitrary points, G' * 1 at dofs
85*fc0f7cc6SJeremy L Thompson     CeedBasisApplyAtPoints(basis_u, 1, &num_points, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_GRAD, x_points, u, u_points);
86*fc0f7cc6SJeremy L Thompson     CeedBasisApplyAtPoints(basis_u, 1, &num_points, CEED_TRANSPOSE, CEED_EVAL_GRAD, x_points, ones, v);
87038a8942SZach Atkins     {
88038a8942SZach Atkins       const CeedScalar *u_array, *v_array, *u_points_array;
89038a8942SZach Atkins 
90038a8942SZach Atkins       CeedVectorGetArrayRead(u, CEED_MEM_HOST, &u_array);
91038a8942SZach Atkins       CeedVectorGetArrayRead(v, CEED_MEM_HOST, &v_array);
92038a8942SZach Atkins       CeedVectorGetArrayRead(u_points, CEED_MEM_HOST, &u_points_array);
93038a8942SZach Atkins       for (CeedInt i = 0; i < p_dim; i++) sum_1 += v_array[i] * u_array[i];
94038a8942SZach Atkins       for (CeedInt i = 0; i < num_points * dim; i++) sum_2 += u_points_array[i];
95038a8942SZach Atkins       CeedVectorRestoreArrayRead(u, &u_array);
96038a8942SZach Atkins       CeedVectorRestoreArrayRead(v, &v_array);
97038a8942SZach Atkins       CeedVectorRestoreArrayRead(u_points, &u_points_array);
98038a8942SZach Atkins     }
9999e754f0SJeremy L Thompson     {
10099e754f0SJeremy L Thompson       CeedScalarType scalar_type;
10199e754f0SJeremy L Thompson 
10299e754f0SJeremy L Thompson       CeedGetScalarType(&scalar_type);
10399e754f0SJeremy L Thompson 
10499e754f0SJeremy L Thompson       CeedScalar tol = GetTolerance(scalar_type, dim);
10599e754f0SJeremy L Thompson 
106038a8942SZach Atkins       if (fabs(sum_1 - sum_2) > tol) printf("[%" CeedInt_FMT "] %f != %f\n", dim, sum_1, sum_2);
10799e754f0SJeremy L Thompson     }
108038a8942SZach Atkins 
109038a8942SZach Atkins     CeedVectorDestroy(&x);
110038a8942SZach Atkins     CeedVectorDestroy(&x_nodes);
111038a8942SZach Atkins     CeedVectorDestroy(&x_points);
112038a8942SZach Atkins     CeedVectorDestroy(&u);
113038a8942SZach Atkins     CeedVectorDestroy(&u_points);
114038a8942SZach Atkins     CeedVectorDestroy(&ones);
115038a8942SZach Atkins     CeedVectorDestroy(&v);
116038a8942SZach Atkins     CeedBasisDestroy(&basis_x);
117038a8942SZach Atkins     CeedBasisDestroy(&basis_u);
118038a8942SZach Atkins   }
119038a8942SZach Atkins   CeedDestroy(&ceed);
120038a8942SZach Atkins   return 0;
121038a8942SZach Atkins }
122