xref: /libCEED/tests/t523-operator.c (revision 31e5b035366a4d4cad2b6179a21d4b4d40972db1)
12ebaca42Sjeremylt /// @file
2*31e5b035Sjeremylt /// Test creation, action, and destruction for mass matrix operator
3*31e5b035Sjeremylt /// \test Test creation, action, and destruction for mass matrix operator
42ebaca42Sjeremylt #include <ceed.h>
52ebaca42Sjeremylt #include <stdlib.h>
62ebaca42Sjeremylt #include <math.h>
72ebaca42Sjeremylt #include "t320-basis.h"
82ebaca42Sjeremylt #include "t510-operator.h"
92ebaca42Sjeremylt 
102ebaca42Sjeremylt /* The mesh comprises of two rows of 3 quadralaterals followed by one row
112ebaca42Sjeremylt      of 6 triangles:
122ebaca42Sjeremylt    _ _ _
132ebaca42Sjeremylt   |_|_|_|
142ebaca42Sjeremylt   |_|_|_|
152ebaca42Sjeremylt   |/|/|/|
162ebaca42Sjeremylt 
172ebaca42Sjeremylt */
182ebaca42Sjeremylt 
192ebaca42Sjeremylt int main(int argc, char **argv) {
202ebaca42Sjeremylt   Ceed ceed;
212ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestriction ErestrictxTet, ErestrictuTet,
222ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxiTet, ErestrictuiTet,
232ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxHex, ErestrictuHex,
242ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxiHex, ErestrictuiHex;
252ebaca42Sjeremylt   CeedBasis bxTet, buTet,
262ebaca42Sjeremylt             bxHex, buHex;
272ebaca42Sjeremylt   CeedQFunction qf_setupTet, qf_massTet,
282ebaca42Sjeremylt                 qf_setupHex, qf_massHex;
292ebaca42Sjeremylt   CeedOperator op_setupTet, op_massTet,
302ebaca42Sjeremylt                op_setupHex, op_massHex,
312ebaca42Sjeremylt                op_setup, op_mass;
322ebaca42Sjeremylt   CeedVector qdataTet, qdataHex, X;
332ebaca42Sjeremylt   CeedInt nelemTet = 6, PTet = 6, QTet = 4,
342ebaca42Sjeremylt           nelemHex = 6, PHex = 3, QHex = 4, dim = 2;
352ebaca42Sjeremylt   CeedInt nx = 3, ny = 3,
362ebaca42Sjeremylt           nxTet = 3, nyTet = 1, nxHex = 3;
372ebaca42Sjeremylt   CeedInt row, col, offset;
382ebaca42Sjeremylt   CeedInt ndofs = (nx*2+1)*(ny*2+1),
392ebaca42Sjeremylt           nqptsTet = nelemTet*QTet,
402ebaca42Sjeremylt           nqptsHex = nelemHex*QHex*QHex;
412ebaca42Sjeremylt   CeedInt indxTet[nelemTet*PTet],
422ebaca42Sjeremylt           indxHex[nelemHex*PHex*PHex];
432ebaca42Sjeremylt   CeedScalar qref[dim*QTet], qweight[QTet];
442ebaca42Sjeremylt   CeedScalar interp[PTet*QTet], grad[dim*PTet*QTet];
452ebaca42Sjeremylt 
462ebaca42Sjeremylt   CeedInit(argv[1], &ceed);
472ebaca42Sjeremylt 
482ebaca42Sjeremylt   // DoF Coordinates
492ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, dim*ndofs, &X);
502ebaca42Sjeremylt 
512ebaca42Sjeremylt   // Qdata Vectors
522ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, nqptsTet, &qdataTet);
532ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, nqptsHex, &qdataHex);
542ebaca42Sjeremylt 
552ebaca42Sjeremylt   // Set up Tet Elements
562ebaca42Sjeremylt   for (CeedInt i=0; i<nelemTet/2; i++) {
572ebaca42Sjeremylt     col = i % nxTet;
582ebaca42Sjeremylt     row = i / nxTet;
592ebaca42Sjeremylt     offset = col*2 + row*(nxTet*2+1)*2;
602ebaca42Sjeremylt 
612ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  0] =  2 + offset;
622ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  1] =  9 + offset;
632ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  2] = 16 + offset;
642ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  3] =  1 + offset;
652ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  4] =  8 + offset;
662ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  5] =  0 + offset;
672ebaca42Sjeremylt 
682ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  6] = 14 + offset;
692ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  7] =  7 + offset;
702ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  8] =  0 + offset;
712ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  9] = 15 + offset;
722ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet + 10] =  8 + offset;
732ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet + 11] = 16 + offset;
742ebaca42Sjeremylt   }
752ebaca42Sjeremylt 
762ebaca42Sjeremylt   // -- Restrictions
772ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, nelemTet, PTet, ndofs, dim, CEED_MEM_HOST,
782ebaca42Sjeremylt                             CEED_USE_POINTER, indxTet, &ErestrictxTet);
792ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, nelemTet, PTet, nelemTet*PTet, dim,
802ebaca42Sjeremylt                                     &ErestrictxiTet);
812ebaca42Sjeremylt 
822ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, nelemTet, PTet, ndofs, 1, CEED_MEM_HOST,
832ebaca42Sjeremylt                             CEED_USE_POINTER, indxTet, &ErestrictuTet);
842ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, nelemTet, QTet, nqptsTet, 1,
852ebaca42Sjeremylt                                     &ErestrictuiTet);
862ebaca42Sjeremylt 
872ebaca42Sjeremylt   // -- Bases
882ebaca42Sjeremylt   buildmats(qref, qweight, interp, grad);
892ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateH1(ceed, CEED_TRIANGLE, dim, PTet, QTet, interp, grad, qref,
902ebaca42Sjeremylt                     qweight, &bxTet);
912ebaca42Sjeremylt 
922ebaca42Sjeremylt   buildmats(qref, qweight, interp, grad);
932ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateH1(ceed, CEED_TRIANGLE, 1, PTet, QTet, interp, grad, qref,
942ebaca42Sjeremylt                     qweight, &buTet);
952ebaca42Sjeremylt 
962ebaca42Sjeremylt   // -- QFunctions
972ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, setup, setup_loc, &qf_setupTet);
982ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupTet, "_weight", 1, CEED_EVAL_WEIGHT);
992ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupTet, "dx", dim*dim, CEED_EVAL_GRAD);
1002ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_setupTet, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
1012ebaca42Sjeremylt 
1022ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, mass, mass_loc, &qf_massTet);
1032ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massTet, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
1042ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massTet, "u", 1, CEED_EVAL_INTERP);
1052ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_massTet, "v", 1, CEED_EVAL_INTERP);
1062ebaca42Sjeremylt 
1072ebaca42Sjeremylt   // -- Operators
1082ebaca42Sjeremylt   // ---- Setup Tet
1092ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_setupTet, CEED_QFUNCTION_NONE,
1102ebaca42Sjeremylt                      CEED_QFUNCTION_NONE, &op_setupTet);
1112ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "_weight", ErestrictxiTet, CEED_NOTRANSPOSE,
1122ebaca42Sjeremylt                        bxTet, CEED_VECTOR_NONE);
1132ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "dx", ErestrictxTet, CEED_NOTRANSPOSE,
1142ebaca42Sjeremylt                        bxTet, CEED_VECTOR_ACTIVE);
1152ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "rho", ErestrictuiTet, CEED_NOTRANSPOSE,
1162ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataTet);
1172ebaca42Sjeremylt   // ---- Mass Tet
1182ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_massTet, CEED_QFUNCTION_NONE, CEED_QFUNCTION_NONE,
1192ebaca42Sjeremylt                      &op_massTet);
1202ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "rho", ErestrictuiTet, CEED_NOTRANSPOSE,
1212ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataTet);
1222ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "u", ErestrictuTet, CEED_NOTRANSPOSE,
1232ebaca42Sjeremylt                        buTet, CEED_VECTOR_ACTIVE);
1242ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "v", ErestrictuTet, CEED_NOTRANSPOSE,
1252ebaca42Sjeremylt                        buTet, CEED_VECTOR_ACTIVE);
1262ebaca42Sjeremylt 
1272ebaca42Sjeremylt   // Set up Hex Elements
1282ebaca42Sjeremylt   for (CeedInt i=0; i<nelemHex; i++) {
1292ebaca42Sjeremylt     col = i % nxHex;
1302ebaca42Sjeremylt     row = i / nxHex;
1312ebaca42Sjeremylt     offset = (nxTet*2+1)*(nyTet*2)*(1+row) + col*2;
1322ebaca42Sjeremylt     for (CeedInt j=0; j<PHex; j++)
1332ebaca42Sjeremylt       for (CeedInt k=0; k<PHex; k++)
1342ebaca42Sjeremylt         indxHex[PHex*(PHex*i+k)+j] = offset + k*(nxHex*2+1) + j;
1352ebaca42Sjeremylt   }
1362ebaca42Sjeremylt 
1372ebaca42Sjeremylt   // -- Restrictions
1382ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, nelemHex, PHex*PHex, ndofs, dim,
1392ebaca42Sjeremylt                             CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, indxHex,
1402ebaca42Sjeremylt                             &ErestrictxHex);
1412ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, nelemHex, PHex*PHex,
1422ebaca42Sjeremylt                                     nelemHex*PHex*PHex, dim, &ErestrictxiHex);
1432ebaca42Sjeremylt 
1442ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, nelemHex, PHex*PHex, ndofs, 1,
1452ebaca42Sjeremylt                             CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, indxHex,
1462ebaca42Sjeremylt                             &ErestrictuHex);
1472ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, nelemHex, QHex*QHex, nqptsHex, 1,
1482ebaca42Sjeremylt                                     &ErestrictuiHex);
1492ebaca42Sjeremylt 
1502ebaca42Sjeremylt   // -- Bases
1512ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, dim, PHex, QHex, CEED_GAUSS,
1522ebaca42Sjeremylt                                   &bxHex);
1532ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, 1, PHex, QHex, CEED_GAUSS, &buHex);
1542ebaca42Sjeremylt 
1552ebaca42Sjeremylt   // -- QFunctions
1562ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, setup, setup_loc, &qf_setupHex);
1572ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupHex, "_weight", 1, CEED_EVAL_WEIGHT);
1582ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupHex, "dx", dim*dim, CEED_EVAL_GRAD);
1592ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_setupHex, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
1602ebaca42Sjeremylt 
1612ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, mass, mass_loc, &qf_massHex);
1622ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massHex, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
1632ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massHex, "u", 1, CEED_EVAL_INTERP);
1642ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_massHex, "v", 1, CEED_EVAL_INTERP);
1652ebaca42Sjeremylt 
1662ebaca42Sjeremylt   // -- Operators
1672ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_setupHex, CEED_QFUNCTION_NONE,
1682ebaca42Sjeremylt                      CEED_QFUNCTION_NONE, &op_setupHex);
1692ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "_weight", ErestrictxiHex, CEED_NOTRANSPOSE,
1702ebaca42Sjeremylt                        bxHex, CEED_VECTOR_NONE);
1712ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "dx", ErestrictxHex, CEED_NOTRANSPOSE,
1722ebaca42Sjeremylt                        bxHex, CEED_VECTOR_ACTIVE);
1732ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "rho", ErestrictuiHex, CEED_NOTRANSPOSE,
1742ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataHex);
1752ebaca42Sjeremylt 
1762ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_massHex, CEED_QFUNCTION_NONE, CEED_QFUNCTION_NONE,
1772ebaca42Sjeremylt                      &op_massHex);
1782ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "rho", ErestrictuiHex, CEED_NOTRANSPOSE,
1792ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataHex);
1802ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "u", ErestrictuHex, CEED_NOTRANSPOSE,
1812ebaca42Sjeremylt                        buHex, CEED_VECTOR_ACTIVE);
1822ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "v", ErestrictuHex, CEED_NOTRANSPOSE,
1832ebaca42Sjeremylt                        buHex, CEED_VECTOR_ACTIVE);
1842ebaca42Sjeremylt 
1852ebaca42Sjeremylt   // Set up Composite Operators
1862ebaca42Sjeremylt   // -- Create
1872ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorCreate(ceed, &op_setup);
1882ebaca42Sjeremylt   // -- Add SubOperators
1892ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_setup, op_setupTet);
1902ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_setup, op_setupHex);
1912ebaca42Sjeremylt 
1922ebaca42Sjeremylt   // -- Create
1932ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorCreate(ceed, &op_mass);
1942ebaca42Sjeremylt   // -- Add SubOperators
1952ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_mass, op_massTet);
1962ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_mass, op_massHex);
1972ebaca42Sjeremylt 
1982ebaca42Sjeremylt   // View
1992ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorView(op_setup, stdout);
2002ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorView(op_mass, stdout);
2012ebaca42Sjeremylt 
2022ebaca42Sjeremylt   // Cleanup
2032ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_setupTet);
2042ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_massTet);
2052ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setupTet);
2062ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_massTet);
2072ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_setupHex);
2082ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_massHex);
2092ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setupHex);
2102ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_massHex);
2112ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setup);
2122ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_mass);
2132ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuTet);
2142ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxTet);
2152ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuiTet);
2162ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxiTet);
2172ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuHex);
2182ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxHex);
2192ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuiHex);
2202ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxiHex);
2212ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&buTet);
2222ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&bxTet);
2232ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&buHex);
2242ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&bxHex);
2252ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&X);
2262ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&qdataTet);
2272ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&qdataHex);
2282ebaca42Sjeremylt   CeedDestroy(&ceed);
2292ebaca42Sjeremylt   return 0;
2302ebaca42Sjeremylt }
231