xref: /libCEED/tests/t523-operator.c (revision 2ebaca429b06eae440f2ba902155200fcfe17de6)
1*2ebaca42Sjeremylt /// @file
2*2ebaca42Sjeremylt /// Test creation creation, action, and destruction for mass matrix operator
3*2ebaca42Sjeremylt /// \test Test creation creation, action, and destruction for mass matrix operator
4*2ebaca42Sjeremylt #include <ceed.h>
5*2ebaca42Sjeremylt #include <stdlib.h>
6*2ebaca42Sjeremylt #include <math.h>
7*2ebaca42Sjeremylt #include "t320-basis.h"
8*2ebaca42Sjeremylt #include "t510-operator.h"
9*2ebaca42Sjeremylt 
10*2ebaca42Sjeremylt /* The mesh comprises of two rows of 3 quadralaterals followed by one row
11*2ebaca42Sjeremylt      of 6 triangles:
12*2ebaca42Sjeremylt    _ _ _
13*2ebaca42Sjeremylt   |_|_|_|
14*2ebaca42Sjeremylt   |_|_|_|
15*2ebaca42Sjeremylt   |/|/|/|
16*2ebaca42Sjeremylt 
17*2ebaca42Sjeremylt */
18*2ebaca42Sjeremylt 
19*2ebaca42Sjeremylt int main(int argc, char **argv) {
20*2ebaca42Sjeremylt   Ceed ceed;
21*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestriction ErestrictxTet, ErestrictuTet,
22*2ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxiTet, ErestrictuiTet,
23*2ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxHex, ErestrictuHex,
24*2ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxiHex, ErestrictuiHex;
25*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasis bxTet, buTet,
26*2ebaca42Sjeremylt             bxHex, buHex;
27*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunction qf_setupTet, qf_massTet,
28*2ebaca42Sjeremylt                 qf_setupHex, qf_massHex;
29*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperator op_setupTet, op_massTet,
30*2ebaca42Sjeremylt                op_setupHex, op_massHex,
31*2ebaca42Sjeremylt                op_setup, op_mass;
32*2ebaca42Sjeremylt   CeedVector qdataTet, qdataHex, X;
33*2ebaca42Sjeremylt   CeedInt nelemTet = 6, PTet = 6, QTet = 4,
34*2ebaca42Sjeremylt           nelemHex = 6, PHex = 3, QHex = 4, dim = 2;
35*2ebaca42Sjeremylt   CeedInt nx = 3, ny = 3,
36*2ebaca42Sjeremylt           nxTet = 3, nyTet = 1, nxHex = 3;
37*2ebaca42Sjeremylt   CeedInt row, col, offset;
38*2ebaca42Sjeremylt   CeedInt ndofs = (nx*2+1)*(ny*2+1),
39*2ebaca42Sjeremylt           nqptsTet = nelemTet*QTet,
40*2ebaca42Sjeremylt           nqptsHex = nelemHex*QHex*QHex;
41*2ebaca42Sjeremylt   CeedInt indxTet[nelemTet*PTet],
42*2ebaca42Sjeremylt           indxHex[nelemHex*PHex*PHex];
43*2ebaca42Sjeremylt   CeedScalar qref[dim*QTet], qweight[QTet];
44*2ebaca42Sjeremylt   CeedScalar interp[PTet*QTet], grad[dim*PTet*QTet];
45*2ebaca42Sjeremylt 
46*2ebaca42Sjeremylt   CeedInit(argv[1], &ceed);
47*2ebaca42Sjeremylt 
48*2ebaca42Sjeremylt   // DoF Coordinates
49*2ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, dim*ndofs, &X);
50*2ebaca42Sjeremylt 
51*2ebaca42Sjeremylt   // Qdata Vectors
52*2ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, nqptsTet, &qdataTet);
53*2ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, nqptsHex, &qdataHex);
54*2ebaca42Sjeremylt 
55*2ebaca42Sjeremylt   // Set up Tet Elements
56*2ebaca42Sjeremylt   for (CeedInt i=0; i<nelemTet/2; i++) {
57*2ebaca42Sjeremylt     col = i % nxTet;
58*2ebaca42Sjeremylt     row = i / nxTet;
59*2ebaca42Sjeremylt     offset = col*2 + row*(nxTet*2+1)*2;
60*2ebaca42Sjeremylt 
61*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  0] =  2 + offset;
62*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  1] =  9 + offset;
63*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  2] = 16 + offset;
64*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  3] =  1 + offset;
65*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  4] =  8 + offset;
66*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  5] =  0 + offset;
67*2ebaca42Sjeremylt 
68*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  6] = 14 + offset;
69*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  7] =  7 + offset;
70*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  8] =  0 + offset;
71*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  9] = 15 + offset;
72*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet + 10] =  8 + offset;
73*2ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet + 11] = 16 + offset;
74*2ebaca42Sjeremylt   }
75*2ebaca42Sjeremylt 
76*2ebaca42Sjeremylt   // -- Restrictions
77*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, nelemTet, PTet, ndofs, dim, CEED_MEM_HOST,
78*2ebaca42Sjeremylt                             CEED_USE_POINTER, indxTet, &ErestrictxTet);
79*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, nelemTet, PTet, nelemTet*PTet, dim,
80*2ebaca42Sjeremylt                                     &ErestrictxiTet);
81*2ebaca42Sjeremylt 
82*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, nelemTet, PTet, ndofs, 1, CEED_MEM_HOST,
83*2ebaca42Sjeremylt                             CEED_USE_POINTER, indxTet, &ErestrictuTet);
84*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, nelemTet, QTet, nqptsTet, 1,
85*2ebaca42Sjeremylt                                     &ErestrictuiTet);
86*2ebaca42Sjeremylt 
87*2ebaca42Sjeremylt   // -- Bases
88*2ebaca42Sjeremylt   buildmats(qref, qweight, interp, grad);
89*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateH1(ceed, CEED_TRIANGLE, dim, PTet, QTet, interp, grad, qref,
90*2ebaca42Sjeremylt                     qweight, &bxTet);
91*2ebaca42Sjeremylt 
92*2ebaca42Sjeremylt   buildmats(qref, qweight, interp, grad);
93*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateH1(ceed, CEED_TRIANGLE, 1, PTet, QTet, interp, grad, qref,
94*2ebaca42Sjeremylt                     qweight, &buTet);
95*2ebaca42Sjeremylt 
96*2ebaca42Sjeremylt   // -- QFunctions
97*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, setup, setup_loc, &qf_setupTet);
98*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupTet, "_weight", 1, CEED_EVAL_WEIGHT);
99*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupTet, "dx", dim*dim, CEED_EVAL_GRAD);
100*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_setupTet, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
101*2ebaca42Sjeremylt 
102*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, mass, mass_loc, &qf_massTet);
103*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massTet, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
104*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massTet, "u", 1, CEED_EVAL_INTERP);
105*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_massTet, "v", 1, CEED_EVAL_INTERP);
106*2ebaca42Sjeremylt 
107*2ebaca42Sjeremylt   // -- Operators
108*2ebaca42Sjeremylt   // ---- Setup Tet
109*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_setupTet, CEED_QFUNCTION_NONE,
110*2ebaca42Sjeremylt                      CEED_QFUNCTION_NONE, &op_setupTet);
111*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "_weight", ErestrictxiTet, CEED_NOTRANSPOSE,
112*2ebaca42Sjeremylt                        bxTet, CEED_VECTOR_NONE);
113*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "dx", ErestrictxTet, CEED_NOTRANSPOSE,
114*2ebaca42Sjeremylt                        bxTet, CEED_VECTOR_ACTIVE);
115*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "rho", ErestrictuiTet, CEED_NOTRANSPOSE,
116*2ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataTet);
117*2ebaca42Sjeremylt   // ---- Mass Tet
118*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_massTet, CEED_QFUNCTION_NONE, CEED_QFUNCTION_NONE,
119*2ebaca42Sjeremylt                      &op_massTet);
120*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "rho", ErestrictuiTet, CEED_NOTRANSPOSE,
121*2ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataTet);
122*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "u", ErestrictuTet, CEED_NOTRANSPOSE,
123*2ebaca42Sjeremylt                        buTet, CEED_VECTOR_ACTIVE);
124*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "v", ErestrictuTet, CEED_NOTRANSPOSE,
125*2ebaca42Sjeremylt                        buTet, CEED_VECTOR_ACTIVE);
126*2ebaca42Sjeremylt 
127*2ebaca42Sjeremylt   // Set up Hex Elements
128*2ebaca42Sjeremylt   for (CeedInt i=0; i<nelemHex; i++) {
129*2ebaca42Sjeremylt     col = i % nxHex;
130*2ebaca42Sjeremylt     row = i / nxHex;
131*2ebaca42Sjeremylt     offset = (nxTet*2+1)*(nyTet*2)*(1+row) + col*2;
132*2ebaca42Sjeremylt     for (CeedInt j=0; j<PHex; j++)
133*2ebaca42Sjeremylt       for (CeedInt k=0; k<PHex; k++)
134*2ebaca42Sjeremylt         indxHex[PHex*(PHex*i+k)+j] = offset + k*(nxHex*2+1) + j;
135*2ebaca42Sjeremylt   }
136*2ebaca42Sjeremylt 
137*2ebaca42Sjeremylt   // -- Restrictions
138*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, nelemHex, PHex*PHex, ndofs, dim,
139*2ebaca42Sjeremylt                             CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, indxHex,
140*2ebaca42Sjeremylt                             &ErestrictxHex);
141*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, nelemHex, PHex*PHex,
142*2ebaca42Sjeremylt                                     nelemHex*PHex*PHex, dim, &ErestrictxiHex);
143*2ebaca42Sjeremylt 
144*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, nelemHex, PHex*PHex, ndofs, 1,
145*2ebaca42Sjeremylt                             CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, indxHex,
146*2ebaca42Sjeremylt                             &ErestrictuHex);
147*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, nelemHex, QHex*QHex, nqptsHex, 1,
148*2ebaca42Sjeremylt                                     &ErestrictuiHex);
149*2ebaca42Sjeremylt 
150*2ebaca42Sjeremylt   // -- Bases
151*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, dim, PHex, QHex, CEED_GAUSS,
152*2ebaca42Sjeremylt                                   &bxHex);
153*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, 1, PHex, QHex, CEED_GAUSS, &buHex);
154*2ebaca42Sjeremylt 
155*2ebaca42Sjeremylt   // -- QFunctions
156*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, setup, setup_loc, &qf_setupHex);
157*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupHex, "_weight", 1, CEED_EVAL_WEIGHT);
158*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupHex, "dx", dim*dim, CEED_EVAL_GRAD);
159*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_setupHex, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
160*2ebaca42Sjeremylt 
161*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, mass, mass_loc, &qf_massHex);
162*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massHex, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
163*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massHex, "u", 1, CEED_EVAL_INTERP);
164*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_massHex, "v", 1, CEED_EVAL_INTERP);
165*2ebaca42Sjeremylt 
166*2ebaca42Sjeremylt   // -- Operators
167*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_setupHex, CEED_QFUNCTION_NONE,
168*2ebaca42Sjeremylt                      CEED_QFUNCTION_NONE, &op_setupHex);
169*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "_weight", ErestrictxiHex, CEED_NOTRANSPOSE,
170*2ebaca42Sjeremylt                        bxHex, CEED_VECTOR_NONE);
171*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "dx", ErestrictxHex, CEED_NOTRANSPOSE,
172*2ebaca42Sjeremylt                        bxHex, CEED_VECTOR_ACTIVE);
173*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "rho", ErestrictuiHex, CEED_NOTRANSPOSE,
174*2ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataHex);
175*2ebaca42Sjeremylt 
176*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_massHex, CEED_QFUNCTION_NONE, CEED_QFUNCTION_NONE,
177*2ebaca42Sjeremylt                      &op_massHex);
178*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "rho", ErestrictuiHex, CEED_NOTRANSPOSE,
179*2ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataHex);
180*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "u", ErestrictuHex, CEED_NOTRANSPOSE,
181*2ebaca42Sjeremylt                        buHex, CEED_VECTOR_ACTIVE);
182*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "v", ErestrictuHex, CEED_NOTRANSPOSE,
183*2ebaca42Sjeremylt                        buHex, CEED_VECTOR_ACTIVE);
184*2ebaca42Sjeremylt 
185*2ebaca42Sjeremylt   // Set up Composite Operators
186*2ebaca42Sjeremylt   // -- Create
187*2ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorCreate(ceed, &op_setup);
188*2ebaca42Sjeremylt   // -- Add SubOperators
189*2ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_setup, op_setupTet);
190*2ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_setup, op_setupHex);
191*2ebaca42Sjeremylt 
192*2ebaca42Sjeremylt   // -- Create
193*2ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorCreate(ceed, &op_mass);
194*2ebaca42Sjeremylt   // -- Add SubOperators
195*2ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_mass, op_massTet);
196*2ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_mass, op_massHex);
197*2ebaca42Sjeremylt 
198*2ebaca42Sjeremylt   // View
199*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorView(op_setup, stdout);
200*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorView(op_mass, stdout);
201*2ebaca42Sjeremylt 
202*2ebaca42Sjeremylt   // Cleanup
203*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_setupTet);
204*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_massTet);
205*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setupTet);
206*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_massTet);
207*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_setupHex);
208*2ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_massHex);
209*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setupHex);
210*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_massHex);
211*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setup);
212*2ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_mass);
213*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuTet);
214*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxTet);
215*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuiTet);
216*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxiTet);
217*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuHex);
218*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxHex);
219*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuiHex);
220*2ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxiHex);
221*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&buTet);
222*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&bxTet);
223*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&buHex);
224*2ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&bxHex);
225*2ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&X);
226*2ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&qdataTet);
227*2ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&qdataHex);
228*2ebaca42Sjeremylt   CeedDestroy(&ceed);
229*2ebaca42Sjeremylt   return 0;
230*2ebaca42Sjeremylt }
231