xref: /libCEED/tests/t523-operator.c (revision a8d322087fa8f150327cdc2bf14a171452b711ec)
12ebaca42Sjeremylt /// @file
231e5b035Sjeremylt /// Test creation, action, and destruction for mass matrix operator
331e5b035Sjeremylt /// \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;
21*a8d32208Sjeremylt   CeedTransposeMode lmode = CEED_NOTRANSPOSE;
222ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestriction ErestrictxTet, ErestrictuTet,
232ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxiTet, ErestrictuiTet,
242ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxHex, ErestrictuHex,
252ebaca42Sjeremylt                       ErestrictxiHex, ErestrictuiHex;
262ebaca42Sjeremylt   CeedBasis bxTet, buTet,
272ebaca42Sjeremylt             bxHex, buHex;
282ebaca42Sjeremylt   CeedQFunction qf_setupTet, qf_massTet,
292ebaca42Sjeremylt                 qf_setupHex, qf_massHex;
302ebaca42Sjeremylt   CeedOperator op_setupTet, op_massTet,
312ebaca42Sjeremylt                op_setupHex, op_massHex,
322ebaca42Sjeremylt                op_setup, op_mass;
332ebaca42Sjeremylt   CeedVector qdataTet, qdataHex, X;
342ebaca42Sjeremylt   CeedInt nelemTet = 6, PTet = 6, QTet = 4,
352ebaca42Sjeremylt           nelemHex = 6, PHex = 3, QHex = 4, dim = 2;
362ebaca42Sjeremylt   CeedInt nx = 3, ny = 3,
372ebaca42Sjeremylt           nxTet = 3, nyTet = 1, nxHex = 3;
382ebaca42Sjeremylt   CeedInt row, col, offset;
392ebaca42Sjeremylt   CeedInt ndofs = (nx*2+1)*(ny*2+1),
402ebaca42Sjeremylt           nqptsTet = nelemTet*QTet,
412ebaca42Sjeremylt           nqptsHex = nelemHex*QHex*QHex;
422ebaca42Sjeremylt   CeedInt indxTet[nelemTet*PTet],
432ebaca42Sjeremylt           indxHex[nelemHex*PHex*PHex];
442ebaca42Sjeremylt   CeedScalar qref[dim*QTet], qweight[QTet];
452ebaca42Sjeremylt   CeedScalar interp[PTet*QTet], grad[dim*PTet*QTet];
462ebaca42Sjeremylt 
472ebaca42Sjeremylt   CeedInit(argv[1], &ceed);
482ebaca42Sjeremylt 
492ebaca42Sjeremylt   // DoF Coordinates
502ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, dim*ndofs, &X);
512ebaca42Sjeremylt 
522ebaca42Sjeremylt   // Qdata Vectors
532ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, nqptsTet, &qdataTet);
542ebaca42Sjeremylt   CeedVectorCreate(ceed, nqptsHex, &qdataHex);
552ebaca42Sjeremylt 
562ebaca42Sjeremylt   // Set up Tet Elements
572ebaca42Sjeremylt   for (CeedInt i=0; i<nelemTet/2; i++) {
582ebaca42Sjeremylt     col = i % nxTet;
592ebaca42Sjeremylt     row = i / nxTet;
602ebaca42Sjeremylt     offset = col*2 + row*(nxTet*2+1)*2;
612ebaca42Sjeremylt 
622ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  0] =  2 + offset;
632ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  1] =  9 + offset;
642ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  2] = 16 + offset;
652ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  3] =  1 + offset;
662ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  4] =  8 + offset;
672ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  5] =  0 + offset;
682ebaca42Sjeremylt 
692ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  6] = 14 + offset;
702ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  7] =  7 + offset;
712ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  8] =  0 + offset;
722ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet +  9] = 15 + offset;
732ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet + 10] =  8 + offset;
742ebaca42Sjeremylt     indxTet[i*2*PTet + 11] = 16 + offset;
752ebaca42Sjeremylt   }
762ebaca42Sjeremylt 
772ebaca42Sjeremylt   // -- Restrictions
78*a8d32208Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, lmode, nelemTet, PTet, ndofs, dim,
79*a8d32208Sjeremylt                             CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, indxTet,
80*a8d32208Sjeremylt                             &ErestrictxTet);
81*a8d32208Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, lmode, nelemTet, PTet, nelemTet*PTet,
82*a8d32208Sjeremylt                                     dim, &ErestrictxiTet);
832ebaca42Sjeremylt 
84*a8d32208Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, lmode, nelemTet, PTet, ndofs, 1,
85*a8d32208Sjeremylt                             CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, indxTet,
86*a8d32208Sjeremylt                             &ErestrictuTet);
87*a8d32208Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, lmode, nelemTet, QTet, nqptsTet, 1,
882ebaca42Sjeremylt                                     &ErestrictuiTet);
892ebaca42Sjeremylt 
902ebaca42Sjeremylt   // -- Bases
912ebaca42Sjeremylt   buildmats(qref, qweight, interp, grad);
922ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateH1(ceed, CEED_TRIANGLE, dim, PTet, QTet, interp, grad, qref,
932ebaca42Sjeremylt                     qweight, &bxTet);
942ebaca42Sjeremylt 
952ebaca42Sjeremylt   buildmats(qref, qweight, interp, grad);
962ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateH1(ceed, CEED_TRIANGLE, 1, PTet, QTet, interp, grad, qref,
972ebaca42Sjeremylt                     qweight, &buTet);
982ebaca42Sjeremylt 
992ebaca42Sjeremylt   // -- QFunctions
1002ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, setup, setup_loc, &qf_setupTet);
1012ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupTet, "_weight", 1, CEED_EVAL_WEIGHT);
1022ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupTet, "dx", dim*dim, CEED_EVAL_GRAD);
1032ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_setupTet, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
1042ebaca42Sjeremylt 
1052ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, mass, mass_loc, &qf_massTet);
1062ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massTet, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
1072ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massTet, "u", 1, CEED_EVAL_INTERP);
1082ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_massTet, "v", 1, CEED_EVAL_INTERP);
1092ebaca42Sjeremylt 
1102ebaca42Sjeremylt   // -- Operators
1112ebaca42Sjeremylt   // ---- Setup Tet
1122ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_setupTet, CEED_QFUNCTION_NONE,
1132ebaca42Sjeremylt                      CEED_QFUNCTION_NONE, &op_setupTet);
114*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "_weight", ErestrictxiTet, bxTet,
115*a8d32208Sjeremylt                        CEED_VECTOR_NONE);
116*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "dx", ErestrictxTet, bxTet,
117*a8d32208Sjeremylt                        CEED_VECTOR_ACTIVE);
118*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupTet, "rho", ErestrictuiTet,
1192ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataTet);
1202ebaca42Sjeremylt   // ---- Mass Tet
1212ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_massTet, CEED_QFUNCTION_NONE, CEED_QFUNCTION_NONE,
1222ebaca42Sjeremylt                      &op_massTet);
123*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "rho", ErestrictuiTet, CEED_BASIS_COLLOCATED,
124*a8d32208Sjeremylt                        qdataTet);
125*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "u", ErestrictuTet, buTet,
126*a8d32208Sjeremylt                        CEED_VECTOR_ACTIVE);
127*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massTet, "v", ErestrictuTet, buTet,
128*a8d32208Sjeremylt                        CEED_VECTOR_ACTIVE);
1292ebaca42Sjeremylt 
1302ebaca42Sjeremylt   // Set up Hex Elements
1312ebaca42Sjeremylt   for (CeedInt i=0; i<nelemHex; i++) {
1322ebaca42Sjeremylt     col = i % nxHex;
1332ebaca42Sjeremylt     row = i / nxHex;
1342ebaca42Sjeremylt     offset = (nxTet*2+1)*(nyTet*2)*(1+row) + col*2;
1352ebaca42Sjeremylt     for (CeedInt j=0; j<PHex; j++)
1362ebaca42Sjeremylt       for (CeedInt k=0; k<PHex; k++)
1372ebaca42Sjeremylt         indxHex[PHex*(PHex*i+k)+j] = offset + k*(nxHex*2+1) + j;
1382ebaca42Sjeremylt   }
1392ebaca42Sjeremylt 
1402ebaca42Sjeremylt   // -- Restrictions
141*a8d32208Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, lmode, nelemHex, PHex*PHex, ndofs, dim,
1422ebaca42Sjeremylt                             CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, indxHex,
1432ebaca42Sjeremylt                             &ErestrictxHex);
144*a8d32208Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, lmode, nelemHex, PHex*PHex,
1452ebaca42Sjeremylt                                     nelemHex*PHex*PHex, dim, &ErestrictxiHex);
1462ebaca42Sjeremylt 
147*a8d32208Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreate(ceed, lmode, nelemHex, PHex*PHex, ndofs, 1,
1482ebaca42Sjeremylt                             CEED_MEM_HOST, CEED_USE_POINTER, indxHex,
1492ebaca42Sjeremylt                             &ErestrictuHex);
150*a8d32208Sjeremylt   CeedElemRestrictionCreateIdentity(ceed, lmode, nelemHex, QHex*QHex, nqptsHex,
151*a8d32208Sjeremylt                                     1, &ErestrictuiHex);
1522ebaca42Sjeremylt 
1532ebaca42Sjeremylt   // -- Bases
1542ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, dim, PHex, QHex, CEED_GAUSS,
1552ebaca42Sjeremylt                                   &bxHex);
1562ebaca42Sjeremylt   CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, dim, 1, PHex, QHex, CEED_GAUSS, &buHex);
1572ebaca42Sjeremylt 
1582ebaca42Sjeremylt   // -- QFunctions
1592ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, setup, setup_loc, &qf_setupHex);
1602ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupHex, "_weight", 1, CEED_EVAL_WEIGHT);
1612ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_setupHex, "dx", dim*dim, CEED_EVAL_GRAD);
1622ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_setupHex, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
1632ebaca42Sjeremylt 
1642ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionCreateInterior(ceed, 1, mass, mass_loc, &qf_massHex);
1652ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massHex, "rho", 1, CEED_EVAL_NONE);
1662ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddInput(qf_massHex, "u", 1, CEED_EVAL_INTERP);
1672ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionAddOutput(qf_massHex, "v", 1, CEED_EVAL_INTERP);
1682ebaca42Sjeremylt 
1692ebaca42Sjeremylt   // -- Operators
1702ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_setupHex, CEED_QFUNCTION_NONE,
1712ebaca42Sjeremylt                      CEED_QFUNCTION_NONE, &op_setupHex);
172*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "_weight", ErestrictxiHex, bxHex,
173*a8d32208Sjeremylt                        CEED_VECTOR_NONE);
174*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "dx", ErestrictxHex, bxHex,
175*a8d32208Sjeremylt                        CEED_VECTOR_ACTIVE);
176*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_setupHex, "rho", ErestrictuiHex,
1772ebaca42Sjeremylt                        CEED_BASIS_COLLOCATED, qdataHex);
1782ebaca42Sjeremylt 
1792ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorCreate(ceed, qf_massHex, CEED_QFUNCTION_NONE, CEED_QFUNCTION_NONE,
1802ebaca42Sjeremylt                      &op_massHex);
181*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "rho", ErestrictuiHex, CEED_BASIS_COLLOCATED,
182*a8d32208Sjeremylt                        qdataHex);
183*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "u", ErestrictuHex, buHex,
184*a8d32208Sjeremylt                        CEED_VECTOR_ACTIVE);
185*a8d32208Sjeremylt   CeedOperatorSetField(op_massHex, "v", ErestrictuHex, buHex,
186*a8d32208Sjeremylt                        CEED_VECTOR_ACTIVE);
1872ebaca42Sjeremylt 
1882ebaca42Sjeremylt   // Set up Composite Operators
1892ebaca42Sjeremylt   // -- Create
1902ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorCreate(ceed, &op_setup);
1912ebaca42Sjeremylt   // -- Add SubOperators
1922ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_setup, op_setupTet);
1932ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_setup, op_setupHex);
1942ebaca42Sjeremylt 
1952ebaca42Sjeremylt   // -- Create
1962ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorCreate(ceed, &op_mass);
1972ebaca42Sjeremylt   // -- Add SubOperators
1982ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_mass, op_massTet);
1992ebaca42Sjeremylt   CeedCompositeOperatorAddSub(op_mass, op_massHex);
2002ebaca42Sjeremylt 
2012ebaca42Sjeremylt   // View
2022ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorView(op_setup, stdout);
2032ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorView(op_mass, stdout);
2042ebaca42Sjeremylt 
2052ebaca42Sjeremylt   // Cleanup
2062ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_setupTet);
2072ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_massTet);
2082ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setupTet);
2092ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_massTet);
2102ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_setupHex);
2112ebaca42Sjeremylt   CeedQFunctionDestroy(&qf_massHex);
2122ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setupHex);
2132ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_massHex);
2142ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_setup);
2152ebaca42Sjeremylt   CeedOperatorDestroy(&op_mass);
2162ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuTet);
2172ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxTet);
2182ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuiTet);
2192ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxiTet);
2202ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuHex);
2212ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxHex);
2222ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictuiHex);
2232ebaca42Sjeremylt   CeedElemRestrictionDestroy(&ErestrictxiHex);
2242ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&buTet);
2252ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&bxTet);
2262ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&buHex);
2272ebaca42Sjeremylt   CeedBasisDestroy(&bxHex);
2282ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&X);
2292ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&qdataTet);
2302ebaca42Sjeremylt   CeedVectorDestroy(&qdataHex);
2312ebaca42Sjeremylt   CeedDestroy(&ceed);
2322ebaca42Sjeremylt   return 0;
2332ebaca42Sjeremylt }
234