forked from moebiusband/NuSiF-Solver
		
	Review particle tracer. Refactor.
This commit is contained in:
		@@ -18,9 +18,10 @@ include $(MAKE_DIR)/include_$(TAG).mk
 | 
				
			|||||||
INCLUDES  += -I$(SRC_DIR) -I$(BUILD_DIR)
 | 
					INCLUDES  += -I$(SRC_DIR) -I$(BUILD_DIR)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
VPATH     = $(SRC_DIR)
 | 
					VPATH     = $(SRC_DIR)
 | 
				
			||||||
SRC       = $(wildcard $(SRC_DIR)/*.c)
 | 
					SRC       = $(filter-out $(wildcard $(SRC_DIR)/*-*.c),$(wildcard $(SRC_DIR)/*.c))
 | 
				
			||||||
ASM       = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.s, $(SRC))
 | 
					ASM       = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.s, $(SRC))
 | 
				
			||||||
OBJ       = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.o, $(SRC))
 | 
					OBJ       = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.o, $(SRC))
 | 
				
			||||||
 | 
					OBJ      += $(BUILD_DIR)/solver-$(SOLVER).o
 | 
				
			||||||
SOURCES   = $(SRC) $(wildcard $(SRC_DIR)/*.h)
 | 
					SOURCES   = $(SRC) $(wildcard $(SRC_DIR)/*.h)
 | 
				
			||||||
CPPFLAGS := $(CPPFLAGS) $(DEFINES) $(OPTIONS) $(INCLUDES)
 | 
					CPPFLAGS := $(CPPFLAGS) $(DEFINES) $(OPTIONS) $(INCLUDES)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -49,6 +50,8 @@ distclean: clean
 | 
				
			|||||||
	@rm -f $(TARGET)
 | 
						@rm -f $(TARGET)
 | 
				
			||||||
	@rm -f *.dat
 | 
						@rm -f *.dat
 | 
				
			||||||
	@rm -f *.png
 | 
						@rm -f *.png
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f ./vis_files/*.dat
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f ./vis_files/*.gif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
info:
 | 
					info:
 | 
				
			||||||
	$(info $(CFLAGS))
 | 
						$(info $(CFLAGS))
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -26,13 +26,13 @@ p_init    1.0      # initial value for pressure
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
xlength    30.0     # domain size in x-direction
 | 
					xlength    30.0     # domain size in x-direction
 | 
				
			||||||
ylength    4.0	   # domain size in y-direction
 | 
					ylength    4.0	   # domain size in y-direction
 | 
				
			||||||
imax       200      # number of interior cells in x-direction
 | 
					imax       256      # number of interior cells in x-direction
 | 
				
			||||||
jmax       50	   # number of interior cells in y-direction
 | 
					jmax       64	   # number of interior cells in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# Time Data:
 | 
					# Time Data:
 | 
				
			||||||
# ---------
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
te      60.0   # final time
 | 
					te      80.0   # final time
 | 
				
			||||||
dt      0.02    # time stepsize
 | 
					dt      0.02    # time stepsize
 | 
				
			||||||
tau     0.5     # safety factor for time stepsize control (<0 constant delt)
 | 
					tau     0.5     # safety factor for time stepsize control (<0 constant delt)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -50,9 +50,9 @@ levels   5         # Multigrid levels
 | 
				
			|||||||
# -----------------------
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
numberOfParticles   60
 | 
					numberOfParticles   60
 | 
				
			||||||
startTime           100
 | 
					startTime           5.0
 | 
				
			||||||
injectTimePeriod    2.0
 | 
					injectTimePeriod    4.0
 | 
				
			||||||
writeTimePeriod     0.5
 | 
					writeTimePeriod     1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
x1                  1.0
 | 
					x1                  1.0
 | 
				
			||||||
y1                  0.0
 | 
					y1                  0.0
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,12 +1,12 @@
 | 
				
			|||||||
# Supported: GCC, CLANG, ICC
 | 
					# Supported: GCC, CLANG, ICC
 | 
				
			||||||
TAG ?= CLANG
 | 
					TAG ?= CLANG
 | 
				
			||||||
ENABLE_OPENMP ?= false
 | 
					ENABLE_OPENMP ?= false
 | 
				
			||||||
 | 
					# Supported: sor, mg
 | 
				
			||||||
 | 
					SOLVER ?= mg
 | 
				
			||||||
 | 
					# Run in debug settings
 | 
				
			||||||
 | 
					DEBUG ?= false
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#Feature options
 | 
					#Feature options
 | 
				
			||||||
OPTIONS +=  -DARRAY_ALIGNMENT=64
 | 
					OPTIONS +=  -DARRAY_ALIGNMENT=64
 | 
				
			||||||
# OPTIONS +=  -DVERBOSE
 | 
					#OPTIONS +=  -DVERBOSE
 | 
				
			||||||
#OPTIONS +=  -DDEBUG
 | 
					#OPTIONS +=  -DDEBUG
 | 
				
			||||||
#OPTIONS +=  -DBOUNDCHECK
 | 
					 | 
				
			||||||
#OPTIONS +=  -DVERBOSE_AFFINITY
 | 
					 | 
				
			||||||
#OPTIONS +=  -DVERBOSE_DATASIZE
 | 
					 | 
				
			||||||
#OPTIONS +=  -DVERBOSE_TIMER
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -26,8 +26,8 @@ p_init    0.0		# initial value for pressure
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
xlength    1.0		# domain size in x-direction
 | 
					xlength    1.0		# domain size in x-direction
 | 
				
			||||||
ylength    1.0		# domain size in y-direction
 | 
					ylength    1.0		# domain size in y-direction
 | 
				
			||||||
imax       100		# number of interior cells in x-direction
 | 
					imax       128		# number of interior cells in x-direction
 | 
				
			||||||
jmax       100		# number of interior cells in y-direction
 | 
					jmax       128		# number of interior cells in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# Time Data:
 | 
					# Time Data:
 | 
				
			||||||
# ---------
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
@@ -50,7 +50,7 @@ levels   5         # Multigrid levels
 | 
				
			|||||||
# -----------------------
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
numberOfParticles   200
 | 
					numberOfParticles   200
 | 
				
			||||||
startTime           100
 | 
					startTime           2.0
 | 
				
			||||||
injectTimePeriod    0.5
 | 
					injectTimePeriod    0.5
 | 
				
			||||||
writeTimePeriod     0.2
 | 
					writeTimePeriod     0.2
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -2,16 +2,18 @@ CC   = clang
 | 
				
			|||||||
GCC  = cc
 | 
					GCC  = cc
 | 
				
			||||||
LINKER = $(CC)
 | 
					LINKER = $(CC)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
ifeq ($(ENABLE_OPENMP),true)
 | 
					ifeq ($(strip $(ENABLE_OPENMP)),true)
 | 
				
			||||||
OPENMP   = -fopenmp
 | 
					OPENMP   = -fopenmp
 | 
				
			||||||
#OPENMP   = -Xpreprocessor -fopenmp #required on Macos with homebrew libomp
 | 
					#OPENMP   = -Xpreprocessor -fopenmp #required on Macos with homebrew libomp
 | 
				
			||||||
LIBS     = # -lomp
 | 
					LIBS     = # -lomp
 | 
				
			||||||
endif
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					ifeq ($(strip $(DEBUG)),true)
 | 
				
			||||||
 | 
					CFLAGS   = -O0 -g -std=c17
 | 
				
			||||||
 | 
					else
 | 
				
			||||||
 | 
					CFLAGS   = -O3 -std=c17 $(OPENMP)
 | 
				
			||||||
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
VERSION  = --version
 | 
					VERSION  = --version
 | 
				
			||||||
# CFLAGS   = -O3 -std=c17 $(OPENMP)
 | 
					 | 
				
			||||||
CFLAGS   = -Ofast -std=c17
 | 
					 | 
				
			||||||
#CFLAGS   = -Ofast -fnt-store=aggressive  -std=c99 $(OPENMP) #AMD CLANG
 | 
					 | 
				
			||||||
LFLAGS   = $(OPENMP) -lm
 | 
					LFLAGS   = $(OPENMP) -lm
 | 
				
			||||||
DEFINES  = -D_GNU_SOURCE# -DDEBUG
 | 
					DEFINES  = -D_GNU_SOURCE
 | 
				
			||||||
INCLUDES =
 | 
					INCLUDES =
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,61 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
/*
 | 
					 | 
				
			||||||
 * Copyright (C)  NHR@FAU, University Erlangen-Nuremberg.
 | 
					 | 
				
			||||||
 * All rights reserved.
 | 
					 | 
				
			||||||
 * Use of this source code is governed by a MIT-style
 | 
					 | 
				
			||||||
 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
					 | 
				
			||||||
 */
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef __linux__
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef _OPENMP
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <pthread.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <sched.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <stdio.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <stdlib.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <sys/syscall.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <sys/types.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <unistd.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define MAX_NUM_THREADS 128
 | 
					 | 
				
			||||||
#define gettid()        syscall(SYS_gettid)
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
static int getProcessorID(cpu_set_t* cpu_set)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int processorId;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (processorId = 0; processorId < MAX_NUM_THREADS; processorId++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (CPU_ISSET(processorId, cpu_set)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            break;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    return processorId;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
int affinity_getProcessorId()
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpu_set_t cpu_set;
 | 
					 | 
				
			||||||
    CPU_ZERO(&cpu_set);
 | 
					 | 
				
			||||||
    sched_getaffinity(gettid(), sizeof(cpu_set_t), &cpu_set);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return getProcessorID(&cpu_set);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void affinity_pinThread(int processorId)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpu_set_t cpuset;
 | 
					 | 
				
			||||||
    pthread_t thread;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    thread = pthread_self();
 | 
					 | 
				
			||||||
    CPU_ZERO(&cpuset);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CPU_SET(processorId, &cpuset);
 | 
					 | 
				
			||||||
    pthread_setaffinity_np(thread, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void affinity_pinProcess(int processorId)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    cpu_set_t cpuset;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    CPU_ZERO(&cpuset);
 | 
					 | 
				
			||||||
    CPU_SET(processorId, &cpuset);
 | 
					 | 
				
			||||||
    sched_setaffinity(0, sizeof(cpu_set_t), &cpuset);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif /*_OPENMP*/
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif /*__linux__*/
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -1,14 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
/*
 | 
					 | 
				
			||||||
 * Copyright (C)  NHR@FAU, University Erlangen-Nuremberg.
 | 
					 | 
				
			||||||
 * All rights reserved.
 | 
					 | 
				
			||||||
 * Use of this source code is governed by a MIT-style
 | 
					 | 
				
			||||||
 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
					 | 
				
			||||||
 */
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifndef AFFINITY_H
 | 
					 | 
				
			||||||
#define AFFINITY_H
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
extern int affinity_getProcessorId();
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void affinity_pinProcess(int);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void affinity_pinThread(int);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif /*AFFINITY_H*/
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -5,10 +5,13 @@
 | 
				
			|||||||
 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
					 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
				
			||||||
 */
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
#include <errno.h>
 | 
					#include <errno.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stddef.h>
 | 
				
			||||||
#include <stdio.h>
 | 
					#include <stdio.h>
 | 
				
			||||||
#include <stdlib.h>
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void* allocate(int alignment, size_t bytesize)
 | 
					#include "allocate.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void* allocate(size_t alignment, size_t bytesize)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    int errorCode;
 | 
					    int errorCode;
 | 
				
			||||||
    void* ptr;
 | 
					    void* ptr;
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -8,6 +8,6 @@
 | 
				
			|||||||
#define __ALLOCATE_H_
 | 
					#define __ALLOCATE_H_
 | 
				
			||||||
#include <stdlib.h>
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
extern void* allocate(int alignment, size_t bytesize);
 | 
					extern void* allocate(size_t alignment, size_t bytesize);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										649
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/src/discretization.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										649
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/src/discretization.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,649 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Copyright (C) NHR@FAU, University Erlangen-Nuremberg.
 | 
				
			||||||
 | 
					 * All rights reserved. This file is part of nusif-solver.
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Use of this source code is governed by a MIT style
 | 
				
			||||||
 | 
					 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <float.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <math.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdio.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <string.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "allocate.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "discretization.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "grid.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define S(i, j) s[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double distance(double i, double j, double iCenter, double jCenter)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    return sqrt(pow(iCenter - i, 2) + pow(jCenter - j, 2) * 1.0);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void print(Discretization* d, double* grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 0; j < jmax + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("%02d: ", j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < imax + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("%3.2f  ", grid[j * (imax + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void printGrid(Discretization* d, int* grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 0; j < jmax + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("%02d: ", j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < imax + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("%2d  ", grid[j * (imax + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void printConfig(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Parameters for #%s#\n", d->problem);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Boundary conditions Left:%d Right:%d Bottom:%d Top:%d\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->bcLeft,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->bcRight,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->bcBottom,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->bcTop);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tReynolds number: %.2f\n", d->re);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tGx Gy: %.2f %.2f\n", d->gx, d->gy);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Geometry data:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tDomain box size (x, y): %.2f, %.2f\n", d->grid.xlength, d->grid.ylength);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tCells (x, y): %d, %d\n", d->grid.imax, d->grid.jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Timestep parameters:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tDefault stepsize: %.2f, Final time %.2f\n", d->dt, d->te);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tdt bound: %.6f\n", d->dtBound);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tTau factor: %.2f\n", d->tau);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Iterative d parameters:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tgamma factor: %f\n", d->gamma);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initDiscretization(Discretization* d, Parameter* p)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->problem      = p->name;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->bcLeft       = p->bcLeft;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->bcRight      = p->bcRight;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->bcBottom     = p->bcBottom;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->bcTop        = p->bcTop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.imax    = p->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.jmax    = p->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.xlength = p->xlength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.ylength = p->ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.dx      = p->xlength / p->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.dy      = p->ylength / p->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->re           = p->re;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->gx           = p->gx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->gy           = p->gy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->dt           = p->dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->te           = p->te;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->tau          = p->tau;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->gamma        = p->gamma;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax    = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax    = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    size_t size = (imax + 2) * (jmax + 2) * sizeof(double);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->u        = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->v        = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.s   = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->p        = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->rhs      = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->f        = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->g        = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < (imax + 2) * (jmax + 2); i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->u[i]      = p->u_init;
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->v[i]      = p->v_init;
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->p[i]      = p->p_init;
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->rhs[i]    = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->f[i]      = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->g[i]      = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->grid.s[i] = FLUID;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx        = d->grid.dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dy        = d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double invSqrSum = 1.0 / (dx * dx) + 1.0 / (dy * dy);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->dtBound       = 0.5 * d->re * 1.0 / invSqrSum;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xCenter = 0, yCenter = 0, radius = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double x1 = 0, x2 = 0, y1 = 0, y2 = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int* s = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (p->shape) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    case NOSHAPE:
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case RECT:
 | 
				
			||||||
 | 
					        x1 = p->xCenter - p->xRectLength / 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        x2 = p->xCenter + p->xRectLength / 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        y1 = p->yCenter - p->yRectLength / 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        y2 = p->yCenter + p->yRectLength / 2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                if ((x1 <= (i * dx)) && ((i * dx) <= x2) && (y1 <= (j * dy)) &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    ((j * dy) <= y2)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = OBSTACLE;
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case CIRCLE:
 | 
				
			||||||
 | 
					        xCenter = p->xCenter;
 | 
				
			||||||
 | 
					        yCenter = p->yCenter;
 | 
				
			||||||
 | 
					        radius  = p->circleRadius;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (distance((i * dx), (j * dy), xCenter, yCenter) <= radius) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = OBSTACLE;
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (p->shape != NOSHAPE) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (S(i, j - 1) == FLUID && S(i, j + 1) == OBSTACLE &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) == OBSTACLE)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = BOTTOM; // TOP
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (S(i - 1, j) == FLUID && S(i + 1, j) == OBSTACLE &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) == OBSTACLE)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = LEFT; // LEFT
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (S(i + 1, j) == FLUID && S(i - 1, j) == OBSTACLE &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) == OBSTACLE)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = RIGHT; // RIGHT
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (S(i, j + 1) == FLUID && S(i, j - 1) == OBSTACLE &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) == OBSTACLE)
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = TOP; // BOTTOM
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (S(i - 1, j - 1) == FLUID && S(i, j - 1) == FLUID &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i - 1, j) == FLUID && S(i + 1, j + 1) == OBSTACLE &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    (S(i, j) == OBSTACLE || S(i, j) == LEFT || S(i, j) == BOTTOM))
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = BOTTOMLEFT; // TOPLEFT
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (S(i + 1, j - 1) == FLUID && S(i, j - 1) == FLUID &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i + 1, j) == FLUID && S(i - 1, j + 1) == OBSTACLE &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    (S(i, j) == OBSTACLE || S(i, j) == RIGHT || S(i, j) == BOTTOM))
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = BOTTOMRIGHT; // TOPRIGHT
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (S(i - 1, j + 1) == FLUID && S(i - 1, j) == FLUID &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j + 1) == FLUID && S(i + 1, j - 1) == OBSTACLE &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    (S(i, j) == OBSTACLE || S(i, j) == LEFT || S(i, j) == TOP))
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = TOPLEFT; // BOTTOMLEFT
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (S(i + 1, j + 1) == FLUID && S(i + 1, j) == FLUID &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j + 1) == FLUID && S(i - 1, j - 1) == OBSTACLE &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    (S(i, j) == OBSTACLE || S(i, j) == RIGHT || S(i, j) == TOP))
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = TOPRIGHT; // BOTTOMRIGHT
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    printConfig(solver);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double maxElement(Discretization* d, double* m)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int size      = (d->grid.imax + 2) * (d->grid.jmax + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double maxval = DBL_MIN;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        maxval = MAX(maxval, fabs(m[i]));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return maxval;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void computeRHS(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax    = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax    = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idx  = 1.0 / d->grid.dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idy  = 1.0 / d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idt  = 1.0 / d->dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* rhs = d->rhs;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* f   = d->f;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* g   = d->g;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int* s      = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            RHS(i, j) = idt *
 | 
				
			||||||
 | 
					                        ((F(i, j) - F(i - 1, j)) * idx + (G(i, j) - G(i, j - 1)) * idy);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void normalizePressure(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int size    = (d->grid.imax + 2) * (d->grid.jmax + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* p   = d->p;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double avgP = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        avgP += p[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    avgP /= size;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        p[i] = p[i] - avgP;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void computeTimestep(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dt   = d->dtBound;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx   = d->grid.dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dy   = d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double umax = maxElement(d, d->u);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double vmax = maxElement(d, d->v);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (umax > 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        dt = (dt > dx / umax) ? dx / umax : dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (vmax > 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        dt = (dt > dy / vmax) ? dy / vmax : dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->dt = dt * d->tau;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void setBoundaryConditions(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax  = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax  = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v = d->v;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Left boundary
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (d->bcLeft) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    case NOSLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(0, j) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(0, j) = -V(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case SLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(0, j) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(0, j) = V(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case OUTFLOW:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(0, j) = U(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(0, j) = V(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case PERIODIC:
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Right boundary
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (d->bcRight) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    case NOSLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(imax, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(imax + 1, j) = -V(imax, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case SLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(imax, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(imax + 1, j) = V(imax, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case OUTFLOW:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(imax, j)     = U(imax - 1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(imax + 1, j) = V(imax, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case PERIODIC:
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Bottom boundary
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (d->bcBottom) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    case NOSLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(i, 0) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(i, 0) = -U(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case SLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(i, 0) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(i, 0) = U(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case OUTFLOW:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(i, 0) = U(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(i, 0) = V(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case PERIODIC:
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Top boundary
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (d->bcTop) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    case NOSLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(i, jmax)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(i, jmax + 1) = -U(i, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case SLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(i, jmax)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(i, jmax + 1) = U(i, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case OUTFLOW:
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(i, jmax + 1) = U(i, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(i, jmax)     = V(i, jmax - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case PERIODIC:
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void setSpecialBoundaryCondition(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax   = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax   = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double mDy = d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u  = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int* s     = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (strcmp(d->problem, "dcavity") == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(i, jmax + 1) = 2.0 - U(i, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (strcmp(d->problem, "canal") == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        double ylength = d->grid.ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					        double y;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            y       = mDy * (j - 0.5);
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(0, j) = y * (ylength - y) * 4.0 / (ylength * ylength);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (strcmp(d->problem, "backstep") == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (S(0, j) == FLUID) U(0, j) = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (strcmp(d->problem, "karman") == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(0, j) = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void setObjectBoundaryCondition(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax  = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax  = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v = d->v;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int* s    = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            switch (S(i, j)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            case TOP:
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, j)     = -U(i, j + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i - 1, j) = -U(i - 1, j + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            case BOTTOM:
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, j)     = -U(i, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i - 1, j) = -U(i - 1, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            case LEFT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i - 1, j) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j)     = -V(i - 1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j - 1) = -V(i - 1, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            case RIGHT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j)     = -V(i + 1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j - 1) = -V(i + 1, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            case TOPLEFT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, j)     = -U(i, j + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i - 1, j) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j - 1) = -V(i - 1, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            case TOPRIGHT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i - 1, j) = -U(i - 1, j + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j - 1) = -V(i + 1, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            case BOTTOMLEFT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, j)     = -U(i, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i - 1, j) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j)     = -V(i - 1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j - 1) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            case BOTTOMRIGHT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i - 1, j) = -U(i - 1, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j)     = -V(i, j + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, j - 1) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                break;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void computeFG(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u        = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v        = d->v;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* f        = d->f;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* g        = d->g;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int* s           = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax         = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax         = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double gx        = d->gx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double gy        = d->gy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double gamma     = d->gamma;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dt        = d->dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double inverseRe = 1.0 / d->re;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double inverseDx = 1.0 / d->grid.dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double inverseDy = 1.0 / d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double du2dx, dv2dy, duvdx, duvdy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double du2dx2, du2dy2, dv2dx2, dv2dy2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (S(i, j) == FLUID) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                du2dx = inverseDx * 0.25 *
 | 
				
			||||||
 | 
					                            ((U(i, j) + U(i + 1, j)) * (U(i, j) + U(i + 1, j)) -
 | 
				
			||||||
 | 
					                                (U(i, j) + U(i - 1, j)) * (U(i, j) + U(i - 1, j))) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gamma * inverseDx * 0.25 *
 | 
				
			||||||
 | 
					                            (fabs(U(i, j) + U(i + 1, j)) * (U(i, j) - U(i + 1, j)) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                                fabs(U(i, j) + U(i - 1, j)) * (U(i, j) - U(i - 1, j)));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                duvdy = inverseDy * 0.25 *
 | 
				
			||||||
 | 
					                            ((V(i, j) + V(i + 1, j)) * (U(i, j) + U(i, j + 1)) -
 | 
				
			||||||
 | 
					                                (V(i, j - 1) + V(i + 1, j - 1)) *
 | 
				
			||||||
 | 
					                                    (U(i, j) + U(i, j - 1))) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gamma * inverseDy * 0.25 *
 | 
				
			||||||
 | 
					                            (fabs(V(i, j) + V(i + 1, j)) * (U(i, j) - U(i, j + 1)) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                                fabs(V(i, j - 1) + V(i + 1, j - 1)) *
 | 
				
			||||||
 | 
					                                    (U(i, j) - U(i, j - 1)));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                du2dx2 = inverseDx * inverseDx *
 | 
				
			||||||
 | 
					                         (U(i + 1, j) - 2.0 * U(i, j) + U(i - 1, j));
 | 
				
			||||||
 | 
					                du2dy2 = inverseDy * inverseDy *
 | 
				
			||||||
 | 
					                         (U(i, j + 1) - 2.0 * U(i, j) + U(i, j - 1));
 | 
				
			||||||
 | 
					                F(i, j) = U(i, j) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                          dt * (inverseRe * (du2dx2 + du2dy2) - du2dx - duvdy + gx);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                duvdx = inverseDx * 0.25 *
 | 
				
			||||||
 | 
					                            ((U(i, j) + U(i, j + 1)) * (V(i, j) + V(i + 1, j)) -
 | 
				
			||||||
 | 
					                                (U(i - 1, j) + U(i - 1, j + 1)) *
 | 
				
			||||||
 | 
					                                    (V(i, j) + V(i - 1, j))) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gamma * inverseDx * 0.25 *
 | 
				
			||||||
 | 
					                            (fabs(U(i, j) + U(i, j + 1)) * (V(i, j) - V(i + 1, j)) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                                fabs(U(i - 1, j) + U(i - 1, j + 1)) *
 | 
				
			||||||
 | 
					                                    (V(i, j) - V(i - 1, j)));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                dv2dy = inverseDy * 0.25 *
 | 
				
			||||||
 | 
					                            ((V(i, j) + V(i, j + 1)) * (V(i, j) + V(i, j + 1)) -
 | 
				
			||||||
 | 
					                                (V(i, j) + V(i, j - 1)) * (V(i, j) + V(i, j - 1))) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                        gamma * inverseDy * 0.25 *
 | 
				
			||||||
 | 
					                            (fabs(V(i, j) + V(i, j + 1)) * (V(i, j) - V(i, j + 1)) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                                fabs(V(i, j) + V(i, j - 1)) * (V(i, j) - V(i, j - 1)));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                dv2dx2 = inverseDx * inverseDx *
 | 
				
			||||||
 | 
					                         (V(i + 1, j) - 2.0 * V(i, j) + V(i - 1, j));
 | 
				
			||||||
 | 
					                dv2dy2 = inverseDy * inverseDy *
 | 
				
			||||||
 | 
					                         (V(i, j + 1) - 2.0 * V(i, j) + V(i, j - 1));
 | 
				
			||||||
 | 
					                G(i, j) = V(i, j) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                          dt * (inverseRe * (dv2dx2 + dv2dy2) - duvdx - dv2dy + gy);
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                switch (S(i, j)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                case TOP:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    G(i, j) = V(i, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case BOTTOM:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    G(i, j - 1) = V(i, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case LEFT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    F(i - 1, j) = U(i - 1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case RIGHT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    F(i, j) = U(i, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case TOPLEFT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    F(i - 1, j) = U(i - 1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    G(i, j)     = V(i, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case TOPRIGHT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    F(i, j) = U(i, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    G(i, j) = V(i, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case BOTTOMLEFT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    F(i - 1, j) = U(i - 1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    G(i, j - 1) = V(i, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                case BOTTOMRIGHT:
 | 
				
			||||||
 | 
					                    F(i, j)     = U(i, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    G(i, j - 1) = V(i, j - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    break;
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* ---------------------- boundary of F --------------------------- */
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        F(0, j)    = U(0, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        F(imax, j) = U(imax, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* ---------------------- boundary of G --------------------------- */
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        G(i, 0)    = V(i, 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					        G(i, jmax) = V(i, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void adaptUV(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax       = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax       = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* p      = d->p;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u      = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v      = d->v;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* f      = d->f;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* g      = d->g;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double factorX = d->dt / d->grid.dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double factorY = d->dt / d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(i, j) = F(i, j) - (P(i + 1, j) - P(i, j)) * factorX;
 | 
				
			||||||
 | 
					            V(i, j) = G(i, j) - (P(i, j + 1) - P(i, j)) * factorY;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void writeResult(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax  = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax  = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx = d->grid.dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dy = d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* p = d->p;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v = d->v;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double x = 0.0, y = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    FILE* fp;
 | 
				
			||||||
 | 
					    fp = fopen("pressure.dat", "w");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (fp == NULL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Error!\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        exit(EXIT_FAILURE);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        y = (double)(j - 0.5) * dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            x = (double)(i - 0.5) * dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					            fprintf(fp, "%.2f %.2f %f\n", x, y, P(i, j));
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        fprintf(fp, "\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    fclose(fp);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    fp = fopen("velocity.dat", "w");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (fp == NULL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Error!\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        exit(EXIT_FAILURE);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        y = dy * (j - 0.5);
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            x           = dx * (i - 0.5);
 | 
				
			||||||
 | 
					            double velU = (U(i, j) + U(i - 1, j)) / 2.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double velV = (V(i, j) + V(i, j - 1)) / 2.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double len  = sqrt((velU * velU) + (velV * velV));
 | 
				
			||||||
 | 
					            fprintf(fp, "%.2f %.2f %f %f %f\n", x, y, velU, velV, len);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    fclose(fp);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										44
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/src/discretization.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										44
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/src/discretization.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,44 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Copyright (C) NHR@FAU, University Erlangen-Nuremberg.
 | 
				
			||||||
 | 
					 * All rights reserved. This file is part of nusif-solver.
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Use of this source code is governed by a MIT style
 | 
				
			||||||
 | 
					 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef __DISCRETIZATION_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __DISCRETIZATION_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "grid.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					enum BC { NOSLIP = 1, SLIP, OUTFLOW, PERIODIC };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* geometry and grid information */
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* arrays */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double *p, *rhs;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double *f, *g;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double *u, *v;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* parameters */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double rho;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double re, tau, gamma;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double gx, gy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* time stepping */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dt, te;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dtBound;
 | 
				
			||||||
 | 
					    char* problem;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int bcLeft, bcRight, bcBottom, bcTop;
 | 
				
			||||||
 | 
					} Discretization;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void initDiscretization(Discretization*, Parameter*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void computeRHS(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void normalizePressure(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void computeTimestep(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void setBoundaryConditions(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void setSpecialBoundaryCondition(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void setObjectBoundaryCondition(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void computeFG(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void adaptUV(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void writeResult(Discretization*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void print(Discretization*, double*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void printGrid(Discretization*, int*);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
@@ -7,10 +7,32 @@
 | 
				
			|||||||
#ifndef __GRID_H_
 | 
					#ifndef __GRID_H_
 | 
				
			||||||
#define __GRID_H_
 | 
					#define __GRID_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define S(i, j) s[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					enum OBJECTBOUNDARY {
 | 
				
			||||||
 | 
					    FLUID = 0,
 | 
				
			||||||
 | 
					    TOP,
 | 
				
			||||||
 | 
					    BOTTOM,
 | 
				
			||||||
 | 
					    LEFT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    RIGHT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    TOPLEFT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    BOTTOMLEFT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    TOPRIGHT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    BOTTOMRIGHT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    OBSTACLE
 | 
				
			||||||
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					enum SHAPE { NOSHAPE = 0, RECT, CIRCLE };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
typedef struct {
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
    double dx, dy;
 | 
					    double dx, dy;
 | 
				
			||||||
    int imax, jmax;
 | 
					    int imax, jmax;
 | 
				
			||||||
    double xlength, ylength;
 | 
					    double xlength, ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int* s;
 | 
				
			||||||
} Grid;
 | 
					} Grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static inline int gridIsFluid(Grid* g, int i, int j)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    return g->s[j * (g->imax + 2) + i];
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
#endif // __GRID_H_
 | 
					#endif // __GRID_H_
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -8,6 +8,7 @@
 | 
				
			|||||||
#include <stdlib.h>
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
#include <unistd.h>
 | 
					#include <unistd.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "discretization.h"
 | 
				
			||||||
#include "parameter.h"
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
#include "particletracing.h"
 | 
					#include "particletracing.h"
 | 
				
			||||||
#include "progress.h"
 | 
					#include "progress.h"
 | 
				
			||||||
@@ -16,52 +17,51 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
int main(int argc, char** argv)
 | 
					int main(int argc, char** argv)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    double S, E;
 | 
					    double timeStart, timeStop;
 | 
				
			||||||
    Parameter params;
 | 
					    Parameter p;
 | 
				
			||||||
    Solver solver;
 | 
					    Discretization d;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Solver s;
 | 
				
			||||||
    ParticleTracer particletracer;
 | 
					    ParticleTracer particletracer;
 | 
				
			||||||
    initParameter(¶ms);
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    initParameter(&p);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    if (argc != 2) {
 | 
					    if (argc != 2) {
 | 
				
			||||||
        printf("Usage: %s <configFile>\n", argv[0]);
 | 
					        printf("Usage: %s <configFile>\n", argv[0]);
 | 
				
			||||||
        exit(EXIT_SUCCESS);
 | 
					        exit(EXIT_SUCCESS);
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    readParameter(¶ms, argv[1]);
 | 
					    readParameter(&p, argv[1]);
 | 
				
			||||||
    printParameter(¶ms);
 | 
					    printParameter(&p);
 | 
				
			||||||
    initSolver(&solver, ¶ms);
 | 
					    initDiscretization(&d, &p);
 | 
				
			||||||
    printf("initsolver done\n");
 | 
					    initSolver(&s, &d, &p);
 | 
				
			||||||
 | 
					    initParticleTracer(&particletracer, &d.grid, &p);
 | 
				
			||||||
    initParticleTracer(&particletracer, &solver.grid, ¶ms);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printParticleTracerParameters(&particletracer);
 | 
					    printParticleTracerParameters(&particletracer);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#ifndef VERBOSE
 | 
					#ifndef VERBOSE
 | 
				
			||||||
    initProgress(solver.te);
 | 
					    initProgress(d.te);
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    double tau = solver.tau;
 | 
					    double tau = d.tau;
 | 
				
			||||||
    double te  = solver.te;
 | 
					    double te  = d.te;
 | 
				
			||||||
    double t   = 0.0;
 | 
					    double t   = 0.0;
 | 
				
			||||||
    int nt     = 0;
 | 
					    int nt     = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    S = getTimeStamp();
 | 
					    timeStart = getTimeStamp();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    while (t <= te) {
 | 
					    while (t <= te) {
 | 
				
			||||||
        if (tau > 0.0) computeTimestep(&solver);
 | 
					        if (tau > 0.0) computeTimestep(&d);
 | 
				
			||||||
        setBoundaryConditions(&solver);
 | 
					        setBoundaryConditions(&d);
 | 
				
			||||||
        setSpecialBoundaryCondition(&solver);
 | 
					        setSpecialBoundaryCondition(&d);
 | 
				
			||||||
        setObjectBoundaryCondition(&solver);
 | 
					        setObjectBoundaryCondition(&d);
 | 
				
			||||||
        computeFG(&solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
        computeRHS(&solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (nt % 100 == 0) normalizePressure(&solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
        multiGrid(&solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        adaptUV(&solver);
 | 
					        computeFG(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        computeRHS(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (nt % 100 == 0) normalizePressure(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        solve(&s, d.p, d.rhs);
 | 
				
			||||||
 | 
					        adaptUV(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        trace(&particletracer, d.u, d.v, d.dt, t);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        /* Added function for particle tracing. Will inject and advance particles as per
 | 
					        t += d.dt;
 | 
				
			||||||
         * timePeriod */
 | 
					 | 
				
			||||||
        trace(&particletracer, solver.u, solver.v, solver.s, t);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        t += solver.dt;
 | 
					 | 
				
			||||||
        nt++;
 | 
					        nt++;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#ifdef VERBOSE
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
@@ -70,14 +70,12 @@ int main(int argc, char** argv)
 | 
				
			|||||||
        printProgress(t);
 | 
					        printProgress(t);
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
    printf("Total particles : %d\n", particletracer.totalParticles);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    E = getTimeStamp();
 | 
					    timeStop = getTimeStamp();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    stopProgress();
 | 
					    stopProgress();
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    freeParticles(&particletracer);
 | 
					    freeParticles(&particletracer);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Solution took %.2fs\n", timeStop - timeStart);
 | 
				
			||||||
    printf("Solution took %.2fs\n", E - S);
 | 
					    writeResult(&d);
 | 
				
			||||||
    writeResult(&solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
    return EXIT_SUCCESS;
 | 
					    return EXIT_SUCCESS;
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -8,14 +8,13 @@
 | 
				
			|||||||
#include <stdlib.h>
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
#include <string.h>
 | 
					#include <string.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "grid.h"
 | 
				
			||||||
#include "vtkWriter.h"
 | 
					#include "vtkWriter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#define U(i, j) u[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					#define U(i, j) u[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
#define V(i, j) v[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					#define V(i, j) v[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
#define S(i, j) s[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					#define S(i, j) s[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
static int ts = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void printParticles(ParticleTracer* p)
 | 
					void printParticles(ParticleTracer* p)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < p->totalParticles; ++i) {
 | 
					    for (int i = 0; i < p->totalParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
@@ -25,29 +24,28 @@ void printParticles(ParticleTracer* p)
 | 
				
			|||||||
            p->particlePool[i].flag);
 | 
					            p->particlePool[i].flag);
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
void injectParticles(ParticleTracer* p)
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void injectParticles(ParticleTracer* p)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < p->numberOfParticles; ++i) {
 | 
					    if (p->totalParticles + p->numParticlesInLine > p->numAllocatedParticles) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        return;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < p->numParticlesInLine; ++i) {
 | 
				
			||||||
        p->particlePool[p->pointer].x    = p->linSpaceLine[i].x;
 | 
					        p->particlePool[p->pointer].x    = p->linSpaceLine[i].x;
 | 
				
			||||||
        p->particlePool[p->pointer].y    = p->linSpaceLine[i].y;
 | 
					        p->particlePool[p->pointer].y    = p->linSpaceLine[i].y;
 | 
				
			||||||
        p->particlePool[p->pointer].flag = true;
 | 
					        p->particlePool[p->pointer].flag = true;
 | 
				
			||||||
        ++(p->pointer);
 | 
					        p->pointer++;
 | 
				
			||||||
        ++(p->totalParticles);
 | 
					        p->totalParticles++;
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void advanceParticles(ParticleTracer* p,
 | 
					static void advanceParticles(
 | 
				
			||||||
    double* restrict u,
 | 
					    ParticleTracer* p, double* restrict u, double* restrict v, double dt)
 | 
				
			||||||
    double* restrict v,
 | 
					 | 
				
			||||||
    int* restrict s,
 | 
					 | 
				
			||||||
    double time)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    int imax       = p->grid->imax;
 | 
					    int imax       = p->grid->imax;
 | 
				
			||||||
    int jmax       = p->grid->jmax;
 | 
					    int jmax       = p->grid->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dx      = p->grid->dx;
 | 
					    double dx      = p->grid->dx;
 | 
				
			||||||
    double dy      = p->grid->dy;
 | 
					    double dy      = p->grid->dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    double xlength = p->grid->xlength;
 | 
					    double xlength = p->grid->xlength;
 | 
				
			||||||
    double ylength = p->grid->ylength;
 | 
					    double ylength = p->grid->ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -64,14 +62,14 @@ void advanceParticles(ParticleTracer* p,
 | 
				
			|||||||
            double x2 = (double)iCoord * dx;
 | 
					            double x2 = (double)iCoord * dx;
 | 
				
			||||||
            double y2 = ((double)jCoord - 0.5) * dy;
 | 
					            double y2 = ((double)jCoord - 0.5) * dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            double u_n = (1.0 / (dx * dy)) *
 | 
					            double intU = (1.0 / (dx * dy)) *
 | 
				
			||||||
                          ((x2 - x) * (y2 - y) * U(iCoord - 1, jCoord - 1) +
 | 
					                          ((x2 - x) * (y2 - y) * U(iCoord - 1, jCoord - 1) +
 | 
				
			||||||
                              (x - x1) * (y2 - y) * U(iCoord, jCoord - 1) +
 | 
					                              (x - x1) * (y2 - y) * U(iCoord, jCoord - 1) +
 | 
				
			||||||
                              (x2 - x) * (y - y1) * U(iCoord - 1, jCoord) +
 | 
					                              (x2 - x) * (y - y1) * U(iCoord - 1, jCoord) +
 | 
				
			||||||
                              (x - x1) * (y - y1) * U(iCoord, jCoord));
 | 
					                              (x - x1) * (y - y1) * U(iCoord, jCoord));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            double new_x         = x + p->dt * u_n;
 | 
					            double newX          = x + dt * intU;
 | 
				
			||||||
            p->particlePool[i].x = new_x;
 | 
					            p->particlePool[i].x = newX;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            iCoord = (int)((x + 0.5 * dx) / dx) + 1;
 | 
					            iCoord = (int)((x + 0.5 * dx) / dx) + 1;
 | 
				
			||||||
            jCoord = (int)(y / dy) + 1;
 | 
					            jCoord = (int)(y / dy) + 1;
 | 
				
			||||||
@@ -81,50 +79,55 @@ void advanceParticles(ParticleTracer* p,
 | 
				
			|||||||
            x2 = ((double)iCoord - 0.5) * dx;
 | 
					            x2 = ((double)iCoord - 0.5) * dx;
 | 
				
			||||||
            y2 = (double)jCoord * dy;
 | 
					            y2 = (double)jCoord * dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            double v_n = (1.0 / (dx * dy)) *
 | 
					            double intV = (1.0 / (dx * dy)) *
 | 
				
			||||||
                          ((x2 - x) * (y2 - y) * V(iCoord - 1, jCoord - 1) +
 | 
					                          ((x2 - x) * (y2 - y) * V(iCoord - 1, jCoord - 1) +
 | 
				
			||||||
                              (x - x1) * (y2 - y) * V(iCoord, jCoord - 1) +
 | 
					                              (x - x1) * (y2 - y) * V(iCoord, jCoord - 1) +
 | 
				
			||||||
                              (x2 - x) * (y - y1) * V(iCoord - 1, jCoord) +
 | 
					                              (x2 - x) * (y - y1) * V(iCoord - 1, jCoord) +
 | 
				
			||||||
                              (x - x1) * (y - y1) * V(iCoord, jCoord));
 | 
					                              (x - x1) * (y - y1) * V(iCoord, jCoord));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            double new_y         = y + p->dt * v_n;
 | 
					            double newY          = y + dt * intV;
 | 
				
			||||||
            p->particlePool[i].y = new_y;
 | 
					            p->particlePool[i].y = newY;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
            // printf("\tOld X : %.2f, New X : %.2f, iCoord : %d\n\tOld Y : %.2f, New Y :
 | 
					            if (((newX < 0.0) || (newX > xlength) || (newY < 0.0) || (newY > ylength))) {
 | 
				
			||||||
            // %.2f, jCoord : %d\n\n", x, new_x, iCoord, y, new_y, jCoord);
 | 
					 | 
				
			||||||
            // printf("\tU(iCoord - 1, jCoord - 1) : %.2f, U(iCoord, jCoord - 1) : %.2f,
 | 
					 | 
				
			||||||
            // U(iCoord - 1, jCoord) : %.2f, U(iCoord, jCoord) : %.2f\n", U(iCoord - 1,
 | 
					 | 
				
			||||||
            // jCoord - 1), U(iCoord, jCoord - 1), U(iCoord - 1, jCoord), U(iCoord,
 | 
					 | 
				
			||||||
            // jCoord)); printf("\tV(iCoord - 1, jCoord - 1) : %.2f, V(iCoord, jCoord - 1)
 | 
					 | 
				
			||||||
            // : %.2f, V(iCoord - 1, jCoord) : %.2f, V(iCoord, jCoord) : %.2f\n\n",
 | 
					 | 
				
			||||||
            // V(iCoord - 1, jCoord - 1), V(iCoord, jCoord - 1), V(iCoord - 1, jCoord),
 | 
					 | 
				
			||||||
            // V(iCoord, jCoord)); printf("\t U N : %.2f, V N : %.2f\n\n", u_n, v_n);
 | 
					 | 
				
			||||||
            // printf("\t j-1 * (imax + 2) + i-1 = %d with element from U : %.2f", (jCoord
 | 
					 | 
				
			||||||
            // - 1) * (200 + 2) + (iCoord - 1), u[(jCoord - 1) * (imax + 2) + (iCoord -
 | 
					 | 
				
			||||||
            // 1)]); printf("\nimax : %d, jmax : %d\n", imax, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (((new_x < 0.0) || (new_x > xlength) || (new_y < 0.0) ||
 | 
					 | 
				
			||||||
                    (new_y > ylength))) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                p->particlePool[i].flag = false;
 | 
					                p->particlePool[i].flag = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					                p->removedParticles++;
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
            int i_new = new_x / dx, j_new = new_y / dy;
 | 
					
 | 
				
			||||||
            if (S(i_new, j_new) != NONE) {
 | 
					            int newI = newX / dx, newJ = newY / dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (!gridIsFluid(p->grid, newI, newJ)) {
 | 
				
			||||||
                p->particlePool[i].flag = false;
 | 
					                p->particlePool[i].flag = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					                p->removedParticles++;
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("Forbidden movement of particle into obstacle!\n");
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
        }
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void freeParticles(ParticleTracer* p)
 | 
					static void compress(ParticleTracer* p)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    if (p->particlePool != NULL) {
 | 
					    Particle* memPool = p->particlePool;
 | 
				
			||||||
        free(p->particlePool);
 | 
					    Particle tempPool[p->totalParticles];
 | 
				
			||||||
        free(p->linSpaceLine);
 | 
					    int totalParticles = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < p->totalParticles; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (memPool[i].flag == 1) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            tempPool[totalParticles].x    = memPool[i].x;
 | 
				
			||||||
 | 
					            tempPool[totalParticles].y    = memPool[i].y;
 | 
				
			||||||
 | 
					            tempPool[totalParticles].flag = memPool[i].flag;
 | 
				
			||||||
 | 
					            totalParticles++;
 | 
				
			||||||
        }
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    p->totalParticles   = totalParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					    p->removedParticles = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    p->pointer          = totalParticles + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    memcpy(p->particlePool, tempPool, totalParticles * sizeof(Particle));
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void writeParticles(ParticleTracer* p)
 | 
					void writeParticles(ParticleTracer* p)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    static int ts   = 0;
 | 
				
			||||||
    VtkOptions opts = { .particletracer = p };
 | 
					    VtkOptions opts = { .particletracer = p };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    char filename[50];
 | 
					    char filename[50];
 | 
				
			||||||
@@ -154,44 +157,43 @@ void writeParticles(ParticleTracer* p)
 | 
				
			|||||||
    ++ts;
 | 
					    ++ts;
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void initParticleTracer(ParticleTracer* p, Grid* grid, Parameter* params)
 | 
					void initParticleTracer(ParticleTracer* pt, Grid* g, Parameter* p)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    p->numberOfParticles = params->numberOfParticles;
 | 
					    pt->numParticlesInLine = p->numberOfParticles;
 | 
				
			||||||
    p->startTime         = params->startTime;
 | 
					    pt->startTime          = p->startTime;
 | 
				
			||||||
    p->injectTimePeriod  = params->injectTimePeriod;
 | 
					    pt->injectTimePeriod   = p->injectTimePeriod;
 | 
				
			||||||
    p->writeTimePeriod   = params->writeTimePeriod;
 | 
					    pt->writeTimePeriod    = p->writeTimePeriod;
 | 
				
			||||||
 | 
					    pt->grid               = g;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    p->dt   = params->dt;
 | 
					    pt->x1 = p->x1;
 | 
				
			||||||
    p->grid = grid;
 | 
					    pt->y1 = p->y1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    pt->x2 = p->x2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    pt->y2 = p->y2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    p->x1 = params->x1;
 | 
					    pt->lastInjectTime = p->startTime;
 | 
				
			||||||
    p->y1 = params->y1;
 | 
					    pt->lastWriteTime  = p->startTime;
 | 
				
			||||||
    p->x2 = params->x2;
 | 
					 | 
				
			||||||
    p->y2 = params->y2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    p->lastInjectTime = params->startTime;
 | 
					    pt->pointer          = 0;
 | 
				
			||||||
    p->lastUpdateTime = params->startTime;
 | 
					    pt->removedParticles = 0;
 | 
				
			||||||
    p->lastWriteTime  = params->startTime;
 | 
					    pt->totalParticles   = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    p->pointer        = 0;
 | 
					    if (p->te > p->startTime) {
 | 
				
			||||||
    p->totalParticles = 0;
 | 
					        pt->numAllocatedParticles = ((p->te - p->startTime) / p->injectTimePeriod) *
 | 
				
			||||||
 | 
					                                    p->numberOfParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					        pt->numAllocatedParticles += (2 * p->numberOfParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    if (params->te > params->startTime) {
 | 
					        pt->particlePool = malloc(sizeof(Particle) * pt->numAllocatedParticles);
 | 
				
			||||||
        p->estimatedNumParticles = ((params->te - params->startTime) + 2) *
 | 
					        pt->linSpaceLine = malloc(sizeof(Particle) * pt->numParticlesInLine);
 | 
				
			||||||
                                   params->numberOfParticles;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        p->particlePool = malloc(sizeof(Particle) * p->estimatedNumParticles);
 | 
					        for (int i = 0; i < pt->numParticlesInLine; ++i) {
 | 
				
			||||||
        p->linSpaceLine = malloc(sizeof(Particle) * p->numberOfParticles);
 | 
					            double spacing           = (double)i / (double)(pt->numParticlesInLine - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            pt->linSpaceLine[i].x    = spacing * pt->x1 + (1.0 - spacing) * pt->x2;
 | 
				
			||||||
        for (int i = 0; i < p->numberOfParticles; ++i) {
 | 
					            pt->linSpaceLine[i].y    = spacing * pt->y1 + (1.0 - spacing) * pt->y2;
 | 
				
			||||||
            double spacing          = (double)i / (double)(p->numberOfParticles - 1);
 | 
					            pt->linSpaceLine[i].flag = true;
 | 
				
			||||||
            p->linSpaceLine[i].x    = spacing * p->x1 + (1.0 - spacing) * p->x2;
 | 
					 | 
				
			||||||
            p->linSpaceLine[i].y    = spacing * p->y1 + (1.0 - spacing) * p->y2;
 | 
					 | 
				
			||||||
            p->linSpaceLine[i].flag = true;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
    } else {
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
        p->particlePool = NULL;
 | 
					        pt->particlePool = NULL;
 | 
				
			||||||
        p->linSpaceLine = NULL;
 | 
					        pt->linSpaceLine = NULL;
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -199,7 +201,7 @@ void printParticleTracerParameters(ParticleTracer* p)
 | 
				
			|||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    printf("Particle Tracing data:\n");
 | 
					    printf("Particle Tracing data:\n");
 | 
				
			||||||
    printf("\tNumber of particles : %d being injected for every period of %.2f\n",
 | 
					    printf("\tNumber of particles : %d being injected for every period of %.2f\n",
 | 
				
			||||||
        p->numberOfParticles,
 | 
					        p->numParticlesInLine,
 | 
				
			||||||
        p->injectTimePeriod);
 | 
					        p->injectTimePeriod);
 | 
				
			||||||
    printf("\tstartTime : %.2f\n", p->startTime);
 | 
					    printf("\tstartTime : %.2f\n", p->startTime);
 | 
				
			||||||
    printf("\t(Line along which the particles are to be injected) \n\tx1 : %.2f, y1 : "
 | 
					    printf("\t(Line along which the particles are to be injected) \n\tx1 : %.2f, y1 : "
 | 
				
			||||||
@@ -209,43 +211,33 @@ void printParticleTracerParameters(ParticleTracer* p)
 | 
				
			|||||||
        p->x2,
 | 
					        p->x2,
 | 
				
			||||||
        p->y2);
 | 
					        p->y2);
 | 
				
			||||||
    printf("\tPointer : %d, TotalParticles : %d\n", p->pointer, p->totalParticles);
 | 
					    printf("\tPointer : %d, TotalParticles : %d\n", p->pointer, p->totalParticles);
 | 
				
			||||||
    printf("\tdt : %.2f, dx : %.2f, dy : %.2f\n", p->dt, p->grid->dx, p->grid->dy);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void trace(ParticleTracer* p, double* u, double* v, int* s, double time)
 | 
					void trace(ParticleTracer* p, double* u, double* v, double dt, double time)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    if (time >= p->startTime) {
 | 
					    if (time >= p->startTime) {
 | 
				
			||||||
        // printParticles(particletracer);
 | 
					 | 
				
			||||||
        if ((time - p->lastInjectTime) >= p->injectTimePeriod) {
 | 
					        if ((time - p->lastInjectTime) >= p->injectTimePeriod) {
 | 
				
			||||||
            injectParticles(p);
 | 
					            injectParticles(p);
 | 
				
			||||||
            p->lastInjectTime = time;
 | 
					            p->lastInjectTime = time;
 | 
				
			||||||
        }
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
        if ((time - p->lastWriteTime) >= p->writeTimePeriod) {
 | 
					        if ((time - p->lastWriteTime) >= p->writeTimePeriod) {
 | 
				
			||||||
            writeParticles(p);
 | 
					            writeParticles(p);
 | 
				
			||||||
            p->lastWriteTime = time;
 | 
					            p->lastWriteTime = time;
 | 
				
			||||||
        }
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
        advanceParticles(p, u, v, s, time);
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        advanceParticles(p, u, v, dt);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (p->removedParticles > (p->totalParticles * 0.2)) {
 | 
				
			||||||
            compress(p);
 | 
					            compress(p);
 | 
				
			||||||
        p->lastUpdateTime = time;
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void compress(ParticleTracer* p)
 | 
					void freeParticles(ParticleTracer* p)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    Particle* memPool = p->particlePool;
 | 
					    if (p->particlePool != NULL) {
 | 
				
			||||||
    Particle tempPool[p->totalParticles];
 | 
					        free(p->particlePool);
 | 
				
			||||||
    int totalParticles = 0;
 | 
					        free(p->linSpaceLine);
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < p->totalParticles; ++i) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (memPool[i].flag == 1) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            tempPool[totalParticles].x    = memPool[i].x;
 | 
					 | 
				
			||||||
            tempPool[totalParticles].y    = memPool[i].y;
 | 
					 | 
				
			||||||
            tempPool[totalParticles].flag = memPool[i].flag;
 | 
					 | 
				
			||||||
            ++totalParticles;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    p->totalParticles = totalParticles;
 | 
					 | 
				
			||||||
    p->pointer        = totalParticles + 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
    memcpy(p->particlePool, tempPool, totalParticles * sizeof(Particle));
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -19,13 +19,12 @@ typedef struct {
 | 
				
			|||||||
} Particle;
 | 
					} Particle;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
typedef struct {
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
    int numberOfParticles, totalParticles;
 | 
					    int numParticlesInLine, removedParticles, totalParticles;
 | 
				
			||||||
    double startTime, injectTimePeriod, writeTimePeriod;
 | 
					    double startTime, injectTimePeriod, writeTimePeriod;
 | 
				
			||||||
    double lastInjectTime, lastUpdateTime, lastWriteTime;
 | 
					    double lastInjectTime, lastUpdateTime, lastWriteTime;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    int estimatedNumParticles;
 | 
					    int numAllocatedParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
    double dt;
 | 
					 | 
				
			||||||
    Particle* linSpaceLine;
 | 
					    Particle* linSpaceLine;
 | 
				
			||||||
    Particle* particlePool;
 | 
					    Particle* particlePool;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
@@ -35,12 +34,8 @@ typedef struct {
 | 
				
			|||||||
} ParticleTracer;
 | 
					} ParticleTracer;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
extern void initParticleTracer(ParticleTracer*, Grid*, Parameter*);
 | 
					extern void initParticleTracer(ParticleTracer*, Grid*, Parameter*);
 | 
				
			||||||
extern void injectParticles(ParticleTracer*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void advanceParticles(ParticleTracer*, double*, double*, int*, double);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void freeParticles(ParticleTracer*);
 | 
					extern void freeParticles(ParticleTracer*);
 | 
				
			||||||
extern void writeParticles(ParticleTracer*);
 | 
					extern void writeParticles(ParticleTracer*);
 | 
				
			||||||
extern void printParticleTracerParameters(ParticleTracer*);
 | 
					extern void printParticleTracerParameters(ParticleTracer*);
 | 
				
			||||||
extern void printParticles(ParticleTracer*);
 | 
					extern void trace(ParticleTracer*, double*, double*, double, double);
 | 
				
			||||||
extern void trace(ParticleTracer*, double*, double*, int*, double);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void compress(ParticleTracer*);
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -9,6 +9,6 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
extern void initProgress(double);
 | 
					extern void initProgress(double);
 | 
				
			||||||
extern void printProgress(double);
 | 
					extern void printProgress(double);
 | 
				
			||||||
extern void stopProgress();
 | 
					extern void stopProgress(void);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										186
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/src/solver-mg.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										186
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/src/solver-mg.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,186 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Copyright (C) NHR@FAU, University Erlangen-Nuremberg.
 | 
				
			||||||
 | 
					 * All rights reserved. This file is part of nusif-solver.
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Use of this source code is governed by a MIT style
 | 
				
			||||||
 | 
					 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdio.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "allocate.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "solver.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define FINEST_LEVEL   0
 | 
				
			||||||
 | 
					#define COARSEST_LEVEL (s->levels - 1)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define S(i, j)        s[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define E(i, j)        e[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define R(i, j)        r[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define OLD(i, j)      old[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void restrictMG(Solver* s, int level, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* r   = s->r[level + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* old = s->r[level];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            R(i, j) = (OLD(2 * i - 1, 2 * j - 1) + OLD(2 * i, 2 * j - 1) * 2 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                          OLD(2 * i + 1, 2 * j - 1) + OLD(2 * i - 1, 2 * j) * 2 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                          OLD(2 * i, 2 * j) * 4 + OLD(2 * i + 1, 2 * j) * 2 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                          OLD(2 * i - 1, 2 * j + 1) + OLD(2 * i, 2 * j + 1) * 2 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                          OLD(2 * i + 1, 2 * j + 1)) /
 | 
				
			||||||
 | 
					                      16.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void prolongate(Solver* s, int level, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* old = s->r[level + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* e   = s->r[level];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 2; j < jmax + 1; j += 2) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 2; i < imax + 1; i += 2) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            E(i, j) = OLD(i / 2, j / 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void correct(Solver* s, double* p, int level, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* e = s->e[level];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(i, j) += E(i, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void setBoundaryCondition(double* p, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        P(i, 0)        = P(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        P(i, jmax + 1) = P(i, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        P(0, j)        = P(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        P(imax + 1, j) = P(imax, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double smooth(Solver* s, double* p, double* rhs, int level, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx2    = s->grid->dx * s->grid->dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dy2    = s->grid->dy * s->grid->dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idx2   = 1.0 / dx2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idy2   = 1.0 / dy2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double factor = s->omega * 0.5 * (dx2 * dy2) / (dx2 + dy2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* r     = s->r[level];
 | 
				
			||||||
 | 
					    double res    = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int pass, jsw, isw;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    jsw = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        isw = jsw;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = isw; i < imax + 1; i += 2) {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                R(i, j) = RHS(i, j) -
 | 
				
			||||||
 | 
					                          ((P(i + 1, j) - 2.0 * P(i, j) + P(i - 1, j)) * idx2 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                              (P(i, j + 1) - 2.0 * P(i, j) + P(i, j - 1)) * idy2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                P(i, j) -= (factor * R(i, j));
 | 
				
			||||||
 | 
					                res += (R(i, j) * R(i, j));
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            isw = 3 - isw;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        jsw = 3 - jsw;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    res = res / (double)(imax * jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return res;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double multiGrid(Solver* s, double* p, double* rhs, int level, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double res = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // coarsest level TODO: Use direct solver?
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (level == COARSEST_LEVEL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < 5; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            smooth(s, p, rhs, level, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        return res;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // pre-smoothing TODO: Make smoothing steps configurable?
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < 5; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        smooth(s, p, rhs, level, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (level == FINEST_LEVEL) setBoundaryCondition(p, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // restrict
 | 
				
			||||||
 | 
					    restrictMG(s, level, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // MGSolver on residual and error.
 | 
				
			||||||
 | 
					    // TODO: What if there is a rest?
 | 
				
			||||||
 | 
					    multiGrid(s, s->e[level + 1], s->r[level + 1], level + 1, imax / 2, jmax / 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // prolongate
 | 
				
			||||||
 | 
					    prolongate(s, level, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // correct p on finer level using residual
 | 
				
			||||||
 | 
					    correct(s, p, level, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (level == FINEST_LEVEL) setBoundaryCondition(p, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // post-smoothing
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < 5; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        res = smooth(s, p, rhs, level, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (level == FINEST_LEVEL) setBoundaryCondition(p, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return res;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initSolver(Solver* s, Discretization* d, Parameter* p)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->eps     = p->eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->omega   = p->omg;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->itermax = p->itermax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->levels  = p->levels;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->grid    = &d->grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax   = s->grid->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax   = s->grid->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int levels = s->levels;
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Using Multigrid solver with %d levels\n", levels);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->r = malloc(levels * sizeof(double*));
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->e = malloc(levels * sizeof(double*));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    size_t size = (imax + 2) * (jmax + 2) * sizeof(double);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 0; j < levels; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        s->r[j] = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					        s->e[j] = allocate(64, size);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < (imax + 2) * (jmax + 2); i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            s->r[j][i] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            s->e[j][i] = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void solve(Solver* s, double* p, double* rhs)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double res = multiGrid(s, p, rhs, 0, s->grid->imax, s->grid->jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Residuum: %.6f\n", res);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										128
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/src/solver-sor.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										128
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/src/solver-sor.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,128 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Copyright (C)  NHR@FAU, University Erlangen-Nuremberg.
 | 
				
			||||||
 | 
					 * All rights reserved. This file is part of nusif-solver.
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Use of this source code is governed by a MIT style
 | 
				
			||||||
 | 
					 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "solver.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initSolver(Solver* s, Discretization* d, Parameter* p)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->grid    = &d->grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->itermax = p->itermax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->eps     = p->eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->omega   = p->omg;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void solveSOR(Solver* solver, double* p, double* rhs)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax      = solver->grid->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax      = solver->grid->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double eps    = solver->eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int itermax   = solver->itermax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx2    = solver->grid->dx * solver->grid->dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dy2    = solver->grid->dy * solver->grid->dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idx2   = 1.0 / dx2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idy2   = 1.0 / dy2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double factor = solver->omega * 0.5 * (dx2 * dy2) / (dx2 + dy2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double epssq  = eps * eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int it        = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double res    = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    while ((res >= epssq) && (it < itermax)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        res = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                double r = RHS(i, j) -
 | 
				
			||||||
 | 
					                           ((P(i + 1, j) - 2.0 * P(i, j) + P(i - 1, j)) * idx2 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                               (P(i, j + 1) - 2.0 * P(i, j) + P(i, j - 1)) * idy2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                P(i, j) -= (factor * r);
 | 
				
			||||||
 | 
					                res += (r * r);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(i, 0)        = P(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(i, jmax + 1) = P(i, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(0, j)        = P(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(imax + 1, j) = P(imax, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        res = res / (double)(imax * jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef DEBUG
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					        it++;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Solver took %d iterations to reach %f\n", it, sqrt(res));
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void solve(Solver* solver, double* p, double* rhs)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax      = solver->grid->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax      = solver->grid->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double eps    = solver->eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int itermax   = solver->itermax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx2    = solver->grid->dx * solver->grid->dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dy2    = solver->grid->dy * solver->grid->dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idx2   = 1.0 / dx2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double idy2   = 1.0 / dy2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double factor = solver->omega * 0.5 * (dx2 * dy2) / (dx2 + dy2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double epssq  = eps * eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int it        = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double res    = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int pass, jsw, isw;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    while ((res >= epssq) && (it < itermax)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        res = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        jsw = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            isw = jsw;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (int i = isw; i < imax + 1; i += 2) {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    double r = RHS(i, j) -
 | 
				
			||||||
 | 
					                               ((P(i + 1, j) - 2.0 * P(i, j) + P(i - 1, j)) * idx2 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                                   (P(i, j + 1) - 2.0 * P(i, j) + P(i, j - 1)) * idy2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                    P(i, j) -= (factor * r);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    res += (r * r);
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					                isw = 3 - isw;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            jsw = 3 - jsw;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(i, 0)        = P(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(i, jmax + 1) = P(i, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(0, j)        = P(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(imax + 1, j) = P(imax, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        res = res / (double)(imax * jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef DEBUG
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					        it++;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Solver took %d iterations to reach %f\n", it, sqrt(res));
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
@@ -1,900 +0,0 @@
 | 
				
			|||||||
/*
 | 
					 | 
				
			||||||
 * Copyright (C)  NHR@FAU, University Erlangen-Nuremberg.
 | 
					 | 
				
			||||||
 * All rights reserved. This file is part of nusif-solver.
 | 
					 | 
				
			||||||
 * Use of this source code is governed by a MIT style
 | 
					 | 
				
			||||||
 * license that can be found in the LICENSE file.
 | 
					 | 
				
			||||||
 */
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <float.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <math.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <stdio.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <stdlib.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
#include <string.h>
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "allocate.h"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "parameter.h"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "solver.h"
 | 
					 | 
				
			||||||
#include "util.h"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#define P(i, j)    p[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define F(i, j)    f[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define G(i, j)    g[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define U(i, j)    u[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define V(i, j)    v[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define S(i, j)    s[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define E(i, j)    e[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define R(i, j)    r[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define oldR(i, j) oldr[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define oldE(i, j) olde[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
#define RHS(i, j)  rhs[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
static double distance(double i, double j, double iCenter, double jCenter)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    return sqrt(pow(iCenter - i, 2) + pow(jCenter - j, 2) * 1.0);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void print(Solver* solver, double* grid)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 0; j < jmax + 2; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        printf("%02d: ", j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 0; i < imax + 2; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            printf("%3.2f  ", grid[j * (imax + 2) + i]);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        printf("\n");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    fflush(stdout);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void printGrid(Solver* solver, int* grid)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 0; j < jmax + 2; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        printf("%02d: ", j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 0; i < imax + 2; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            printf("%2d  ", grid[j * (imax + 2) + i]);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        printf("\n");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    fflush(stdout);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
static void printConfig(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("Parameters for #%s#\n", solver->problem);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("Boundary conditions Left:%d Right:%d Bottom:%d Top:%d\n",
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->bcLeft,
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->bcRight,
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->bcBottom,
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->bcTop);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tReynolds number: %.2f\n", solver->re);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tGx Gy: %.2f %.2f\n", solver->gx, solver->gy);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("Geometry data:\n");
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tDomain box size (x, y): %.2f, %.2f\n",
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->grid.xlength,
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->grid.ylength);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tCells (x, y): %d, %d\n", solver->grid.imax, solver->grid.jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("Timestep parameters:\n");
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tDefault stepsize: %.2f, Final time %.2f\n", solver->dt, solver->te);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tdt bound: %.6f\n", solver->dtBound);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tTau factor: %.2f\n", solver->tau);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("Iterative solver parameters:\n");
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tMax iterations: %d\n", solver->itermax);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tepsilon (stopping tolerance) : %f\n", solver->eps);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tgamma factor: %f\n", solver->gamma);
 | 
					 | 
				
			||||||
    printf("\tomega (SOR relaxation): %f\n", solver->omega);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void initSolver(Solver* solver, Parameter* params)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->problem      = params->name;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->bcLeft       = params->bcLeft;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->bcRight      = params->bcRight;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->bcBottom     = params->bcBottom;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->bcTop        = params->bcTop;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->grid.imax    = params->imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->grid.jmax    = params->jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->grid.xlength = params->xlength;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->grid.ylength = params->ylength;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->grid.dx      = params->xlength / params->imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->grid.dy      = params->ylength / params->jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->eps          = params->eps;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->omega        = params->omg;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->itermax      = params->itermax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->re           = params->re;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->gx           = params->gx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->gy           = params->gy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->dt           = params->dt;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->te           = params->te;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->tau          = params->tau;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->gamma        = params->gamma;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->rho          = params->rho;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->levels       = params->levels;
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->currentlevel = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax   = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax   = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int levels = solver->levels;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    size_t size_level = levels * (imax + 2) * (jmax + 2) * sizeof(double);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    size_t size = (imax + 2) * (jmax + 2) * sizeof(double);
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->u   = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->v   = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->s   = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->p   = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->rhs = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->f   = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->g   = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->r = malloc(levels * sizeof(double*));
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->e = malloc(levels * sizeof(double*));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 0; j < levels; ++j) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->r[j] = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->e[j] = allocate(64, size);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < (imax + 2) * (jmax + 2); i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->u[i]   = params->u_init;
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->v[i]   = params->v_init;
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->p[i]   = params->p_init;
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->rhs[i] = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->f[i]   = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->g[i]   = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        solver->s[i]   = NONE;
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 0; j < levels; ++j) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            solver->r[j][i] = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            solver->e[j][i] = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dx        = solver->grid.dx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dy        = solver->grid.dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double invSqrSum = 1.0 / (dx * dx) + 1.0 / (dy * dy);
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->dtBound  = 0.5 * solver->re * 1.0 / invSqrSum;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    double xCenter = 0, yCenter = 0, radius = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double x1 = 0, x2 = 0, y1 = 0, y2 = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    int* s = solver->s;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (params->shape) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    case NOSHAPE:
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case RECT:
 | 
					 | 
				
			||||||
        x1 = params->xCenter - params->xRectLength / 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        x2 = params->xCenter + params->xRectLength / 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        y1 = params->yCenter - params->yRectLength / 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
        y2 = params->yCenter + params->yRectLength / 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if ((x1 <= (i * dx)) && ((i * dx) <= x2) && (y1 <= (j * dy)) &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    ((j * dy) <= y2)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = LOCAL;
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case CIRCLE:
 | 
					 | 
				
			||||||
        xCenter = params->xCenter;
 | 
					 | 
				
			||||||
        yCenter = params->yCenter;
 | 
					 | 
				
			||||||
        radius  = params->circleRadius;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (distance((i * dx), (j * dy), xCenter, yCenter) <= radius) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = LOCAL;
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    default:
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (params->shape != NOSHAPE) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (S(i, j - 1) == NONE && S(i, j + 1) == LOCAL && S(i, j) == LOCAL)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = BOTTOM; // TOP
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (S(i - 1, j) == NONE && S(i + 1, j) == LOCAL && S(i, j) == LOCAL)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = LEFT; // LEFT
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (S(i + 1, j) == NONE && S(i - 1, j) == LOCAL && S(i, j) == LOCAL)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = RIGHT; // RIGHT
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (S(i, j + 1) == NONE && S(i, j - 1) == LOCAL && S(i, j) == LOCAL)
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = TOP; // BOTTOM
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (S(i - 1, j - 1) == NONE && S(i, j - 1) == NONE &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i - 1, j) == NONE && S(i + 1, j + 1) == LOCAL &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    (S(i, j) == LOCAL || S(i, j) == LEFT || S(i, j) == BOTTOM))
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = BOTTOMLEFT; // TOPLEFT
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (S(i + 1, j - 1) == NONE && S(i, j - 1) == NONE &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i + 1, j) == NONE && S(i - 1, j + 1) == LOCAL &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    (S(i, j) == LOCAL || S(i, j) == RIGHT || S(i, j) == BOTTOM))
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = BOTTOMRIGHT; // TOPRIGHT
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (S(i - 1, j + 1) == NONE && S(i - 1, j) == NONE &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j + 1) == NONE && S(i + 1, j - 1) == LOCAL &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    (S(i, j) == LOCAL || S(i, j) == LEFT || S(i, j) == TOP))
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = TOPLEFT; // BOTTOMLEFT
 | 
					 | 
				
			||||||
                if (S(i + 1, j + 1) == NONE && S(i + 1, j) == NONE &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j + 1) == NONE && S(i - 1, j - 1) == LOCAL &&
 | 
					 | 
				
			||||||
                    (S(i, j) == LOCAL || S(i, j) == RIGHT || S(i, j) == TOP))
 | 
					 | 
				
			||||||
                    S(i, j) = TOPRIGHT; // BOTTOMRIGHT
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef VERBOSE
 | 
					 | 
				
			||||||
    printConfig(solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
static double maxElement(Solver* solver, double* m)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int size      = (solver->grid.imax + 2) * (solver->grid.jmax + 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
    double maxval = DBL_MIN;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < size; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        maxval = MAX(maxval, fabs(m[i]));
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return maxval;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void computeRHS(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax    = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax    = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double idx  = 1.0 / solver->grid.dx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double idy  = 1.0 / solver->grid.dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double idt  = 1.0 / solver->dt;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* rhs = solver->rhs;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* f   = solver->f;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* g   = solver->g;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int* s      = solver->s;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            RHS(i, j) = idt *
 | 
					 | 
				
			||||||
                        ((F(i, j) - F(i - 1, j)) * idx + (G(i, j) - G(i, j - 1)) * idy);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void normalizePressure(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int size    = (solver->grid.imax + 2) * (solver->grid.jmax + 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* p   = solver->p;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double avgP = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < size; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        avgP += p[i];
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    avgP /= size;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < size; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        p[i] = p[i] - avgP;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void computeTimestep(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dt   = solver->dtBound;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dx   = solver->grid.dx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dy   = solver->grid.dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double umax = maxElement(solver, solver->u);
 | 
					 | 
				
			||||||
    double vmax = maxElement(solver, solver->v);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (umax > 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        dt = (dt > dx / umax) ? dx / umax : dt;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (vmax > 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        dt = (dt > dy / vmax) ? dy / vmax : dt;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    solver->dt = dt * solver->tau;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void setBoundaryConditions(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax  = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax  = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* u = solver->u;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* v = solver->v;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // Left boundary
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (solver->bcLeft) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    case NOSLIP:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(0, j) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(0, j) = -V(1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case SLIP:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(0, j) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(0, j) = V(1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case OUTFLOW:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(0, j) = U(1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(0, j) = V(1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case PERIODIC:
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // Right boundary
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (solver->bcRight) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    case NOSLIP:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(imax, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(imax + 1, j) = -V(imax, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case SLIP:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(imax, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(imax + 1, j) = V(imax, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case OUTFLOW:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(imax, j)     = U(imax - 1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(imax + 1, j) = V(imax, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case PERIODIC:
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // Bottom boundary
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (solver->bcBottom) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    case NOSLIP:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(i, 0) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(i, 0) = -U(i, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case SLIP:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(i, 0) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(i, 0) = U(i, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case OUTFLOW:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(i, 0) = U(i, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(i, 0) = V(i, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case PERIODIC:
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // Top boundary
 | 
					 | 
				
			||||||
    switch (solver->bcTop) {
 | 
					 | 
				
			||||||
    case NOSLIP:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(i, jmax)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(i, jmax + 1) = -U(i, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case SLIP:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(i, jmax)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(i, jmax + 1) = U(i, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case OUTFLOW:
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(i, jmax + 1) = U(i, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(i, jmax)     = V(i, jmax - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    case PERIODIC:
 | 
					 | 
				
			||||||
        break;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void setSpecialBoundaryCondition(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax   = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax   = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double mDy = solver->grid.dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* u  = solver->u;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int* s     = solver->s;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (strcmp(solver->problem, "dcavity") == 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(i, jmax + 1) = 2.0 - U(i, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    } else if (strcmp(solver->problem, "canal") == 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        double ylength = solver->grid.ylength;
 | 
					 | 
				
			||||||
        double y;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            y       = mDy * (j - 0.5);
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(0, j) = y * (ylength - y) * 4.0 / (ylength * ylength);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    } else if (strcmp(solver->problem, "backstep") == 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (S(0, j) == NONE) U(0, j) = 1.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    } else if (strcmp(solver->problem, "karman") == 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(0, j) = 1.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void setObjectBoundaryCondition(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax  = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax  = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* u = solver->u;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* v = solver->v;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int* s    = solver->s;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            switch (S(i, j)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            case TOP:
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i, j)     = -U(i, j + 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i - 1, j) = -U(i - 1, j + 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            case BOTTOM:
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i, j)     = -U(i, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i - 1, j) = -U(i - 1, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            case LEFT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i - 1, j) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j)     = -V(i - 1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j - 1) = -V(i - 1, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            case RIGHT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j)     = -V(i + 1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j - 1) = -V(i + 1, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            case TOPLEFT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i, j)     = -U(i, j + 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i - 1, j) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j - 1) = -V(i - 1, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            case TOPRIGHT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i - 1, j) = -U(i - 1, j + 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j - 1) = -V(i + 1, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            case BOTTOMLEFT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i, j)     = -U(i, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i - 1, j) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j)     = -V(i - 1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j - 1) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            case BOTTOMRIGHT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i, j)     = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                U(i - 1, j) = -U(i - 1, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j)     = -V(i, j + 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                V(i, j - 1) = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
                break;
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void computeFG(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* u        = solver->u;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* v        = solver->v;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* f        = solver->f;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* g        = solver->g;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int* s           = solver->s;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax         = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax         = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double gx        = solver->gx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double gy        = solver->gy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double gamma     = solver->gamma;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dt        = solver->dt;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double inverseRe = 1.0 / solver->re;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double inverseDx = 1.0 / solver->grid.dx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double inverseDy = 1.0 / solver->grid.dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double du2dx, dv2dy, duvdx, duvdy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double du2dx2, du2dy2, dv2dx2, dv2dy2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            if (S(i, j) == NONE) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                du2dx = inverseDx * 0.25 *
 | 
					 | 
				
			||||||
                            ((U(i, j) + U(i + 1, j)) * (U(i, j) + U(i + 1, j)) -
 | 
					 | 
				
			||||||
                                (U(i, j) + U(i - 1, j)) * (U(i, j) + U(i - 1, j))) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gamma * inverseDx * 0.25 *
 | 
					 | 
				
			||||||
                            (fabs(U(i, j) + U(i + 1, j)) * (U(i, j) - U(i + 1, j)) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                                fabs(U(i, j) + U(i - 1, j)) * (U(i, j) - U(i - 1, j)));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                duvdy = inverseDy * 0.25 *
 | 
					 | 
				
			||||||
                            ((V(i, j) + V(i + 1, j)) * (U(i, j) + U(i, j + 1)) -
 | 
					 | 
				
			||||||
                                (V(i, j - 1) + V(i + 1, j - 1)) *
 | 
					 | 
				
			||||||
                                    (U(i, j) + U(i, j - 1))) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gamma * inverseDy * 0.25 *
 | 
					 | 
				
			||||||
                            (fabs(V(i, j) + V(i + 1, j)) * (U(i, j) - U(i, j + 1)) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                                fabs(V(i, j - 1) + V(i + 1, j - 1)) *
 | 
					 | 
				
			||||||
                                    (U(i, j) - U(i, j - 1)));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                du2dx2 = inverseDx * inverseDx *
 | 
					 | 
				
			||||||
                         (U(i + 1, j) - 2.0 * U(i, j) + U(i - 1, j));
 | 
					 | 
				
			||||||
                du2dy2 = inverseDy * inverseDy *
 | 
					 | 
				
			||||||
                         (U(i, j + 1) - 2.0 * U(i, j) + U(i, j - 1));
 | 
					 | 
				
			||||||
                F(i, j) = U(i, j) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                          dt * (inverseRe * (du2dx2 + du2dy2) - du2dx - duvdy + gx);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                duvdx = inverseDx * 0.25 *
 | 
					 | 
				
			||||||
                            ((U(i, j) + U(i, j + 1)) * (V(i, j) + V(i + 1, j)) -
 | 
					 | 
				
			||||||
                                (U(i - 1, j) + U(i - 1, j + 1)) *
 | 
					 | 
				
			||||||
                                    (V(i, j) + V(i - 1, j))) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gamma * inverseDx * 0.25 *
 | 
					 | 
				
			||||||
                            (fabs(U(i, j) + U(i, j + 1)) * (V(i, j) - V(i + 1, j)) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                                fabs(U(i - 1, j) + U(i - 1, j + 1)) *
 | 
					 | 
				
			||||||
                                    (V(i, j) - V(i - 1, j)));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                dv2dy = inverseDy * 0.25 *
 | 
					 | 
				
			||||||
                            ((V(i, j) + V(i, j + 1)) * (V(i, j) + V(i, j + 1)) -
 | 
					 | 
				
			||||||
                                (V(i, j) + V(i, j - 1)) * (V(i, j) + V(i, j - 1))) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                        gamma * inverseDy * 0.25 *
 | 
					 | 
				
			||||||
                            (fabs(V(i, j) + V(i, j + 1)) * (V(i, j) - V(i, j + 1)) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                                fabs(V(i, j) + V(i, j - 1)) * (V(i, j) - V(i, j - 1)));
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                dv2dx2 = inverseDx * inverseDx *
 | 
					 | 
				
			||||||
                         (V(i + 1, j) - 2.0 * V(i, j) + V(i - 1, j));
 | 
					 | 
				
			||||||
                dv2dy2 = inverseDy * inverseDy *
 | 
					 | 
				
			||||||
                         (V(i, j + 1) - 2.0 * V(i, j) + V(i, j - 1));
 | 
					 | 
				
			||||||
                G(i, j) = V(i, j) +
 | 
					 | 
				
			||||||
                          dt * (inverseRe * (dv2dx2 + dv2dy2) - duvdx - dv2dy + gy);
 | 
					 | 
				
			||||||
            } else {
 | 
					 | 
				
			||||||
                switch (S(i, j)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                case TOP:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    G(i, j) = V(i, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case BOTTOM:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    G(i, j - 1) = V(i, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case LEFT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    F(i - 1, j) = U(i - 1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case RIGHT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    F(i, j) = U(i, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case TOPLEFT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    F(i - 1, j) = U(i - 1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    G(i, j)     = V(i, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case TOPRIGHT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    F(i, j) = U(i, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    G(i, j) = V(i, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case BOTTOMLEFT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    F(i - 1, j) = U(i - 1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    G(i, j - 1) = V(i, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                case BOTTOMRIGHT:
 | 
					 | 
				
			||||||
                    F(i, j)     = U(i, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    G(i, j - 1) = V(i, j - 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                    break;
 | 
					 | 
				
			||||||
                }
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    /* ---------------------- boundary of F --------------------------- */
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        F(0, j)    = U(0, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        F(imax, j) = U(imax, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    /* ---------------------- boundary of G --------------------------- */
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        G(i, 0)    = V(i, 0);
 | 
					 | 
				
			||||||
        G(i, jmax) = V(i, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void adaptUV(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax       = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax       = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* p      = solver->p;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* u      = solver->u;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* v      = solver->v;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int* s         = solver->s;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* f      = solver->f;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* g      = solver->g;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double factorX = solver->dt / solver->grid.dx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double factorY = solver->dt / solver->grid.dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    double val = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            U(i, j) = F(i, j) - (P(i + 1, j) - P(i, j)) * factorX;
 | 
					 | 
				
			||||||
            V(i, j) = G(i, j) - (P(i, j + 1) - P(i, j)) * factorY;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
double smoothRB(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax      = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax      = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double eps    = solver->eps;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int itermax   = solver->itermax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dx2    = solver->grid.dx * solver->grid.dx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dy2    = solver->grid.dy * solver->grid.dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double idx2   = 1.0 / dx2;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double idy2   = 1.0 / dy2;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double factor = solver->omega * 0.5 * (dx2 * dy2) / (dx2 + dy2);
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* p     = solver->p;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* r     = solver->r[solver->currentlevel];
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* rhs   = solver->rhs;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double epssq  = eps * eps;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int it        = 0;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double res    = 1.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int pass, jsw, isw;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    jsw = 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        isw = jsw;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int i = isw; i < imax + 1; i += 2) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                R(i, j) = RHS(i, j) -
 | 
					 | 
				
			||||||
                          ((P(i + 1, j) - 2.0 * P(i, j) + P(i - 1, j)) * idx2 +
 | 
					 | 
				
			||||||
                              (P(i, j + 1) - 2.0 * P(i, j) + P(i, j - 1)) * idy2);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(i, j) -= (factor * R(i, j));
 | 
					 | 
				
			||||||
                res += (R(i, j) * R(i, j));
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
            isw = 3 - isw;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        jsw = 3 - jsw;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    res = res / (double)(imax * jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
    return res;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void multiGrid(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    double res = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax   = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax   = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (solver->currentlevel == (solver->levels - 1)) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            smoothRB(solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        return;
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        smoothRB(solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (solver->currentlevel == 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            double* p = solver->p;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(i, 0)        = P(i, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(i, jmax + 1) = P(i, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(0, j)        = P(1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(imax + 1, j) = P(imax, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
    Solver coarseSolver = copySolver(solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // restrict
 | 
					 | 
				
			||||||
    restrictMG(solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    coarseSolver.p   = solver->e[coarseSolver.currentlevel];
 | 
					 | 
				
			||||||
    coarseSolver.rhs = solver->r[coarseSolver.currentlevel];
 | 
					 | 
				
			||||||
    coarseSolver.grid.imax /= 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
    coarseSolver.grid.jmax /= 2;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // MGSolver on residual and error.
 | 
					 | 
				
			||||||
    multiGrid(&coarseSolver);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // prolongate
 | 
					 | 
				
			||||||
    prolongate(solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    // correct p on finest level using residual
 | 
					 | 
				
			||||||
    correct(solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (solver->currentlevel == 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        double* p = solver->p;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            P(i, 0)        = P(i, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
            P(i, jmax + 1) = P(i, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            P(0, j)        = P(1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
            P(imax + 1, j) = P(imax, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        res = smoothRB(solver);
 | 
					 | 
				
			||||||
        if (solver->currentlevel == 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            double* p = solver->p;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(i, 0)        = P(i, 1);
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(i, jmax + 1) = P(i, jmax);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
            for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(0, j)        = P(1, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
                P(imax + 1, j) = P(imax, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
            }
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
#ifdef VERBOSE
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (solver->currentlevel == 0) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        printf("Residuum: %.6f\n", res);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void restrictMG(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax     = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax     = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* r    = solver->r[solver->currentlevel + 1];
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* oldr = solver->r[solver->currentlevel];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; ++i) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            R(i, j) = (oldR(2 * i - 1, 2 * j - 1) + oldR(2 * i, 2 * j - 1) * 2 +
 | 
					 | 
				
			||||||
                          oldR(2 * i + 1, 2 * j - 1) + oldR(2 * i - 1, 2 * j) * 2 +
 | 
					 | 
				
			||||||
                          oldR(2 * i, 2 * j) * 4 + oldR(2 * i + 1, 2 * j) * 2 +
 | 
					 | 
				
			||||||
                          oldR(2 * i - 1, 2 * j + 1) + oldR(2 * i, 2 * j + 1) * 2 +
 | 
					 | 
				
			||||||
                          oldR(2 * i + 1, 2 * j + 1)) /
 | 
					 | 
				
			||||||
                      16.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void prolongate(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax     = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax     = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* olde = solver->r[solver->currentlevel + 1];
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* e    = solver->r[solver->currentlevel];
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 2; j < jmax + 1; j += 2) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 2; i < imax + 1; i += 2) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            E(i, j) = oldE(i / 2, j / 2);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void correct(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax  = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax  = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* p = solver->p;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* e = solver->e[solver->currentlevel];
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; ++j) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; ++i) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            P(i, j) += E(i, j);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
Solver copySolver(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    Solver newSolver;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.problem      = solver->problem;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.bcLeft       = solver->bcLeft;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.bcRight      = solver->bcRight;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.bcBottom     = solver->bcBottom;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.bcTop        = solver->bcTop;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.grid.imax    = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.grid.jmax    = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.grid.xlength = solver->grid.xlength;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.grid.ylength = solver->grid.ylength;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.grid.dx      = solver->grid.xlength / solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.grid.dy      = solver->grid.ylength / solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.eps          = solver->eps;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.omega        = solver->omega;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.itermax      = solver->itermax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.re           = solver->re;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.gx           = solver->gx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.gy           = solver->gy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.dt           = solver->dt;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.te           = solver->te;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.tau          = solver->tau;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.gamma        = solver->gamma;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.rho          = solver->rho;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.levels       = solver->levels;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.currentlevel = solver->currentlevel + 1;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.r = solver->r;
 | 
					 | 
				
			||||||
    newSolver.e = solver->e;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    return newSolver;
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
void writeResult(Solver* solver)
 | 
					 | 
				
			||||||
{
 | 
					 | 
				
			||||||
    int imax  = solver->grid.imax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int jmax  = solver->grid.jmax;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dx = solver->grid.dx;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dy = solver->grid.dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* p = solver->p;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* u = solver->u;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double* v = solver->v;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double x = 0.0, y = 0.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    FILE* fp;
 | 
					 | 
				
			||||||
    fp = fopen("pressure.dat", "w");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (fp == NULL) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        printf("Error!\n");
 | 
					 | 
				
			||||||
        exit(EXIT_FAILURE);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        y = (double)(j - 0.5) * dy;
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            x = (double)(i - 0.5) * dx;
 | 
					 | 
				
			||||||
            fprintf(fp, "%.2f %.2f %f\n", x, y, P(i, j));
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
        fprintf(fp, "\n");
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    fclose(fp);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    fp = fopen("velocity.dat", "w");
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    if (fp == NULL) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        printf("Error!\n");
 | 
					 | 
				
			||||||
        exit(EXIT_FAILURE);
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    for (int j = 1; j < jmax + 1; j++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
        y = dy * (j - 0.5);
 | 
					 | 
				
			||||||
        for (int i = 1; i < imax + 1; i++) {
 | 
					 | 
				
			||||||
            x            = dx * (i - 0.5);
 | 
					 | 
				
			||||||
            double vel_u = (U(i, j) + U(i - 1, j)) / 2.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            double vel_v = (V(i, j) + V(i, j - 1)) / 2.0;
 | 
					 | 
				
			||||||
            double len   = sqrt((vel_u * vel_u) + (vel_v * vel_v));
 | 
					 | 
				
			||||||
            fprintf(fp, "%.2f %.2f %f %f %f\n", x, y, vel_u, vel_v, len);
 | 
					 | 
				
			||||||
        }
 | 
					 | 
				
			||||||
    }
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
    fclose(fp);
 | 
					 | 
				
			||||||
}
 | 
					 | 
				
			||||||
@@ -6,62 +6,21 @@
 | 
				
			|||||||
 */
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
#ifndef __SOLVER_H_
 | 
					#ifndef __SOLVER_H_
 | 
				
			||||||
#define __SOLVER_H_
 | 
					#define __SOLVER_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "discretization.h"
 | 
				
			||||||
#include "grid.h"
 | 
					#include "grid.h"
 | 
				
			||||||
#include "parameter.h"
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
enum OBJECTBOUNDARY {
 | 
					 | 
				
			||||||
    NONE = 0,
 | 
					 | 
				
			||||||
    TOP,
 | 
					 | 
				
			||||||
    BOTTOM,
 | 
					 | 
				
			||||||
    LEFT,
 | 
					 | 
				
			||||||
    RIGHT,
 | 
					 | 
				
			||||||
    TOPLEFT,
 | 
					 | 
				
			||||||
    BOTTOMLEFT,
 | 
					 | 
				
			||||||
    TOPRIGHT,
 | 
					 | 
				
			||||||
    BOTTOMRIGHT,
 | 
					 | 
				
			||||||
    LOCAL
 | 
					 | 
				
			||||||
};
 | 
					 | 
				
			||||||
enum BC { NOSLIP = 1, SLIP, OUTFLOW, PERIODIC };
 | 
					 | 
				
			||||||
/// @brief
 | 
					 | 
				
			||||||
enum SHAPE { NOSHAPE = 0, RECT, CIRCLE };
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
typedef struct {
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
    /* geometry and grid information */
 | 
					    /* geometry and grid information */
 | 
				
			||||||
    Grid grid;
 | 
					    Grid* grid;
 | 
				
			||||||
    /* arrays */
 | 
					 | 
				
			||||||
    double *p, *rhs, **r, **e;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double *f, *g;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double *u, *v;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int* s;
 | 
					 | 
				
			||||||
    /* parameters */
 | 
					    /* parameters */
 | 
				
			||||||
    double eps, omega, rho;
 | 
					    double eps, omega, rho;
 | 
				
			||||||
    double re, tau, gamma;
 | 
					    int itermax;
 | 
				
			||||||
    double gx, gy;
 | 
					    int levels;
 | 
				
			||||||
    /* time stepping */
 | 
					    double **r, **e;
 | 
				
			||||||
    int itermax, levels, currentlevel;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dt, te;
 | 
					 | 
				
			||||||
    double dtBound;
 | 
					 | 
				
			||||||
    char* problem;
 | 
					 | 
				
			||||||
    int bcLeft, bcRight, bcBottom, bcTop;
 | 
					 | 
				
			||||||
} Solver;
 | 
					} Solver;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
extern void initSolver(Solver*, Parameter*);
 | 
					extern void initSolver(Solver*, Discretization*, Parameter*);
 | 
				
			||||||
extern void computeRHS(Solver*);
 | 
					extern void solve(Solver*, double*, double*);
 | 
				
			||||||
extern double smoothRB(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void restrictMG(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void prolongate(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void correct(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern Solver copySolver(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void multiGrid(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void normalizePressure(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void computeTimestep(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void setBoundaryConditions(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void setSpecialBoundaryCondition(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void setObjectBoundaryCondition(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void computeFG(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void adaptUV(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void writeResult(Solver*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void print(Solver*, double*);
 | 
					 | 
				
			||||||
extern void printGrid(Solver*, int*);
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -7,18 +7,16 @@
 | 
				
			|||||||
#include <stdlib.h>
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
#include <time.h>
 | 
					#include <time.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
double getTimeStamp()
 | 
					double getTimeStamp(void)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    struct timespec ts;
 | 
					    struct timespec ts;
 | 
				
			||||||
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 | 
					    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 | 
				
			||||||
    return (double)ts.tv_sec + (double)ts.tv_nsec * 1.e-9;
 | 
					    return (double)ts.tv_sec + (double)ts.tv_nsec * 1.e-9;
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
double getTimeResolution()
 | 
					double getTimeResolution(void)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    struct timespec ts;
 | 
					    struct timespec ts;
 | 
				
			||||||
    clock_getres(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 | 
					    clock_getres(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 | 
				
			||||||
    return (double)ts.tv_sec + (double)ts.tv_nsec * 1.e-9;
 | 
					    return (double)ts.tv_sec + (double)ts.tv_nsec * 1.e-9;
 | 
				
			||||||
}
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
double getTimeStamp_() { return getTimeStamp(); }
 | 
					 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -7,8 +7,7 @@
 | 
				
			|||||||
#ifndef __TIMING_H_
 | 
					#ifndef __TIMING_H_
 | 
				
			||||||
#define __TIMING_H_
 | 
					#define __TIMING_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
extern double getTimeStamp();
 | 
					extern double getTimeStamp(void);
 | 
				
			||||||
extern double getTimeResolution();
 | 
					extern double getTimeResolution(void);
 | 
				
			||||||
extern double getTimeStamp_();
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#endif // __TIMING_H_
 | 
					#endif // __TIMING_H_
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -7,8 +7,7 @@
 | 
				
			|||||||
#ifndef __UTIL_H_
 | 
					#ifndef __UTIL_H_
 | 
				
			||||||
#define __UTIL_H_
 | 
					#define __UTIL_H_
 | 
				
			||||||
#define HLINE                                                                            \
 | 
					#define HLINE                                                                            \
 | 
				
			||||||
    "------------------------------------------------------------------------"           \
 | 
					    "----------------------------------------------------------------------------\n"
 | 
				
			||||||
    "----\n"
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#ifndef MIN
 | 
					#ifndef MIN
 | 
				
			||||||
#define MIN(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y))
 | 
					#define MIN(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y))
 | 
				
			||||||
@@ -20,4 +19,11 @@
 | 
				
			|||||||
#define ABS(a) ((a) >= 0 ? (a) : -(a))
 | 
					#define ABS(a) ((a) >= 0 ? (a) : -(a))
 | 
				
			||||||
#endif
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define P(i, j)   p[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define F(i, j)   f[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define G(i, j)   g[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define U(i, j)   u[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define V(i, j)   v[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define RHS(i, j) rhs[(j) * (imax + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#endif // __UTIL_H_
 | 
					#endif // __UTIL_H_
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										10
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/vis_files/canal.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										10
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/vis_files/canal.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,10 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					unset border; unset tics; unset key;
 | 
				
			||||||
 | 
					set term gif animate delay 30
 | 
				
			||||||
 | 
					set output "trace.gif"
 | 
				
			||||||
 | 
					set xrange [0:30]
 | 
				
			||||||
 | 
					set yrange [0:4]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					do for [ts=0:120] {
 | 
				
			||||||
 | 
					    plot "particles_".ts.".dat" with points pointtype 7
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					unset output
 | 
				
			||||||
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