2D MPI enhanced solver
This commit is contained in:
		@@ -288,8 +288,6 @@ void commPartition(Comm* c, int jmax, int imax)
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
void commUpdateDatatypes(Comm* oldcomm, Comm* newcomm, int imaxLocal, int jmaxLocal)
 | 
					void commUpdateDatatypes(Comm* oldcomm, Comm* newcomm, int imaxLocal, int jmaxLocal)
 | 
				
			||||||
{
 | 
					{
 | 
				
			||||||
    Comm* newcomm;
 | 
					 | 
				
			||||||
 | 
					 | 
				
			||||||
#if defined _MPI
 | 
					#if defined _MPI
 | 
				
			||||||
    newcomm->comm = MPI_COMM_NULL;
 | 
					    newcomm->comm = MPI_COMM_NULL;
 | 
				
			||||||
    int result = MPI_Comm_dup(oldcomm->comm, &newcomm->comm);
 | 
					    int result = MPI_Comm_dup(oldcomm->comm, &newcomm->comm);
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -13,7 +13,7 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
#define FINEST_LEVEL   0
 | 
					#define FINEST_LEVEL   0
 | 
				
			||||||
#define COARSEST_LEVEL (s->levels - 1)
 | 
					#define COARSEST_LEVEL (s->levels - 1)
 | 
				
			||||||
#define S(i, j)        s[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
					// #define S(i, j)        s[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
#define E(i, j)        e[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
					#define E(i, j)        e[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
#define R(i, j)        r[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
					#define R(i, j)        r[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
#define OLD(i, j)      old[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
					#define OLD(i, j)      old[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										87
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/Makefile
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										87
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/Makefile
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,87 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#=======================================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					# 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.
 | 
				
			||||||
 | 
					#=======================================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#CONFIGURE BUILD SYSTEM
 | 
				
			||||||
 | 
					TARGET	   = exe-$(TAG)
 | 
				
			||||||
 | 
					BUILD_DIR  = ./$(TAG)
 | 
				
			||||||
 | 
					SRC_DIR    = ./src
 | 
				
			||||||
 | 
					MAKE_DIR   = ./
 | 
				
			||||||
 | 
					Q         ?= @
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#DO NOT EDIT BELOW
 | 
				
			||||||
 | 
					include $(MAKE_DIR)/config.mk
 | 
				
			||||||
 | 
					include $(MAKE_DIR)/include_$(TAG).mk
 | 
				
			||||||
 | 
					INCLUDES  += -I$(SRC_DIR) -I$(BUILD_DIR)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					VPATH     = $(SRC_DIR)
 | 
				
			||||||
 | 
					SRC       = $(filter-out $(wildcard $(SRC_DIR)/*-*.c),$(wildcard $(SRC_DIR)/*.c))
 | 
				
			||||||
 | 
					ASM       = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.s, $(SRC))
 | 
				
			||||||
 | 
					OBJ       = $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c, $(BUILD_DIR)/%.o, $(SRC))
 | 
				
			||||||
 | 
					OBJ      += $(BUILD_DIR)/comm-$(COMM_TYPE).o
 | 
				
			||||||
 | 
					OBJ      += $(BUILD_DIR)/solver-$(SOLVER).o
 | 
				
			||||||
 | 
					SOURCES   = $(SRC) $(wildcard $(SRC_DIR)/*.h)
 | 
				
			||||||
 | 
					CPPFLAGS := $(CPPFLAGS) $(DEFINES) $(OPTIONS) $(INCLUDES)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					${TARGET}: $(BUILD_DIR) $(OBJ)
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  LINKING  $(TARGET))
 | 
				
			||||||
 | 
						$(Q)${LINKER} ${LFLAGS} -o $(TARGET) $(OBJ) $(LIBS)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					$(BUILD_DIR)/%.o:  %.c $(MAKE_DIR)/include_$(TAG).mk $(MAKE_DIR)/config.mk
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  COMPILE  $@)
 | 
				
			||||||
 | 
						$(CC) -c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) $< -o $@
 | 
				
			||||||
 | 
						$(Q)$(GCC) $(CPPFLAGS) -MT $(@:.d=.o) -MM  $< > $(BUILD_DIR)/$*.d
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					$(BUILD_DIR)/%.s:  %.c
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  GENERATE ASM  $@)
 | 
				
			||||||
 | 
						$(CC) -S $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) $< -o $@
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					.PHONY: clean distclean vis_clean vis tags info asm format
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					vis:
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  GENERATE VISUALIZATION)
 | 
				
			||||||
 | 
						@gnuplot -e "filename='pressure.dat'" ./surface.plot
 | 
				
			||||||
 | 
						@gnuplot -e "filename='velocity.dat'" ./vector.plot
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					vis_clean:
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  CLEAN VISUALIZATION)
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f *.dat
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f *.png
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f ./vis_files/*.dat
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f ./vis_files/*.gif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					clean: vis_clean
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  CLEAN)
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -rf $(BUILD_DIR)
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f tags
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					distclean: clean
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  DIST CLEAN)
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f $(TARGET)
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f *.dat
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f *.png
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					info:
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info $(CFLAGS))
 | 
				
			||||||
 | 
						$(Q)$(CC) $(VERSION)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					asm:  $(BUILD_DIR) $(ASM)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					tags:
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  GENERATE TAGS)
 | 
				
			||||||
 | 
						$(Q)ctags -R
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					format:
 | 
				
			||||||
 | 
						@for src in $(SOURCES) ; do \
 | 
				
			||||||
 | 
							echo "Formatting $$src" ; \
 | 
				
			||||||
 | 
							clang-format -i $$src ; \
 | 
				
			||||||
 | 
						done
 | 
				
			||||||
 | 
						@echo "Done"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					$(BUILD_DIR):
 | 
				
			||||||
 | 
						@mkdir $(BUILD_DIR)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					-include $(OBJ:.o=.d)
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										48
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/README.md
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										48
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/README.md
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,48 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					# C source skeleton
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					## Build
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					1. Configure the toolchain and additional options in `config.mk`:
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					# Supported: GCC, CLANG, ICC
 | 
				
			||||||
 | 
					TAG ?= GCC
 | 
				
			||||||
 | 
					ENABLE_OPENMP ?= false
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					OPTIONS +=  -DARRAY_ALIGNMENT=64
 | 
				
			||||||
 | 
					#OPTIONS +=  -DVERBOSE_AFFINITY
 | 
				
			||||||
 | 
					#OPTIONS +=  -DVERBOSE_DATASIZE
 | 
				
			||||||
 | 
					#OPTIONS +=  -DVERBOSE_TIMER
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					The verbosity options enable detailed output about affinity settings, allocation sizes and timer resolution.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					2. Build with:
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					make
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					You can build multiple toolchains in the same directory, but notice that the Makefile is only acting on the one currently set.
 | 
				
			||||||
 | 
					Intermediate build results are located in the `<TOOLCHAIN>` directory.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					To output the executed commands use:
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					make Q=
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					3. Clean up with:
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					make clean
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					to clean intermediate build results.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					make distclean
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					to clean intermediate build results and binary.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					4. (Optional) Generate assembler:
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					make asm
 | 
				
			||||||
 | 
					```
 | 
				
			||||||
 | 
					The assembler files will also be located in the `<TOOLCHAIN>` directory.
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										79
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/backstep.par
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										79
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/backstep.par
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,79 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#==============================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					#                            Laminar Canal Flow
 | 
				
			||||||
 | 
					#==============================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Problem specific Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					name backstep             # name of flow setup
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					bcTop      1			#  flags for boundary conditions
 | 
				
			||||||
 | 
					bcBottom   1			#  1 = no-slip      3 = outflow
 | 
				
			||||||
 | 
					bcLeft     3			#  2 = free-slip    4 = periodic
 | 
				
			||||||
 | 
					bcRight    3			#
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					gx    0.0      # Body forces (e.g. gravity)
 | 
				
			||||||
 | 
					gy    0.0      #
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					re    36000.0	   # Reynolds number
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					u_init    1.0      # initial value for velocity in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					v_init    0.0      # initial value for velocity in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					p_init    1.0      # initial value for pressure
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Geometry Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					xlength    7.0     # domain size in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					ylength    1.5	   # domain size in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					imax       210     # number of interior cells in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					jmax       45	   # number of interior cells in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Time Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					te      60.0    # final time
 | 
				
			||||||
 | 
					dt      0.02    # time stepsize
 | 
				
			||||||
 | 
					tau     0.5     # safety factor for time stepsize control (<0 constant delt)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Pressure Iteration Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					itermax  500       # maximal number of pressure iteration in one time step
 | 
				
			||||||
 | 
					eps      0.0001    # stopping tolerance for pressure iteration
 | 
				
			||||||
 | 
					rho      0.52
 | 
				
			||||||
 | 
					omg      1.8       # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
				
			||||||
 | 
					gamma    0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Multigrid data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					levels        3         # Multigrid levels
 | 
				
			||||||
 | 
					presmooth     15        # Pre-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					postsmooth    5         # Post-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Particle Tracing Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					numberOfParticles   200
 | 
				
			||||||
 | 
					startTime           0     #if you want to see particles trapped in recirculation zone, startTime should be set to 0 
 | 
				
			||||||
 | 
					injectTimePeriod    1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					writeTimePeriod     0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					x1                  0.0
 | 
				
			||||||
 | 
					y1                  0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					x2                  0.0
 | 
				
			||||||
 | 
					y2                  1.5
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Obstacle Geometry Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					# Shape 0 disable, 1 Rectangle/Square, 2 Circle
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					shape               1 
 | 
				
			||||||
 | 
					xCenter             0.0
 | 
				
			||||||
 | 
					yCenter             0.0
 | 
				
			||||||
 | 
					xRectLength         2.0
 | 
				
			||||||
 | 
					yRectLength         1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					circleRadius        1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#===============================================================================
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										78
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/canal.par
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										78
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/canal.par
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,78 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#==============================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					#                            Laminar Canal Flow
 | 
				
			||||||
 | 
					#==============================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Problem specific Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					name canal             # name of flow setup
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					bcTop      1			#  flags for boundary conditions
 | 
				
			||||||
 | 
					bcBottom   1			#  1 = no-slip      3 = outflow
 | 
				
			||||||
 | 
					bcLeft     3			#  2 = free-slip    4 = periodic
 | 
				
			||||||
 | 
					bcRight    3			#
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					gx     0.0      # Body forces (e.g. gravity)
 | 
				
			||||||
 | 
					gy     0.0      #
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					re            100.0	   # Reynolds number
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					u_init        1.0      # initial value for velocity in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					v_init        0.0      # initial value for velocity in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					p_init        0.0      # initial value for pressure
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Geometry Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					xlength       30.0     # domain size in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					ylength       4.0	   # domain size in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					imax          200      # number of interior cells in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					jmax          40	   # number of interior cells in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Time Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					te       60.0   # final time
 | 
				
			||||||
 | 
					dt       0.02    # time stepsize
 | 
				
			||||||
 | 
					tau      0.5     # safety factor for time stepsize control (<0 constant delt)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Multigrid data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					levels        2         # Multigrid levels
 | 
				
			||||||
 | 
					presmooth     5         # Pre-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					postsmooth    5         # Post-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Pressure Iteration Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					itermax       500       # maximal number of pressure iteration in one time step
 | 
				
			||||||
 | 
					eps           0.00001   # stopping tolerance for pressure iteration
 | 
				
			||||||
 | 
					omg           1.8       # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
				
			||||||
 | 
					gamma         0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Particle Tracing Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					numberOfParticles   60
 | 
				
			||||||
 | 
					startTime           10.0
 | 
				
			||||||
 | 
					injectTimePeriod    4.0
 | 
				
			||||||
 | 
					writeTimePeriod     1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					x1                  1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					y1                  0.0
 | 
				
			||||||
 | 
					x2                  1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					y2                  4.0
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Obstacle Geometry Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					# Shape 0 disable, 1 Rectangle/Square, 2 Circle
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					shape               0 
 | 
				
			||||||
 | 
					xCenter             10.0
 | 
				
			||||||
 | 
					yCenter             2
 | 
				
			||||||
 | 
					xRectLength         6.0
 | 
				
			||||||
 | 
					yRectLength         1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					circleRadius        1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#===============================================================================
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										17
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/config.mk
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										17
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/config.mk
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,17 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					# Supported: GCC, CLANG, ICC
 | 
				
			||||||
 | 
					TAG ?= ICC
 | 
				
			||||||
 | 
					# Supported: true, false
 | 
				
			||||||
 | 
					ENABLE_MPI ?= true
 | 
				
			||||||
 | 
					ENABLE_OPENMP ?= false
 | 
				
			||||||
 | 
					# Supported: rb, mg
 | 
				
			||||||
 | 
					SOLVER ?= mg
 | 
				
			||||||
 | 
					# Run in debug settings ?= mg
 | 
				
			||||||
 | 
					COMM_TYPE ?= v3
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#Feature options
 | 
				
			||||||
 | 
					OPTIONS +=  -DARRAY_ALIGNMENT=64
 | 
				
			||||||
 | 
					OPTIONS +=  -DVERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					# OPTIONS +=  -DTEST
 | 
				
			||||||
 | 
					#OPTIONS +=  -DVERBOSE_AFFINITY
 | 
				
			||||||
 | 
					#OPTIONS +=  -DVERBOSE_DATASIZE
 | 
				
			||||||
 | 
					#OPTIONS +=  -DVERBOSE_TIMER
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										79
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/dcavity.par
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										79
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/dcavity.par
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,79 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#==============================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					#                              Driven Cavity
 | 
				
			||||||
 | 
					#==============================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Problem specific Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					name dcavity        # name of flow setup
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					bcTop      1			#  flags for boundary conditions
 | 
				
			||||||
 | 
					bcBottom   1			#  1 = no-slip      3 = outflow
 | 
				
			||||||
 | 
					bcLeft     1			#  2 = free-slip    4 = periodic
 | 
				
			||||||
 | 
					bcRight    1			#
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					gx    0.0			# Body forces (e.g. gravity)
 | 
				
			||||||
 | 
					gy    0.0			#
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					re    10.0		    # Reynolds number
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					u_init    1.0		# initial value for velocity in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					v_init    0.0		# initial value for velocity in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					p_init    0.0		# initial value for pressure
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Geometry Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					xlength    1.0		# domain size in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					ylength    1.0		# domain size in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					imax       128		# number of interior cells in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					jmax       128		# number of interior cells in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Time Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					te      10.0		# final time
 | 
				
			||||||
 | 
					dt      0.02	    # time stepsize
 | 
				
			||||||
 | 
					tau     0.5	    	# safety factor for time stepsize control (<0 constant delt)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Pressure Iteration Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					itermax  1000		# maximal number of pressure iteration in one time step
 | 
				
			||||||
 | 
					eps      0.001		# stopping tolerance for pressure iteration
 | 
				
			||||||
 | 
					rho      0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					omg      1.8		# relaxation parameter for SOR iteration
 | 
				
			||||||
 | 
					gamma    0.9		# upwind differencing factor gamma
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Multigrid data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					levels        3         # Multigrid levels
 | 
				
			||||||
 | 
					presmooth     10        # Pre-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					postsmooth    5         # Post-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Particle Tracing Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					numberOfParticles   200
 | 
				
			||||||
 | 
					startTime           2.0
 | 
				
			||||||
 | 
					injectTimePeriod    0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					writeTimePeriod     0.2
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					x1                  0.1
 | 
				
			||||||
 | 
					y1                  0.9
 | 
				
			||||||
 | 
					x2                  0.9
 | 
				
			||||||
 | 
					y2                  0.9
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Obstacle Geometry Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					# Shape 0 disable, 1 Rectangle/Square, 2 Circle
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					shape               0 
 | 
				
			||||||
 | 
					xCenter             0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					yCenter             0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					xRectLength         0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					yRectLength         0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					circleRadius        0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					#===============================================================================
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										21
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/include_CLANG.mk
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										21
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/include_CLANG.mk
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,21 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					ifeq ($(ENABLE_MPI),true)
 | 
				
			||||||
 | 
					CC   = mpicc
 | 
				
			||||||
 | 
					DEFINES  = -D_MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					else
 | 
				
			||||||
 | 
					CC   = cc
 | 
				
			||||||
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					GCC  = cc
 | 
				
			||||||
 | 
					LINKER = $(CC)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					ifeq ($(ENABLE_OPENMP),true)
 | 
				
			||||||
 | 
					OPENMP   = -fopenmp
 | 
				
			||||||
 | 
					#OPENMP   = -Xpreprocessor -fopenmp #required on Macos with homebrew libomp
 | 
				
			||||||
 | 
					LIBS     = # -lomp
 | 
				
			||||||
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					VERSION  = --version
 | 
				
			||||||
 | 
					CFLAGS   = -Ofast -std=c17
 | 
				
			||||||
 | 
					LFLAGS   = $(OPENMP) -lm
 | 
				
			||||||
 | 
					DEFINES  += -D_GNU_SOURCE# -DDEBUG
 | 
				
			||||||
 | 
					INCLUDES = -I/opt/homebrew/include
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										20
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/include_GCC.mk
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										20
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/include_GCC.mk
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,20 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					ifeq ($(ENABLE_MPI),true)
 | 
				
			||||||
 | 
					CC   = mpicc
 | 
				
			||||||
 | 
					DEFINES  = -D_MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					else
 | 
				
			||||||
 | 
					CC   = gcc
 | 
				
			||||||
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					GCC  = gcc
 | 
				
			||||||
 | 
					LINKER = $(CC)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					ifeq ($(ENABLE_OPENMP),true)
 | 
				
			||||||
 | 
					OPENMP   = -fopenmp
 | 
				
			||||||
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					VERSION  = --version
 | 
				
			||||||
 | 
					CFLAGS   = -Ofast -ffreestanding -std=c99 $(OPENMP)
 | 
				
			||||||
 | 
					LFLAGS   = $(OPENMP)
 | 
				
			||||||
 | 
					DEFINES  += -D_GNU_SOURCE
 | 
				
			||||||
 | 
					INCLUDES =
 | 
				
			||||||
 | 
					LIBS     =
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										20
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/include_ICC.mk
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										20
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/include_ICC.mk
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,20 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					ifeq ($(ENABLE_MPI),true)
 | 
				
			||||||
 | 
					CC   = mpiicc
 | 
				
			||||||
 | 
					DEFINES  = -D_MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					else
 | 
				
			||||||
 | 
					CC = icc
 | 
				
			||||||
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					GCC  = gcc
 | 
				
			||||||
 | 
					LINKER = $(CC)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					ifeq ($(ENABLE_OPENMP),true)
 | 
				
			||||||
 | 
					OPENMP   = -qopenmp
 | 
				
			||||||
 | 
					endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					VERSION  = --version
 | 
				
			||||||
 | 
					CFLAGS   =  -O3 -xHost -qopt-zmm-usage=high -std=c99 $(OPENMP)
 | 
				
			||||||
 | 
					LFLAGS   = $(OPENMP)
 | 
				
			||||||
 | 
					DEFINES  += -D_GNU_SOURCE# -DDEBUG
 | 
				
			||||||
 | 
					INCLUDES =
 | 
				
			||||||
 | 
					LIBS     =
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										79
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/karman.par
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										79
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/karman.par
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,79 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					#==============================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					#                            Laminar Canal Flow
 | 
				
			||||||
 | 
					#==============================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Problem specific Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					name karman             # name of flow setup
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					bcTop      1			#  flags for boundary conditions
 | 
				
			||||||
 | 
					bcBottom   1			#  1 = no-slip      3 = outflow
 | 
				
			||||||
 | 
					bcLeft     3			#  2 = free-slip    4 = periodic
 | 
				
			||||||
 | 
					bcRight    3			#
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					gx    0.0      # Body forces (e.g. gravity)
 | 
				
			||||||
 | 
					gy    0.0      #
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					re    5050.0	   # Reynolds number
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					u_init    1.0      # initial value for velocity in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					v_init    0.0      # initial value for velocity in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					p_init    0.0      # initial value for pressure
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Geometry Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					xlength    30.0     # domain size in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					ylength    8.0	   # domain size in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					imax       400      # number of interior cells in x-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					jmax       200	   # number of interior cells in y-direction
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Time Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					te      150.0   # final time
 | 
				
			||||||
 | 
					dt      0.02    # time stepsize
 | 
				
			||||||
 | 
					tau     0.5     # safety factor for time stepsize control (<0 constant delt)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Pressure Iteration Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					itermax  200       # maximal number of pressure iteration in one time step
 | 
				
			||||||
 | 
					eps      0.001   # stopping tolerance for pressure iteration
 | 
				
			||||||
 | 
					rho      0.52
 | 
				
			||||||
 | 
					omg      1.75      # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
				
			||||||
 | 
					gamma    0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Multigrid data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					levels        3         # Multigrid levels
 | 
				
			||||||
 | 
					presmooth     15         # Pre-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					postsmooth    5         # Post-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Particle Tracing Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					numberOfParticles   200
 | 
				
			||||||
 | 
					startTime           50
 | 
				
			||||||
 | 
					injectTimePeriod    1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					writeTimePeriod     0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					x1                  0.0
 | 
				
			||||||
 | 
					y1                  3.8
 | 
				
			||||||
 | 
					x2                  0.0
 | 
				
			||||||
 | 
					y2                  4.1
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Obstacle Geometry Data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					# Shape 0 disable, 1 Rectangle/Square, 2 Circle
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					shape               2 
 | 
				
			||||||
 | 
					xCenter             5.0
 | 
				
			||||||
 | 
					yCenter             4.0
 | 
				
			||||||
 | 
					xRectLength         2.0
 | 
				
			||||||
 | 
					yRectLength         1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					circleRadius        1.0
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#===============================================================================
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										61
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/affinity.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										61
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/affinity.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,61 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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__*/
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										14
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/affinity.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										14
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/affinity.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,14 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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*/
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										38
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/allocate.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										38
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/allocate.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,38 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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.
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <errno.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stddef.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdio.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "allocate.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void* allocate(size_t alignment, size_t bytesize)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int errorCode;
 | 
				
			||||||
 | 
					    void* ptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    errorCode = posix_memalign(&ptr, alignment, bytesize);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (errorCode) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (errorCode == EINVAL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            fprintf(stderr, "Error: Alignment parameter is not a power of two\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            exit(EXIT_FAILURE);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (errorCode == ENOMEM) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            fprintf(stderr, "Error: Insufficient memory to fulfill the request\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            exit(EXIT_FAILURE);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (ptr == NULL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        fprintf(stderr, "Error: posix_memalign failed!\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        exit(EXIT_FAILURE);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return ptr;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										13
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/allocate.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										13
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/allocate.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,13 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 __ALLOCATE_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __ALLOCATE_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void* allocate(size_t alignment, size_t bytesize);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										204
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm-v1.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										204
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm-v1.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,204 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					// subroutines local to this module
 | 
				
			||||||
 | 
					static int sum(int* sizes, int position)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int sum = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < position; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        sum += sizes[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return sum;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void gatherArray(
 | 
				
			||||||
 | 
					    Comm* c, int cnt, int* rcvCounts, int* displs, double* src, double* dst)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* sendbuffer = src + (c->imaxLocal + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        sendbuffer = src;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Gatherv(sendbuffer,
 | 
				
			||||||
 | 
					        cnt,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        dst,
 | 
				
			||||||
 | 
					        rcvCounts,
 | 
				
			||||||
 | 
					        displs,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        0,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif // defined _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					// exported subroutines
 | 
				
			||||||
 | 
					int commIsBoundary(Comm* c, int direction)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (direction) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    case L:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case R:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case B:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->rank == 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case T:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->rank == (c->size - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commExchange(Comm* c, double* grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Request requests[4] = { MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* exchange ghost cells with top neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank + 1 < c->size) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        int top     = c->rank + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        double* src = grid + (c->jmaxLocal) * (c->imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        double* dst = grid + (c->jmaxLocal + 1) * (c->imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Isend(src, c->imaxLocal, MPI_DOUBLE, top, 1, MPI_COMM_WORLD, &requests[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Irecv(dst, c->imaxLocal, MPI_DOUBLE, top, 2, MPI_COMM_WORLD, &requests[1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* exchange ghost cells with bottom neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank > 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        int bottom  = c->rank - 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        double* src = grid + (c->imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        double* dst = grid + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Isend(src, c->imaxLocal, MPI_DOUBLE, bottom, 2, MPI_COMM_WORLD, &requests[2]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Irecv(dst, c->imaxLocal, MPI_DOUBLE, bottom, 1, MPI_COMM_WORLD, &requests[3]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Waitall(4, requests, MPI_STATUSES_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commShift(Comm* c, double* f, double* g)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Request requests[2] = { MPI_REQUEST_NULL, MPI_REQUEST_NULL };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* shift G */
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* receive ghost cells from bottom neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank > 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        int bottom = c->rank - 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Irecv(g + 1,
 | 
				
			||||||
 | 
					            c->imaxLocal,
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					            bottom,
 | 
				
			||||||
 | 
					            0,
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_COMM_WORLD,
 | 
				
			||||||
 | 
					            &requests[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank + 1 < c->size) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        int top     = c->rank + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        double* buf = g + (c->jmaxLocal) * (c->imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        /* send ghost cells to top neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Isend(buf, c->imaxLocal, MPI_DOUBLE, top, 0, MPI_COMM_WORLD, &requests[1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Waitall(2, requests, MPI_STATUSES_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commCollectResult(Comm* c,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* ug,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* vg,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* pg,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* p,
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax,
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    int *rcvCounts, *displs;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int cnt = c->jmaxLocal * (imax + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        rcvCounts = (int*)malloc(c->size * sizeof(int));
 | 
				
			||||||
 | 
					        displs    = (int*)malloc(c->size * sizeof(int));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank == 0 && c->size == 1) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cnt = (c->jmaxLocal + 2) * (imax + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (c->rank == 0 || c->rank == (c->size - 1)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        cnt = (c->jmaxLocal + 1) * (imax + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Gather(&cnt, 1, MPI_INTEGER, rcvCounts, 1, MPI_INTEGER, 0, MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        displs[0]  = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        int cursor = rcvCounts[0];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < c->size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            displs[i] = cursor;
 | 
				
			||||||
 | 
					            cursor += rcvCounts[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    gatherArray(c, cnt, rcvCounts, displs, p, pg);
 | 
				
			||||||
 | 
					    gatherArray(c, cnt, rcvCounts, displs, u, ug);
 | 
				
			||||||
 | 
					    gatherArray(c, cnt, rcvCounts, displs, v, vg);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commPartition(Comm* c, int jmax, int imax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->imaxLocal = imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->jmaxLocal = sizeOfRank(c->coords[JDIM], c->size, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->imaxLocal = imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->jmaxLocal = jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commUpdateDatatypes(Comm* oldcomm, Comm* newcomm, int imaxLocal, int jmaxLocal)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    Comm* newcomm;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#if defined _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->comm = MPI_COMM_NULL;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int result    = MPI_Comm_dup(oldcomm->comm, &newcomm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (result == MPI_ERR_COMM) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("\nNull communicator. Duplication failed !!\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->imaxLocal = imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->jmaxLocal = jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commFreeCommunicator(Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Comm_free(&comm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										335
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm-v2.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										335
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm-v2.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,335 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					// subroutines local to this module
 | 
				
			||||||
 | 
					static int sum(int* sizes, int position)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int sum = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < position; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        sum += sizes[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return sum;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void assembleResult(Comm* c, double* src, double* dst, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Request* requests;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int numRequests = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        numRequests = c->size + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					        numRequests = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    requests = (MPI_Request*)malloc(numRequests * sizeof(MPI_Request));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* all ranks send their bulk array, including the external boundary layer */
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype bulkType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int oldSizes[NDIMS] = { c->jmaxLocal + 2, c->imaxLocal + 2 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    int newSizes[NDIMS] = { c->jmaxLocal, c->imaxLocal };
 | 
				
			||||||
 | 
					    int starts[NDIMS]   = { 1, 1 };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(c, L)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes[CIDIM] += 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        starts[CIDIM] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(c, R)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes[CIDIM] += 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(c, B)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes[CJDIM] += 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        starts[CJDIM] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(c, T)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes[CJDIM] += 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_create_subarray(NDIMS,
 | 
				
			||||||
 | 
					        oldSizes,
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes,
 | 
				
			||||||
 | 
					        starts,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_ORDER_C,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &bulkType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&bulkType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Isend(src, 1, bulkType, 0, 0, c->comm, &requests[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int newSizesI[c->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					    int newSizesJ[c->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Gather(&newSizes[CIDIM], 1, MPI_INT, newSizesI, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Gather(&newSizes[CJDIM], 1, MPI_INT, newSizesJ, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* rank 0 assembles the subdomains */
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < c->size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Datatype domainType;
 | 
				
			||||||
 | 
					            int oldSizes[NDIMS] = { jmax + 2, imax + 2 };
 | 
				
			||||||
 | 
					            int newSizes[NDIMS] = { newSizesJ[i], newSizesI[i] };
 | 
				
			||||||
 | 
					            int coords[NDIMS];
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Cart_coords(c->comm, i, NDIMS, coords);
 | 
				
			||||||
 | 
					            int starts[NDIMS] = { sum(newSizesJ, coords[JDIM]),
 | 
				
			||||||
 | 
					                sum(newSizesI, coords[IDIM]) };
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf(
 | 
				
			||||||
 | 
					                "Rank: %d, Coords(i,j): %d %d, Size(i,j): %d %d, Target Size(i,j): %d %d "
 | 
				
			||||||
 | 
					                "Starts(i,j): %d %d\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					                i,
 | 
				
			||||||
 | 
					                coords[IDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                coords[JDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                oldSizes[CIDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                oldSizes[CJDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                newSizes[CIDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                newSizes[CJDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                starts[CIDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                starts[CJDIM]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Type_create_subarray(NDIMS,
 | 
				
			||||||
 | 
					                oldSizes,
 | 
				
			||||||
 | 
					                newSizes,
 | 
				
			||||||
 | 
					                starts,
 | 
				
			||||||
 | 
					                MPI_ORDER_C,
 | 
				
			||||||
 | 
					                MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					                &domainType);
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Type_commit(&domainType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Irecv(dst, 1, domainType, i, 0, c->comm, &requests[i + 1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Type_free(&domainType);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Waitall(numRequests, requests, MPI_STATUSES_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif // defined _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					// exported subroutines
 | 
				
			||||||
 | 
					int commIsBoundary(Comm* c, int direction)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (direction) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    case L:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->coords[IDIM] == 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case R:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->coords[IDIM] == (c->dims[IDIM] - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case B:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->coords[JDIM] == 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case T:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->coords[JDIM] == (c->dims[JDIM] - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commExchange(Comm* c, double* grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Request requests[8];
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < 8; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
					        requests[i] = MPI_REQUEST_NULL;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < NDIRS; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        double* sbuf = grid + c->sdispls[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					        double* rbuf = grid + c->rdispls[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        int tag = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (c->neighbours[i] != MPI_PROC_NULL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            // printf("DEBUG: Rank %d - SendRecv with %d\n", c->rank, c->neighbours[i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            tag = c->neighbours[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Irecv(rbuf,
 | 
				
			||||||
 | 
					            1,
 | 
				
			||||||
 | 
					            c->bufferTypes[i],
 | 
				
			||||||
 | 
					            c->neighbours[i],
 | 
				
			||||||
 | 
					            tag,
 | 
				
			||||||
 | 
					            c->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					            &requests[i * 2]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Isend(sbuf,
 | 
				
			||||||
 | 
					            1,
 | 
				
			||||||
 | 
					            c->bufferTypes[i],
 | 
				
			||||||
 | 
					            c->neighbours[i],
 | 
				
			||||||
 | 
					            c->rank,
 | 
				
			||||||
 | 
					            c->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					            &requests[i * 2 + 1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Waitall(8, requests, MPI_STATUSES_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commShift(Comm* c, double* f, double* g)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Request requests[4] = { MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* shift G */
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* receive ghost cells from bottom neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* buf = g + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Irecv(buf,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->bufferTypes[B],
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->neighbours[B],
 | 
				
			||||||
 | 
					        0,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &requests[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* send ghost cells to top neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    buf = g + (c->jmaxLocal) * (c->imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Isend(buf, 1, c->bufferTypes[T], c->neighbours[T], 0, c->comm, &requests[1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* shift F */
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* receive ghost cells from left neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    buf = f + (c->imaxLocal + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Irecv(buf,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->bufferTypes[L],
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->neighbours[L],
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &requests[2]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* send ghost cells to right neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    buf = f + (c->imaxLocal + 2) + (c->imaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Isend(buf,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->bufferTypes[R],
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->neighbours[R],
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &requests[3]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Waitall(4, requests, MPI_STATUSES_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commCollectResult(Comm* c,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* ug,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* vg,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* pg,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* p,
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax,
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* collect P */
 | 
				
			||||||
 | 
					    assembleResult(c, p, pg, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* collect U */
 | 
				
			||||||
 | 
					    assembleResult(c, u, ug, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* collect V */
 | 
				
			||||||
 | 
					    assembleResult(c, v, vg, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commPartition(Comm* c, int jmax, int imax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    int dims[NDIMS]    = { 0, 0 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    int periods[NDIMS] = { 0, 0 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Dims_create(c->size, NDIMS, dims);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Cart_create(MPI_COMM_WORLD, NDIMS, dims, periods, 0, &c->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Cart_shift(c->comm, IDIM, 1, &c->neighbours[L], &c->neighbours[R]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Cart_shift(c->comm, JDIM, 1, &c->neighbours[B], &c->neighbours[T]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Cart_get(c->comm, NDIMS, c->dims, periods, c->coords);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = sizeOfRank(c->coords[IDIM], dims[IDIM], imax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = sizeOfRank(c->coords[JDIM], dims[JDIM], jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->imaxLocal = imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->jmaxLocal = jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_contiguous(imaxLocal, MPI_DOUBLE, &jBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&jBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_vector(jmaxLocal, 1, imaxLocal + 2, MPI_DOUBLE, &iBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&iBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->bufferTypes[L]   = iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->bufferTypes[R]  = iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->bufferTypes[B] = jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->bufferTypes[T]    = jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->sdispls[L]   = (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->sdispls[R]  = (imaxLocal + 2) + imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->sdispls[B] = (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->sdispls[T]    = jmaxLocal * (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rdispls[L]   = (imaxLocal + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rdispls[R]  = (imaxLocal + 2) + (imaxLocal + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rdispls[B] = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rdispls[T]    = (jmaxLocal + 1) * (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->imaxLocal = imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->jmaxLocal = jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commUpdateDatatypes(Comm* oldcomm, Comm* newcomm, int imaxLocal, int jmaxLocal)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#if defined _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->comm = MPI_COMM_NULL;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int result = MPI_Comm_dup(oldcomm->comm, &newcomm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (result == MPI_ERR_COMM) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("\nNull communicator. Duplication failed !!\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->imaxLocal = imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->jmaxLocal = jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_contiguous(imaxLocal, MPI_DOUBLE, &jBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&jBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_vector(jmaxLocal, 1, imaxLocal + 2, MPI_DOUBLE, &iBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&iBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->bufferTypes[L]   = iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->bufferTypes[R]  = iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->bufferTypes[B] = jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->bufferTypes[T]    = jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->sdispls[L]   = (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->sdispls[R]  = (imaxLocal + 2) + imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->sdispls[B] = (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->sdispls[T]    = jmaxLocal * (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->rdispls[L]   = (imaxLocal + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->rdispls[R]  = (imaxLocal + 2) + (imaxLocal + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->rdispls[B] = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->rdispls[T]    = (jmaxLocal + 1) * (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->imaxLocal = imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->jmaxLocal = jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commFreeCommunicator(Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    #ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Comm_free(&comm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    #endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										316
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm-v3.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										316
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm-v3.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,316 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					// subroutines local to this module
 | 
				
			||||||
 | 
					static int sum(int* sizes, int position)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int sum = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < position; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        sum += sizes[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return sum;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void assembleResult(Comm* c, double* src, double* dst, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Request* requests;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int numRequests = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        numRequests = c->size + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					        numRequests = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    requests = (MPI_Request*)malloc(numRequests * sizeof(MPI_Request));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* all ranks send their bulk array, including the external boundary layer */
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype bulkType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int oldSizes[NDIMS] = { c->jmaxLocal + 2, c->imaxLocal + 2 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    int newSizes[NDIMS] = { c->jmaxLocal, c->imaxLocal };
 | 
				
			||||||
 | 
					    int starts[NDIMS]   = { 1, 1 };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(c, L)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes[CIDIM] += 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        starts[CIDIM] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(c, R)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes[CIDIM] += 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(c, B)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes[CJDIM] += 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        starts[CJDIM] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(c, T)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes[CJDIM] += 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_create_subarray(NDIMS,
 | 
				
			||||||
 | 
					        oldSizes,
 | 
				
			||||||
 | 
					        newSizes,
 | 
				
			||||||
 | 
					        starts,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_ORDER_C,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &bulkType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&bulkType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Isend(src, 1, bulkType, 0, 0, c->comm, &requests[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int newSizesI[c->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					    int newSizesJ[c->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Gather(&newSizes[CIDIM], 1, MPI_INT, newSizesI, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Gather(&newSizes[CJDIM], 1, MPI_INT, newSizesJ, 1, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* rank 0 assembles the subdomains */
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (c->rank == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < c->size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Datatype domainType;
 | 
				
			||||||
 | 
					            int oldSizes[NDIMS] = { jmax + 2, imax + 2 };
 | 
				
			||||||
 | 
					            int newSizes[NDIMS] = { newSizesJ[i], newSizesI[i] };
 | 
				
			||||||
 | 
					            int coords[NDIMS];
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Cart_coords(c->comm, i, NDIMS, coords);
 | 
				
			||||||
 | 
					            int starts[NDIMS] = { sum(newSizesJ, coords[JDIM]),
 | 
				
			||||||
 | 
					                sum(newSizesI, coords[IDIM]) };
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf(
 | 
				
			||||||
 | 
					                "Rank: %d, Coords(i,j): %d %d, Size(i,j): %d %d, Target Size(i,j): %d %d "
 | 
				
			||||||
 | 
					                "Starts(i,j): %d %d\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					                i,
 | 
				
			||||||
 | 
					                coords[IDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                coords[JDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                oldSizes[CIDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                oldSizes[CJDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                newSizes[CIDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                newSizes[CJDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                starts[CIDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					                starts[CJDIM]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Type_create_subarray(NDIMS,
 | 
				
			||||||
 | 
					                oldSizes,
 | 
				
			||||||
 | 
					                newSizes,
 | 
				
			||||||
 | 
					                starts,
 | 
				
			||||||
 | 
					                MPI_ORDER_C,
 | 
				
			||||||
 | 
					                MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					                &domainType);
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Type_commit(&domainType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Irecv(dst, 1, domainType, i, 0, c->comm, &requests[i + 1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Type_free(&domainType);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Waitall(numRequests, requests, MPI_STATUSES_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif // defined _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					// exported subroutines
 | 
				
			||||||
 | 
					int commIsBoundary(Comm* c, int direction)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    switch (direction) {
 | 
				
			||||||
 | 
					    case L:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->coords[IDIM] == 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case R:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->coords[IDIM] == (c->dims[IDIM] - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case B:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->coords[JDIM] == 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case T:
 | 
				
			||||||
 | 
					        return c->coords[JDIM] == (c->dims[JDIM] - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commExchange(Comm* c, double* grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    int counts[NDIRS] = { 1, 1, 1, 1 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Neighbor_alltoallw(grid,
 | 
				
			||||||
 | 
					        counts,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->sdispls,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->bufferTypes,
 | 
				
			||||||
 | 
					        grid,
 | 
				
			||||||
 | 
					        counts,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->rdispls,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->bufferTypes,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commShift(Comm* c, double* f, double* g)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Request requests[4] = { MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_REQUEST_NULL };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* shift G */
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* receive ghost cells from bottom neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* buf = g + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Irecv(buf,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->bufferTypes[B],
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->neighbours[B],
 | 
				
			||||||
 | 
					        0,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &requests[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* send ghost cells to top neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    buf = g + (c->jmaxLocal) * (c->imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Isend(buf, 1, c->bufferTypes[T], c->neighbours[T], 0, c->comm, &requests[1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* shift F */
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* receive ghost cells from left neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    buf = f + (c->imaxLocal + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Irecv(buf,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->bufferTypes[L],
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->neighbours[L],
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &requests[2]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* send ghost cells to right neighbor */
 | 
				
			||||||
 | 
					    buf = f + (c->imaxLocal + 2) + (c->imaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Isend(buf,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->bufferTypes[R],
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->neighbours[R],
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        c->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &requests[3]);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Waitall(4, requests, MPI_STATUSES_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commCollectResult(Comm* c,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* ug,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* vg,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* pg,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* p,
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax,
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* collect P */
 | 
				
			||||||
 | 
					    assembleResult(c, p, pg, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* collect U */
 | 
				
			||||||
 | 
					    assembleResult(c, u, ug, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* collect V */
 | 
				
			||||||
 | 
					    assembleResult(c, v, vg, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commPartition(Comm* c, int jmax, int imax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    int dims[NDIMS]    = { 0, 0 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    int periods[NDIMS] = { 0, 0 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Dims_create(c->size, NDIMS, dims);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Cart_create(MPI_COMM_WORLD, NDIMS, dims, periods, 0, &c->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Cart_shift(c->comm, IDIM, 1, &c->neighbours[L], &c->neighbours[R]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Cart_shift(c->comm, JDIM, 1, &c->neighbours[B], &c->neighbours[T]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Cart_get(c->comm, NDIMS, c->dims, periods, c->coords);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = sizeOfRank(c->coords[IDIM], dims[IDIM], imax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = sizeOfRank(c->coords[JDIM], dims[JDIM], jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->imaxLocal = imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->jmaxLocal = jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_contiguous(imaxLocal, MPI_DOUBLE, &jBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&jBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_vector(jmaxLocal, 1, imaxLocal + 2, MPI_DOUBLE, &iBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&iBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->bufferTypes[L]   = iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->bufferTypes[R]  = iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->bufferTypes[B] = jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->bufferTypes[T]    = jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    size_t dblsize     = sizeof(double);
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->sdispls[L]   = ((imaxLocal + 2) + 1) * dblsize;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->sdispls[R]  = ((imaxLocal + 2) + imaxLocal) * dblsize;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->sdispls[B] = ((imaxLocal + 2) + 1) * dblsize;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->sdispls[T]    = (jmaxLocal * (imaxLocal + 2) + 1) * dblsize;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rdispls[L]   = (imaxLocal + 2) * dblsize;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rdispls[R]  = ((imaxLocal + 2) + (imaxLocal + 1)) * dblsize;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rdispls[B] = 1 * dblsize;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rdispls[T]    = ((jmaxLocal + 1) * (imaxLocal + 2) + 1) * dblsize;
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->imaxLocal = imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->jmaxLocal = jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commUpdateDatatypes(Comm* oldcomm, Comm* newcomm, int imaxLocal, int jmaxLocal)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#if defined _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int result    = MPI_Comm_dup(oldcomm->comm, &newcomm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (result == MPI_ERR_COMM) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("\nNull communicator. Duplication failed !!\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->imaxLocal = imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->jmaxLocal = jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_contiguous(imaxLocal, MPI_DOUBLE, &jBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&jBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_vector(jmaxLocal, 1, imaxLocal + 2, MPI_DOUBLE, &iBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&iBufferType);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->bufferTypes[L]   = iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->bufferTypes[R]  = iBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->bufferTypes[B] = jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->bufferTypes[T]    = jBufferType;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->sdispls[L]   = (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->sdispls[R]  = (imaxLocal + 2) + imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->sdispls[B] = (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->sdispls[T]    = jmaxLocal * (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->rdispls[L]   = (imaxLocal + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->rdispls[R]  = (imaxLocal + 2) + (imaxLocal + 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->rdispls[B] = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->rdispls[T]    = (jmaxLocal + 1) * (imaxLocal + 2) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->imaxLocal = imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    newcomm->jmaxLocal = jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commFreeCommunicator(Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    #ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Comm_free(&comm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    #endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										129
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										129
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,129 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					// subroutines local to this module
 | 
				
			||||||
 | 
					int sizeOfRank(int rank, int size, int N)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    return N / size + ((N % size > rank) ? 1 : 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commReduction(double* v, int op)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (op == MAX) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, v, 1, MPI_DOUBLE, MPI_MAX, MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (op == SUM) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, v, 1, MPI_DOUBLE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commPrintConfig(Comm* c)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsMaster(c)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Communication setup:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < c->size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (i == c->rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\tRank %d of %d\n", c->rank, c->size);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\tNeighbours (bottom, top, left, right): %d %d, %d, %d\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					                c->neighbours[B],
 | 
				
			||||||
 | 
					                c->neighbours[T],
 | 
				
			||||||
 | 
					                c->neighbours[L],
 | 
				
			||||||
 | 
					                c->neighbours[R]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\tIs boundary:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\t\tLEFT: %d\n", commIsBoundary(c, L));
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\t\tRIGHT: %d\n", commIsBoundary(c, R));
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\t\tBOTTOM: %d\n", commIsBoundary(c, B));
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\t\tTOP: %d\n", commIsBoundary(c, T));
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\tCoordinates (i,j) %d %d\n", c->coords[IDIM], c->coords[JDIM]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\tDims (i,j) %d %d\n", c->dims[IDIM], c->dims[JDIM]);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\tLocal domain size (i,j) %dx%d\n", c->imaxLocal, c->jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					            fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commInit(Comm* c, int argc, char** argv)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Init(&argc, &argv);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &(c->rank));
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &(c->size));
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->rank = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    c->size = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commTestInit(Comm* c, double* p, double* f, double* g)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax = c->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax = c->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int rank = c->rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 0; j < jmax + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < imax + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            p[j * (imax + 2) + i] = rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					            f[j * (imax + 2) + i] = rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					            g[j * (imax + 2) + i] = rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void testWriteFile(char* filename, double* grid, int imax, int jmax)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    FILE* fp = fopen(filename, "w");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (fp == NULL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Error!\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        exit(EXIT_FAILURE);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 0; j < jmax + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < imax + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            fprintf(fp, "%.2f ", grid[j * (imax + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        fprintf(fp, "\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    fclose(fp);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commTestWrite(Comm* c, double* p, double* f, double* g)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax = c->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax = c->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int rank = c->rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    char filename[30];
 | 
				
			||||||
 | 
					    snprintf(filename, 30, "ptest-%d.dat", rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					    testWriteFile(filename, p, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    snprintf(filename, 30, "ftest-%d.dat", rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					    testWriteFile(filename, f, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    snprintf(filename, 30, "gtest-%d.dat", rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					    testWriteFile(filename, g, imax, jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void commFinalize(Comm* c)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Finalize();
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										57
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										57
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/comm.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,57 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 __COMM_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __COMM_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#if defined(_MPI)
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <mpi.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					enum direction { L = 0, R, B, T, NDIRS }; // L = Left, R = Right, B = Bottom, T =Top
 | 
				
			||||||
 | 
					enum dimension { IDIM = 0, JDIM, NDIMS };
 | 
				
			||||||
 | 
					enum cdimension { CJDIM = 0, CIDIM };
 | 
				
			||||||
 | 
					enum layer { HALO = 0, BULK };
 | 
				
			||||||
 | 
					enum op { MAX = 0, SUM };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					    int rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int size;
 | 
				
			||||||
 | 
					#if defined(_MPI)
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Comm comm;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype bufferTypes[NDIRS];
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Aint sdispls[NDIRS];
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Aint rdispls[NDIRS];
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    int neighbours[NDIRS];
 | 
				
			||||||
 | 
					    int coords[NDIMS], dims[NDIMS];
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal, jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					} Comm;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					extern int sizeOfRank(int rank, int size, int N);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commInit(Comm* c, int argc, char** argv);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commTestInit(Comm* c, double* p, double* f, double* g);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commTestWrite(Comm* c, double* p, double* f, double* g);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commFinalize(Comm* c);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commPartition(Comm* c, int jmax, int imax);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commPrintConfig(Comm*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commExchange(Comm*, double*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commShift(Comm* c, double* f, double* g);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commReduction(double* v, int op);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern int commIsBoundary(Comm* c, int direction);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commUpdateDatatypes(Comm*, Comm*, int, int);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commFreeCommunicator(Comm*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void commCollectResult(Comm* c,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* ug,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* vg,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* pg,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* p,
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax,
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static inline int commIsMaster(Comm* c) { return c->rank == 0; }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif // __COMM_H_
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										718
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/discretization.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										718
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/discretization.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,718 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "discretization.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double distance(double i, double j, double iCenter, double jCenter)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    return sqrt(pow(iCenter - i, 2) + pow(jCenter - j, 2) * 1.0);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					double sumOffset(double* sizes, int init, int offset, int coord)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double sum = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = init - offset; coord > 0; i -= offset, --coord) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        sum += sizes[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return sum;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void print(Discretization* d, double* grid)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < d->comm.size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (i == d->comm.rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            sleep(1 * d->comm.rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("### RANK %d LVL "
 | 
				
			||||||
 | 
					                   "###################################################### #\n ",
 | 
				
			||||||
 | 
					                d->comm.rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 0; j < d->comm.jmaxLocal + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("%02d: ", j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (int i = 0; i < d->comm.imaxLocal + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    printf("%2.2f  ", grid[j * (imaxLocal + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void printConfig(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsMaster(&d->comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Parameters for #%s#\n", d->problem);
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("BC 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("\tCell size (dx, dy): %f, %f\n", d->grid.dx, d->grid.dy);
 | 
				
			||||||
 | 
					        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 s parameters:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("\tgamma factor: %f\n", d->gamma);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    commPrintConfig(&d->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initDiscretiztion(Discretization* d, Parameter* params)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->problem      = params->name;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->bcLeft       = params->bcLeft;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->bcRight      = params->bcRight;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->bcBottom     = params->bcBottom;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->bcTop        = params->bcTop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.imax    = params->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.jmax    = params->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.xlength = params->xlength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.ylength = params->ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.dx      = params->xlength / params->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.dy      = params->ylength / params->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->re           = params->re;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->gx           = params->gx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->gy           = params->gy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->dt           = params->dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->te           = params->te;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->tau          = params->tau;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->gamma        = params->gamma;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* allocate arrays */
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    size_t size   = (imaxLocal + 2) * (jmaxLocal + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->u      = allocate(64, size * sizeof(double));
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->v      = allocate(64, size * sizeof(double));
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->p      = allocate(64, size * sizeof(double));
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->rhs    = allocate(64, size * sizeof(double));
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->f      = allocate(64, size * sizeof(double));
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->g      = allocate(64, size * sizeof(double));
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->grid.s = allocate(64, size * sizeof(double));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->u[i]      = params->u_init;
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->v[i]      = params->v_init;
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->p[i]      = params->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;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->xLocal = d->comm.imaxLocal * d->grid.dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->yLocal = d->comm.jmaxLocal * d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xLocal[d->comm.size];
 | 
				
			||||||
 | 
					    double yLocal[d->comm.size];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Allgather(&d->xLocal, 1, MPI_DOUBLE, xLocal, 1, MPI_DOUBLE, d->comm.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Allgather(&d->yLocal, 1, MPI_DOUBLE, yLocal, 1, MPI_DOUBLE, d->comm.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->xOffset    = sumOffset(xLocal,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->comm.rank,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->comm.dims[JDIM],
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->comm.coords[IDIM]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->yOffset    = sumOffset(yLocal, d->comm.rank, 1, d->comm.coords[JDIM]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->xOffsetEnd = d->xOffset + d->xLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    d->yOffsetEnd = d->yOffset + d->yLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Rank : %d, xOffset : %.2f, yOffset : %.2f, xOffsetEnd : %.2f, yOffsetEnd : "
 | 
				
			||||||
 | 
					           "%.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->comm.rank,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->xOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->yOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->xOffsetEnd,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->yOffsetEnd);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* s   = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int iOffset = 0, jOffset = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xCenter = 0, yCenter = 0, radius = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double x1 = 0, x2 = 0, y1 = 0, y2 = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    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;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        iOffset = d->xOffset / dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					        jOffset = d->yOffset / dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                if ((x1 <= ((i + iOffset) * dx)) && (((i + iOffset) * dx) <= x2) &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                    (y1 <= ((j + jOffset) * dy)) && (((j + jOffset) * dy) <= y2)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = OBSTACLE;
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    case CIRCLE:
 | 
				
			||||||
 | 
					        xCenter = params->xCenter;
 | 
				
			||||||
 | 
					        yCenter = params->yCenter;
 | 
				
			||||||
 | 
					        radius  = params->circleRadius;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        iOffset = d->xOffset / dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					        jOffset = d->yOffset / dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (distance(((i + iOffset) * dx),
 | 
				
			||||||
 | 
					                        ((j + jOffset) * dy),
 | 
				
			||||||
 | 
					                        xCenter,
 | 
				
			||||||
 | 
					                        yCenter) <= radius) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    S(i, j) = OBSTACLE;
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    default:
 | 
				
			||||||
 | 
					        break;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    commExchange(&d->comm, s);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (S(i, j - 1) == FLUID && S(i, j + 1) == OBSTACLE && S(i, j) == OBSTACLE)
 | 
				
			||||||
 | 
					                S(i, j) = BOTTOM; // BOTTOM
 | 
				
			||||||
 | 
					            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; // TOP
 | 
				
			||||||
 | 
					            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; // BOTTOMLEFT
 | 
				
			||||||
 | 
					            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; // BOTTOMRIGHT
 | 
				
			||||||
 | 
					            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; // TOPLEFT
 | 
				
			||||||
 | 
					            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; // TOPRIGHT
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    printConfig(d);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void computeRHS(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    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;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    commShift(&d->comm, f, g);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            RHS(i, j) = ((F(i, j) - F(i - 1, j)) * idx + (G(i, j) - G(i, j - 1)) * idy) *
 | 
				
			||||||
 | 
					                        idt;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double maxElement(Discretization* d, double* m)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int size      = (imaxLocal + 2) * (jmaxLocal + 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double maxval = DBL_MIN;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        maxval = MAX(maxval, fabs(m[i]));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    commReduction(&maxval, MAX);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return maxval;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					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 imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u     = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v     = d->v;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(&d->comm, T)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        switch (d->bcTop) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        case NOSLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, jmaxLocal)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, jmaxLocal + 1) = -U(i, jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case SLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, jmaxLocal)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, jmaxLocal + 1) = U(i, jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case OUTFLOW:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, jmaxLocal + 1) = U(i, jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, jmaxLocal)     = V(i, jmaxLocal - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case PERIODIC:
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(&d->comm, B)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        switch (d->bcBottom) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        case NOSLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, 0) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, 0) = -U(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case SLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, 0) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, 0) = U(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case OUTFLOW:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, 0) = U(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(i, 0) = V(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case PERIODIC:
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(&d->comm, R)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        switch (d->bcRight) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        case NOSLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(imaxLocal, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(imaxLocal + 1, j) = -V(imaxLocal, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case SLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(imaxLocal, j)     = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(imaxLocal + 1, j) = V(imaxLocal, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case OUTFLOW:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(imaxLocal, j)     = U(imaxLocal - 1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(imaxLocal + 1, j) = V(imaxLocal, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case PERIODIC:
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(&d->comm, L)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        switch (d->bcLeft) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        case NOSLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(0, j) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(0, j) = -V(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case SLIP:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(0, j) = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(0, j) = V(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case OUTFLOW:
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(0, j) = U(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                V(0, j) = V(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        case PERIODIC:
 | 
				
			||||||
 | 
					            break;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void setSpecialBoundaryCondition(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u     = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* s     = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (strcmp(d->problem, "dcavity") == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (commIsBoundary(&d->comm, T)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                U(i, jmaxLocal + 1) = 2.0 - U(i, jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (strcmp(d->problem, "canal") == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (commIsBoundary(&d->comm, L)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            double ylength = d->grid.ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double dy      = d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					            int rest       = d->grid.jmax % d->comm.dims[JDIM];
 | 
				
			||||||
 | 
					            int yc         = d->comm.rank * (d->grid.jmax / d->comm.dims[JDIM]) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                     MIN(rest, d->comm.rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					            double ys = dy * (yc + 0.5);
 | 
				
			||||||
 | 
					            double y;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            // printf("RANK %d yc: %d ys: %f\n",d->comm.rank, yc, ys);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                y       = ys + dy * (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 < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (S(0, j) == FLUID) U(0, j) = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    } else if (strcmp(d->problem, "karman") == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            U(0, j) = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* print(solver, solver->u); */
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void setObjectBoundaryCondition(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* u     = d->u;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* v     = d->v;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* s     = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            switch ((int)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;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* s = d->grid.s;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    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;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    commExchange(&d->comm, u);
 | 
				
			||||||
 | 
					    commExchange(&d->comm, v);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 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 ((int)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 --------------------------- */
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(&d->comm, L)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            F(0, j) = U(0, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(&d->comm, R)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            F(imaxLocal, j) = U(imaxLocal, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* ----------------------------- boundary of G --------------------------- */
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(&d->comm, B)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            G(i, 0) = V(i, 0);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(&d->comm, T)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            G(i, jmaxLocal) = V(i, jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void adaptUV(Discretization* d)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    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 < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 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, double* u, double* v, double* p)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax  = d->grid.imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax  = d->grid.jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx = d->grid.dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dy = d->grid.dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    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; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        y = (double)(j - 0.5) * dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i <= imax; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            x = (double)(i - 0.5) * dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					            fprintf(fp, "%.2f %.2f %f\n", x, y, p[j * (imax + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        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; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        y = dy * (j - 0.5);
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i <= imax; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            x           = dx * (i - 0.5);
 | 
				
			||||||
 | 
					            double velU = (u[j * (imax + 2) + i] + u[j * (imax + 2) + (i - 1)]) / 2.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double velV = (v[j * (imax + 2) + i] + v[(j - 1) * (imax + 2) + i]) / 2.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double len  = sqrt((velU * velU) + (velV * velV));
 | 
				
			||||||
 | 
					            fprintf(fp, "%.2f %.2f %f %f %f\n", x, y, velU, velV, len);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    fclose(fp);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										66
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/discretization.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										66
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/discretization.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,66 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "grid.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include<unistd.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					enum BC { NOSLIP = 1, SLIP, OUTFLOW, PERIODIC };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					enum OBJECTBOUNDARY {
 | 
				
			||||||
 | 
					    FLUID = 0,
 | 
				
			||||||
 | 
					    TOP,
 | 
				
			||||||
 | 
					    BOTTOM,
 | 
				
			||||||
 | 
					    LEFT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    RIGHT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    TOPLEFT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    BOTTOMLEFT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    TOPRIGHT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    BOTTOMRIGHT,
 | 
				
			||||||
 | 
					    OBSTACLE
 | 
				
			||||||
 | 
					};
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					enum SHAPE { NOSHAPE = 0, RECT, CIRCLE };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* geometry and grid information */
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* arrays */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double *p, *rhs;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double *f, *g;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double *u, *v;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* parameters */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double re, tau, gamma;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double gx, gy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* time stepping */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dt, te;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dtBound;
 | 
				
			||||||
 | 
					    char* problem;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xLocal, yLocal, xOffset, yOffset, xOffsetEnd, yOffsetEnd;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int bcLeft, bcRight, bcBottom, bcTop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* communication */
 | 
				
			||||||
 | 
					    Comm comm;
 | 
				
			||||||
 | 
					} Discretization;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void initDiscretiztion(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* s, double* u, double* v, double* p);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern double sumOffset(double* , int , int , int );
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void print(Discretization* , double* );
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										17
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/grid.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										17
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/grid.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,17 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 __GRID_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __GRID_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx, dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax, jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xlength, ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* s;
 | 
				
			||||||
 | 
					} Grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif // __GRID_H_
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										54
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/likwid-marker.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										54
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/likwid-marker.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,54 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * =======================================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					 *
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      Author:   Jan Eitzinger (je), jan.eitzinger@fau.de
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      Copyright (c) 2020 RRZE, University Erlangen-Nuremberg
 | 
				
			||||||
 | 
					 *
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      in the Software without restriction, including without limitation the rights
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      furnished to do so, subject to the following conditions:
 | 
				
			||||||
 | 
					 *
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      copies or substantial portions of the Software.
 | 
				
			||||||
 | 
					 *
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
 | 
				
			||||||
 | 
					 *      SOFTWARE.
 | 
				
			||||||
 | 
					 *
 | 
				
			||||||
 | 
					 * =======================================================================================
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef LIKWID_MARKERS_H
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKERS_H
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef LIKWID_PERFMON
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <likwid.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_INIT                likwid_markerInit()
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_THREADINIT          likwid_markerThreadInit()
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_SWITCH              likwid_markerNextGroup()
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_REGISTER(regionTag) likwid_markerRegisterRegion(regionTag)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_START(regionTag)    likwid_markerStartRegion(regionTag)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_STOP(regionTag)     likwid_markerStopRegion(regionTag)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_CLOSE               likwid_markerClose()
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_RESET(regionTag)    likwid_markerResetRegion(regionTag)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_GET(regionTag, nevents, events, time, count)                       \
 | 
				
			||||||
 | 
					    likwid_markerGetRegion(regionTag, nevents, events, time, count)
 | 
				
			||||||
 | 
					#else /* LIKWID_PERFMON */
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_INIT
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_THREADINIT
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_SWITCH
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_REGISTER(regionTag)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_START(regionTag)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_STOP(regionTag)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_CLOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_GET(regionTag, nevents, events, time, count)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define LIKWID_MARKER_RESET(regionTag)
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif /* LIKWID_PERFMON */
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif /*LIKWID_MARKERS_H*/
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										120
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/main.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										120
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/main.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,120 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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.
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdio.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <unistd.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "allocate.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "discretization.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "grid.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "particletracing.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "progress.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "timing.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void writeResults(Discretization* s)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    size_t bytesize = (s->grid.imax + 2) * (s->grid.jmax + 2) * sizeof(double);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* ug = allocate(64, bytesize);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* vg = allocate(64, bytesize);
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* pg = allocate(64, bytesize);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    commCollectResult(&s->comm, ug, vg, pg, s->u, s->v, s->p, s->grid.imax, s->grid.jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsMaster(&s->comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        writeResult(s, ug, vg, pg);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    free(ug);
 | 
				
			||||||
 | 
					    free(vg);
 | 
				
			||||||
 | 
					    free(pg);
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    writeResult(s, s->u, s->v, s->p);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					int main(int argc, char** argv)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double timeStart, timeStop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Parameter p;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Discretization d;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Solver s;
 | 
				
			||||||
 | 
					    ParticleTracer particletracer;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    commInit(&d.comm, argc, argv);
 | 
				
			||||||
 | 
					    initParameter(&p);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (argc != 2) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Usage: %s <configFile>\n", argv[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exit(EXIT_SUCCESS);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    readParameter(&p, argv[1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    commPartition(&d.comm, p.jmax, p.imax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsMaster(&d.comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printParameter(&p);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    initDiscretiztion(&d, &p);
 | 
				
			||||||
 | 
					    initSolver(&s, &d, &p);
 | 
				
			||||||
 | 
					    initParticleTracer(&particletracer, &d, &p);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef TEST
 | 
				
			||||||
 | 
					    commPrintConfig(&d.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    commTestInit(&d.comm, d.p, d.f, d.g);
 | 
				
			||||||
 | 
					    commExchange(&d.comm, d.p);
 | 
				
			||||||
 | 
					    commShift(&d.comm, d.f, d.g);
 | 
				
			||||||
 | 
					    commTestWrite(&d.comm, d.p, d.f, d.g);
 | 
				
			||||||
 | 
					    writeResults(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					    commFinalize(&d.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    exit(EXIT_SUCCESS);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    initProgress(d.te);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double tau = d.tau;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double te  = d.te;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double t   = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    timeStart = getTimeStamp();
 | 
				
			||||||
 | 
					    while (t <= te) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (tau > 0.0) computeTimestep(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        setBoundaryConditions(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        setSpecialBoundaryCondition(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        setObjectBoundaryCondition(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        computeFG(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        computeRHS(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        solve(&s, d.p, d.rhs);
 | 
				
			||||||
 | 
					        adaptUV(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					        trace(&particletracer, &d, t);
 | 
				
			||||||
 | 
					        t += d.dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (commIsMaster(s.comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("TIME %f , TIMESTEP %f\n", t, d.dt);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					        printProgress(t);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    timeStop = getTimeStamp();
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    stopProgress();
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsMaster(s.comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Solution took %.2fs\n", timeStop - timeStart);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    freeParticles(&particletracer);
 | 
				
			||||||
 | 
					    writeResults(&d);
 | 
				
			||||||
 | 
					    commFinalize(s.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return EXIT_SUCCESS;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										143
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/parameter.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										143
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/parameter.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,143 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 <string.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#define MAXLINE 4096
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initParameter(Parameter* param)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->xlength    = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->ylength    = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->imax       = 100;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->jmax       = 100;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->itermax    = 1000;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->eps        = 0.0001;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->omg        = 1.8;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->levels     = 5;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->presmooth  = 5;
 | 
				
			||||||
 | 
					    param->postsmooth = 5;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void readParameter(Parameter* param, const char* filename)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    FILE* fp = fopen(filename, "r");
 | 
				
			||||||
 | 
					    char line[MAXLINE];
 | 
				
			||||||
 | 
					    int i;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (!fp) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        fprintf(stderr, "Could not open parameter file: %s\n", filename);
 | 
				
			||||||
 | 
					        exit(EXIT_FAILURE);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    while (!feof(fp)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        line[0] = '\0';
 | 
				
			||||||
 | 
					        fgets(line, MAXLINE, fp);
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (i = 0; line[i] != '\0' && line[i] != '#'; i++)
 | 
				
			||||||
 | 
					            ;
 | 
				
			||||||
 | 
					        line[i] = '\0';
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        char* tok = strtok(line, " ");
 | 
				
			||||||
 | 
					        char* val = strtok(NULL, " ");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define PARSE_PARAM(p, f)                                                                \
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (strncmp(tok, #p, sizeof(#p) / sizeof(#p[0]) - 1) == 0) {                         \
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->p = f(val);                                                               \
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#define PARSE_STRING(p) PARSE_PARAM(p, strdup)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define PARSE_INT(p)    PARSE_PARAM(p, atoi)
 | 
				
			||||||
 | 
					#define PARSE_REAL(p)   PARSE_PARAM(p, atof)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (tok != NULL && val != NULL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(xlength);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(ylength);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(imax);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(itermax);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(eps);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(omg);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(re);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(tau);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(gamma);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(dt);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(te);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(gx);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(gy);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_STRING(name);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(bcLeft);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(bcRight);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(bcBottom);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(bcTop);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(levels);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(presmooth);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(postsmooth);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(u_init);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(v_init);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(p_init);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            /* Added new particle tracing parameters */
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(numberOfParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(startTime);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(injectTimePeriod);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(writeTimePeriod);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(x1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(y1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(x2);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(y2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            /* Added obstacle geometry parameters */
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_INT(shape);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(xCenter);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(yCenter);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(xRectLength);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(yRectLength);
 | 
				
			||||||
 | 
					            PARSE_REAL(circleRadius);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    fclose(fp);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void printParameter(Parameter* param)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Parameters for %s\n", param->name);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Boundary conditions Left:%d Right:%d Bottom:%d Top:%d\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->bcLeft,
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->bcRight,
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->bcBottom,
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->bcTop);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tReynolds number: %.2f\n", param->re);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tInit arrays: U:%.2f V:%.2f P:%.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->u_init,
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->v_init,
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->p_init);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Geometry data:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tDomain box size (x, y): %.2f, %.2f\n", param->xlength, param->ylength);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tCells (x, y): %d, %d\n", param->imax, param->jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Timestep parameters:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tDefault stepsize: %.2f, Final time %.2f\n", param->dt, param->te);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tTau factor: %.2f\n", param->tau);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Iterative solver parameters:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tMax iterations: %d\n", param->itermax);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tepsilon (stopping tolerance) : %f\n", param->eps);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tgamma (stopping tolerance) : %f\n", param->gamma);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tomega (SOR relaxation): %f\n", param->omg);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Particle tracer parameters:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tNumber of particles: %d\n", param->numberOfParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tstartTime : %f\n", param->startTime);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tinjecTimePeriod : %f\n", param->injectTimePeriod);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\twriteTimePeriod: %f\n", param->writeTimePeriod);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tx1 : %f, x2 : %f, y1 : %f, y2 : %f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->x1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->x2,
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->y1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        param->y2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tShape : %d\n", param->shape);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										38
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/parameter.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										38
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/parameter.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,38 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 __PARAMETER_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __PARAMETER_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xlength, ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax, jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int itermax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double eps, omg;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double re, tau, gamma;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double te, dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double gx, gy;
 | 
				
			||||||
 | 
					    char* name;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int bcLeft, bcRight, bcBottom, bcTop;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double u_init, v_init, p_init;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					    int levels, presmooth, postsmooth;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int numberOfParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double startTime, injectTimePeriod, writeTimePeriod;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double x1, y1, x2, y2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int shape;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xCenter, yCenter, xRectLength, yRectLength, circleRadius;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					} Parameter;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initParameter(Parameter*);
 | 
				
			||||||
 | 
					void readParameter(Parameter*, const char*);
 | 
				
			||||||
 | 
					void printParameter(Parameter*);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										612
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/particletracing.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										612
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/particletracing.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,612 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Copyright (C) 2022 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 "particletracing.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define U(i, j) u[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define V(i, j) v[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define S(i, j) s[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static int ts = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define IDIM 0
 | 
				
			||||||
 | 
					#define JDIM 1
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define XOFFSET    0
 | 
				
			||||||
 | 
					#define YOFFSET    1
 | 
				
			||||||
 | 
					#define XOFFSETEND 2
 | 
				
			||||||
 | 
					#define YOFFSETEND 3
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double sum(int* sizes, int size)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double sum = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < size; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        sum += sizes[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    return sum;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void printUV(ParticleTracer* particletracer, double* u, double* v)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = particletracer->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (i == particletracer->rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf(
 | 
				
			||||||
 | 
					                "\n### RANK %d #######################################################\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					                particletracer->rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\nGrid U : \n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 0; j < particletracer->jmaxLocal + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("%02d: ", j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (int i = 0; i < particletracer->imaxLocal + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    printf("%4.2f  ", u[j * (imaxLocal + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("\nGrid V : \n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 0; j < particletracer->jmaxLocal + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("%02d: ", j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (int i = 0; i < particletracer->imaxLocal + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    printf("%4.2f  ", v[j * (imaxLocal + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initParticleTracer(
 | 
				
			||||||
 | 
					    ParticleTracer* particletracer, Discretization* d, Parameter* params)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int dims[NDIMS]    = { 0, 0 };
 | 
				
			||||||
 | 
					    int periods[NDIMS] = { 0, 0 };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* initializing local properties from params */
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->rank = d->comm.rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->size = d->comm.size;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->numberOfParticles = params->numberOfParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->startTime         = params->startTime;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->injectTimePeriod  = params->injectTimePeriod;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->writeTimePeriod   = params->writeTimePeriod;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->dt = params->dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->dx = params->xlength / params->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->dy = params->ylength / params->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->xlength = params->xlength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->ylength = params->ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->x1 = params->x1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->y1 = params->y1;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->x2 = params->x2;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->y2 = params->y2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->lastInjectTime = params->startTime;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->lastUpdateTime = params->startTime;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->lastWriteTime  = params->startTime;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->pointer        = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->totalParticles = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->imax = params->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->jmax = params->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->imaxLocal        = d->comm.imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->jmaxLocal        = d->comm.jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->removedParticles = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Estimating the number of particles over the number of timesteps that could be
 | 
				
			||||||
 | 
					    // required.
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->estimatedNumParticles = (particletracer->imaxLocal *
 | 
				
			||||||
 | 
					                                             particletracer->jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Allocating memory for the estimated particles over the timesteps.
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->particlePool = malloc(
 | 
				
			||||||
 | 
					        sizeof(Particle) * particletracer->estimatedNumParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Initializing the number of particles to 0 and turning OFF all of the particles.
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Contain information in x and y length metric, not i and j discretization metrics.
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->estimatedNumParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->particlePool[i].x    = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->particlePool[i].y    = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->particlePool[i].flag = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Creating a linearly spaced particle line.
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->linSpaceLine = malloc(
 | 
				
			||||||
 | 
					        sizeof(Particle) * particletracer->numberOfParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Creating an array for each rank that will hold information about
 | 
				
			||||||
 | 
					    // offsets from other ranks. Holds each ranks x and y length metrics.
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->offset = (double*)malloc(sizeof(double) * 4 * particletracer->size);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Calculating each ranks local x and y length metrics.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double offset[4][particletracer->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Calculating each ranks x and y local lengths.
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->xLocal = d->xLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->yLocal = d->yLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xLocal[particletracer->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					    double yLocal[particletracer->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Calculate own x and y length metric offset based on other ranks offset data.
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->xOffset    = d->xOffset;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->yOffset    = d->yOffset;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->xOffsetEnd = d->xOffsetEnd;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->yOffsetEnd = d->yOffsetEnd;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Rank : %d, xOffset : %.2f, yOffset : %.2f, xOffsetEnd : %.2f, yOffsetEnd : "
 | 
				
			||||||
 | 
					           "%.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->rank,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->xOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->yOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->xOffsetEnd,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->yOffsetEnd);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Gather each ranks x and y length metric that marks each ranks own territory.
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Once the boundary leaves local domain, then it needs to know which ranks to send.
 | 
				
			||||||
 | 
					    // And to know whos boundary it is, we need to know the rank.
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Allgather(&particletracer->xOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        offset[0],
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->comm.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Allgather(&particletracer->yOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        offset[1],
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->comm.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Allgather(&particletracer->xOffsetEnd,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        offset[2],
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->comm.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Allgather(&particletracer->yOffsetEnd,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        offset[3],
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_DOUBLE,
 | 
				
			||||||
 | 
					        d->comm.comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    memcpy(particletracer->offset, offset, sizeof(offset));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->numberOfParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        double spacing = (double)i / (double)(particletracer->numberOfParticles - 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->linSpaceLine[i].x = spacing * particletracer->x1 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                                            (1.0 - spacing) * particletracer->x2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->linSpaceLine[i].y = spacing * particletracer->y1 +
 | 
				
			||||||
 | 
					                                            (1.0 - spacing) * particletracer->y2;
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->linSpaceLine[i].flag = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    // Create the mpi_particle datatype
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype mpi_particle;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int lengths[3] = { 1, 1, 1 };
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Aint displacements[3];
 | 
				
			||||||
 | 
					    Particle dummy_particle;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Aint base_address;
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Get_address(&dummy_particle, &base_address);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Get_address(&dummy_particle.x, &displacements[0]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Get_address(&dummy_particle.y, &displacements[1]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Get_address(&dummy_particle.flag, &displacements[2]);
 | 
				
			||||||
 | 
					    displacements[0] = MPI_Aint_diff(displacements[0], base_address);
 | 
				
			||||||
 | 
					    displacements[1] = MPI_Aint_diff(displacements[1], base_address);
 | 
				
			||||||
 | 
					    displacements[2] = MPI_Aint_diff(displacements[2], base_address);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype types[3] = { MPI_DOUBLE, MPI_DOUBLE, MPI_C_BOOL };
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_create_struct(3,
 | 
				
			||||||
 | 
					        lengths,
 | 
				
			||||||
 | 
					        displacements,
 | 
				
			||||||
 | 
					        types,
 | 
				
			||||||
 | 
					        &particletracer->mpi_particle);
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Type_commit(&particletracer->mpi_particle);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void printParticles(ParticleTracer* particletracer)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->totalParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Rank : %d Particle position X : %.2f, Y : %.2f, flag : %d, total pt : "
 | 
				
			||||||
 | 
					               "%d, pointer : %d, xOffset : %.2f, yOffset : %.2f, xOffsetEnd : %.2f, "
 | 
				
			||||||
 | 
					               "yOffsetEnd : %.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->rank,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->particlePool[i].x,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->particlePool[i].y,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->particlePool[i].flag,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->totalParticles,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->pointer,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->xOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->yOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->xOffsetEnd,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->yOffsetEnd);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					void injectParticles(ParticleTracer* particletracer)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double x, y;
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->numberOfParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        x = particletracer->linSpaceLine[i].x;
 | 
				
			||||||
 | 
					        y = particletracer->linSpaceLine[i].y;
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (x >= particletracer->xOffset && y >= particletracer->yOffset &&
 | 
				
			||||||
 | 
					            x <= particletracer->xOffsetEnd && y <= particletracer->yOffsetEnd) {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->particlePool[particletracer->pointer].x    = x;
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->particlePool[particletracer->pointer].y    = y;
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->particlePool[particletracer->pointer].flag = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					            ++(particletracer->pointer);
 | 
				
			||||||
 | 
					            ++(particletracer->totalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void advanceParticles(ParticleTracer* particletracer,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* restrict u,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* restrict v,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* restrict s,
 | 
				
			||||||
 | 
					    Comm* comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					    double time)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax      = particletracer->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax      = particletracer->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = particletracer->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = particletracer->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx = particletracer->dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dy = particletracer->dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xlength = particletracer->xlength;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double ylength = particletracer->ylength;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Particle buff[particletracer->size][100];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->size; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 0; j < 100; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            buff[i][j].x    = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            buff[i][j].y    = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					            buff[i][j].flag = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    int particleBufIndex[particletracer->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    memset(particleBufIndex, 0, sizeof(particleBufIndex));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->totalParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (particletracer->particlePool[i].flag == true) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            double xTemp = particletracer->particlePool[i].x;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double yTemp = particletracer->particlePool[i].y;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            double x = xTemp - particletracer->xOffset;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double y = yTemp - particletracer->yOffset;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            int iCoord = (int)(x / dx) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					            int jCoord = (int)((y + 0.5 * dy) / dy) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            double x1 = (double)(iCoord - 1) * dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double y1 = ((double)(jCoord - 1) - 0.5) * dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double x2 = (double)iCoord * dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double y2 = ((double)jCoord - 0.5) * dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            double u_n = (1.0 / (dx * dy)) *
 | 
				
			||||||
 | 
					                         ((x2 - x) * (y2 - y) * U(iCoord - 1, jCoord - 1) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                             (x - x1) * (y2 - y) * U(iCoord, jCoord - 1) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                             (x2 - x) * (y - y1) * U(iCoord - 1, jCoord) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                             (x - x1) * (y - y1) * U(iCoord, jCoord));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            double new_x = (x + particletracer->xOffset) + particletracer->dt * u_n;
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->particlePool[i].x = new_x;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            iCoord = (int)((x + 0.5 * dx) / dx) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					            jCoord = (int)(y / dy) + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            x1 = ((double)(iCoord - 1) - 0.5) * dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					            y1 = (double)(jCoord - 1) * dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					            x2 = ((double)iCoord - 0.5) * dx;
 | 
				
			||||||
 | 
					            y2 = (double)jCoord * dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            double v_n = (1.0 / (dx * dy)) *
 | 
				
			||||||
 | 
					                         ((x2 - x) * (y2 - y) * V(iCoord - 1, jCoord - 1) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                             (x - x1) * (y2 - y) * V(iCoord, jCoord - 1) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                             (x2 - x) * (y - y1) * V(iCoord - 1, jCoord) +
 | 
				
			||||||
 | 
					                             (x - x1) * (y - y1) * V(iCoord, jCoord));
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            double new_y = (y + particletracer->yOffset) + particletracer->dt * v_n;
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->particlePool[i].y = new_y;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (((new_x < particletracer->xOffset) ||
 | 
				
			||||||
 | 
					                    (new_x >= particletracer->xOffsetEnd) ||
 | 
				
			||||||
 | 
					                    (new_y < particletracer->yOffset) ||
 | 
				
			||||||
 | 
					                    (new_y >= particletracer->yOffsetEnd))) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                // New logic to transfer particles to neighbouring ranks or discard the
 | 
				
			||||||
 | 
					                // particle.
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (int i = 0; i < particletracer->size; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    if ((new_x >=
 | 
				
			||||||
 | 
					                            particletracer->offset[i + particletracer->size * XOFFSET]) &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                        (new_x <= particletracer
 | 
				
			||||||
 | 
					                                      ->offset[i + particletracer->size * XOFFSETEND]) &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                        (new_y >=
 | 
				
			||||||
 | 
					                            particletracer->offset[i + particletracer->size * YOFFSET]) &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                        (new_y <= particletracer
 | 
				
			||||||
 | 
					                                      ->offset[i + particletracer->size * YOFFSETEND]) &&
 | 
				
			||||||
 | 
					                        i != particletracer->rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                        buff[i][particleBufIndex[i]].x    = new_x;
 | 
				
			||||||
 | 
					                        buff[i][particleBufIndex[i]].y    = new_y;
 | 
				
			||||||
 | 
					                        buff[i][particleBufIndex[i]].flag = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					                        ++particleBufIndex[i];
 | 
				
			||||||
 | 
					                    }
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					                particletracer->particlePool[i].flag = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					                particletracer->removedParticles++;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            int i_new = new_x / dx, j_new = new_y / dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					            int iOffset = particletracer->xOffset / dx,
 | 
				
			||||||
 | 
					                jOffset = particletracer->yOffset / dy;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (S(i_new - iOffset, j_new - jOffset) != FLUID) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                particletracer->particlePool[i].flag = false;
 | 
				
			||||||
 | 
					                particletracer->removedParticles++;
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->size; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (i != particletracer->rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Send(buff[i], 100, particletracer->mpi_particle, i, 0, comm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->size; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (i != particletracer->rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Recv(buff[i],
 | 
				
			||||||
 | 
					                100,
 | 
				
			||||||
 | 
					                particletracer->mpi_particle,
 | 
				
			||||||
 | 
					                i,
 | 
				
			||||||
 | 
					                0,
 | 
				
			||||||
 | 
					                comm->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					                MPI_STATUS_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->size; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (i != particletracer->rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 0; j < 100; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                if (buff[i][j].flag == true) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    particletracer->particlePool[particletracer->pointer].x = buff[i][j]
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                                                  .x;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    particletracer->particlePool[particletracer->pointer].y = buff[i][j]
 | 
				
			||||||
 | 
					                                                                                  .y;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    particletracer->particlePool[particletracer->pointer].flag = true;
 | 
				
			||||||
 | 
					                    ++(particletracer->pointer);
 | 
				
			||||||
 | 
					                    ++(particletracer->totalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void freeParticles(ParticleTracer* particletracer)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    free(particletracer->particlePool);
 | 
				
			||||||
 | 
					    free(particletracer->linSpaceLine);
 | 
				
			||||||
 | 
					    free(particletracer->offset);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void writeParticles(ParticleTracer* particletracer, Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int collectedBuffIndex[particletracer->size];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Gather(&particletracer->totalParticles,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_INT,
 | 
				
			||||||
 | 
					        collectedBuffIndex,
 | 
				
			||||||
 | 
					        1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_INT,
 | 
				
			||||||
 | 
					        0,
 | 
				
			||||||
 | 
					        comm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (particletracer->rank != 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        Particle buff[particletracer->totalParticles];
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < particletracer->totalParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            buff[i].x    = particletracer->particlePool[i].x;
 | 
				
			||||||
 | 
					            buff[i].y    = particletracer->particlePool[i].y;
 | 
				
			||||||
 | 
					            buff[i].flag = particletracer->particlePool[i].flag;
 | 
				
			||||||
 | 
					            // printf("Rank : %d sending to rank 0 X : %.2f, Y : %.2f with totalpt :
 | 
				
			||||||
 | 
					            // %d\n", particletracer->rank, buff[i].x, buff[i].y,
 | 
				
			||||||
 | 
					            // particletracer->totalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        MPI_Send(buff,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->totalParticles,
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->mpi_particle,
 | 
				
			||||||
 | 
					            0,
 | 
				
			||||||
 | 
					            1,
 | 
				
			||||||
 | 
					            comm->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (particletracer->rank == 0) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        char filename[50];
 | 
				
			||||||
 | 
					        FILE* fp;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        snprintf(filename, 50, "vis_files/particles_%d.dat", ts);
 | 
				
			||||||
 | 
					        fp = fopen(filename, "w");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (fp == NULL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("Error!\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            exit(EXIT_FAILURE);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "# vtk DataFile Version 3.0\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "PAMPI cfd solver particle tracing file\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "ASCII\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "DATASET UNSTRUCTURED_GRID\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "FIELD FieldData 2\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "TIME 1 1 double\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "%d\n", ts);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "CYCLE 1 1 int\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "1\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        int overallTotalParticles = sum(collectedBuffIndex, particletracer->size);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "POINTS %d float\n", overallTotalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // printf("Total particles : %d\n", overallTotalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < particletracer->size; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            Particle recvBuff[collectedBuffIndex[i]];
 | 
				
			||||||
 | 
					            MPI_Recv(&recvBuff,
 | 
				
			||||||
 | 
					                collectedBuffIndex[i],
 | 
				
			||||||
 | 
					                particletracer->mpi_particle,
 | 
				
			||||||
 | 
					                i,
 | 
				
			||||||
 | 
					                1,
 | 
				
			||||||
 | 
					                comm->comm,
 | 
				
			||||||
 | 
					                MPI_STATUS_IGNORE);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 0; j < collectedBuffIndex[i]; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                double x = recvBuff[j].x;
 | 
				
			||||||
 | 
					                double y = recvBuff[j].y;
 | 
				
			||||||
 | 
					                fprintf(fp, "%f %f\n", x, y);
 | 
				
			||||||
 | 
					                // printf("Rank : 0 receiving from rank %d X : %.2f, Y : %.2f with totalpt
 | 
				
			||||||
 | 
					                // : %d\n", i, x, y, particletracer->totalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < particletracer->totalParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            double x = particletracer->particlePool[i].x;
 | 
				
			||||||
 | 
					            double y = particletracer->particlePool[i].y;
 | 
				
			||||||
 | 
					            fprintf(fp, "%f %f\n", x, y);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "CELLS %d %d\n", overallTotalParticles, 2 * overallTotalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // for (int i = 0; i < overallTotalParticles; ++i)
 | 
				
			||||||
 | 
					        // {
 | 
				
			||||||
 | 
					        //     fprintf(fp, "1 %d\n", i);
 | 
				
			||||||
 | 
					        // }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // fprintf(fp, "CELL_TYPES %d\n", overallTotalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        // for (int i = 0; i < overallTotalParticles; ++i)
 | 
				
			||||||
 | 
					        // {
 | 
				
			||||||
 | 
					        //     fprintf(fp, "1\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					        // }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        fclose(fp);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    ++ts;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void printParticleTracerParameters(ParticleTracer* particletracer)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Particle Tracing data:\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Rank : %d\n", particletracer->rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tNumber of particles : %d being injected for every period of %.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->numberOfParticles,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->injectTimePeriod);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tstartTime : %.2f\n", particletracer->startTime);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\t(Line along which the particles are to be injected) \n\tx1 : %.2f, y1 : "
 | 
				
			||||||
 | 
					           "%.2f, x2 : %.2f, y2 : %.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->x1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->y1,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->x2,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->y2);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tPointer : %d, TotalParticles : %d\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->pointer,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->totalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\tdt : %.2f, dx : %.2f, dy : %.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->dt,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->dx,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->dy);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\txOffset : %.2f, yOffset : %.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->xOffset,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->yOffset);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\txOffsetEnd : %.2f, yOffsetEnd : %.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->xOffsetEnd,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->yOffsetEnd);
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\txLocal : %.2f, yLocal : %.2f\n",
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->xLocal,
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->yLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void trace(ParticleTracer* particletracer, Discretization* d, double time)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (time >= particletracer->startTime) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if ((time - particletracer->lastInjectTime) >= particletracer->injectTimePeriod) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            injectParticles(particletracer);
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->lastInjectTime = time;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        if ((time - particletracer->lastWriteTime) >= particletracer->writeTimePeriod) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            writeParticles(particletracer, &d->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					            particletracer->lastWriteTime = time;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        advanceParticles(particletracer, d->u, d->v, d->grid.s, &d->comm, time);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (particletracer->removedParticles > (particletracer->totalParticles * 0.2)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            compress(particletracer);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        particletracer->lastUpdateTime = time;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void compress(ParticleTracer* particletracer)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    Particle* memPool = particletracer->particlePool;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Particle tempPool[particletracer->totalParticles];
 | 
				
			||||||
 | 
					    int totalParticles = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Performing compression ...");
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < particletracer->totalParticles; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (memPool[i].flag == true) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            tempPool[totalParticles].x    = memPool[i].x;
 | 
				
			||||||
 | 
					            tempPool[totalParticles].y    = memPool[i].y;
 | 
				
			||||||
 | 
					            tempPool[totalParticles].flag = memPool[i].flag;
 | 
				
			||||||
 | 
					            ++totalParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf(" remove %d particles\n", particletracer->totalParticles - totalParticles);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->totalParticles   = totalParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->removedParticles = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    particletracer->pointer          = totalParticles + 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    memcpy(particletracer->particlePool, tempPool, totalParticles * sizeof(Particle));
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										64
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/particletracing.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										64
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/particletracing.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,64 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * Copyright (C) 2022 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 __PARTICLETRACING_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __PARTICLETRACING_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "allocate.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "solver.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <mpi.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdbool.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define NDIMS 2
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef enum COORD { X = 0, Y, NCOORD } COORD;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					    double x, y;
 | 
				
			||||||
 | 
					    bool flag;
 | 
				
			||||||
 | 
					} Particle;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					    int numberOfParticles, removedParticles, totalParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double startTime, injectTimePeriod, writeTimePeriod, lastInjectTime, lastUpdateTime,
 | 
				
			||||||
 | 
					        lastWriteTime;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int estimatedNumParticles;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double dx, dy, dt;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Particle* linSpaceLine;
 | 
				
			||||||
 | 
					    Particle* particlePool;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int pointer;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double imax, jmax, xlength, ylength, imaxLocal, jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double x1, y1, x2, y2;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int size, rank;
 | 
				
			||||||
 | 
					    
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    MPI_Datatype mpi_particle;
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double xLocal, yLocal, xOffset, yOffset, xOffsetEnd, yOffsetEnd;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* offset;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					} ParticleTracer;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void initParticleTracer(ParticleTracer*, Discretization*, Parameter*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void injectParticles(ParticleTracer*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void advanceParticles(ParticleTracer*, double*, double*, double*, Comm*, double);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void freeParticles(ParticleTracer*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void writeParticles(ParticleTracer*, Comm*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void printParticleTracerParameters(ParticleTracer*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void printParticles(ParticleTracer*);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void trace(ParticleTracer*, Discretization*, double);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void compress(ParticleTracer*);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										51
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/progress.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										51
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/progress.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,51 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 <math.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <mpi.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdio.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <string.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "progress.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double _end;
 | 
				
			||||||
 | 
					static int _current;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initProgress(double end)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    _end     = end;
 | 
				
			||||||
 | 
					    _current = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("[          ]");
 | 
				
			||||||
 | 
					    fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void printProgress(double current)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int new = (int)rint((current / _end) * 10.0);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (new > _current) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        char progress[11];
 | 
				
			||||||
 | 
					        _current    = new;
 | 
				
			||||||
 | 
					        progress[0] = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < 10; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            if (i < _current) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                sprintf(progress + strlen(progress), "#");
 | 
				
			||||||
 | 
					            } else {
 | 
				
			||||||
 | 
					                sprintf(progress + strlen(progress), " ");
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("\r[%s]", progress);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					    fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void stopProgress()
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					    fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										14
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/progress.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										14
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/progress.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,14 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 __PROGRESS_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __PROGRESS_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void initProgress(double);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void printProgress(double);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern void stopProgress();
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										324
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/solver-mg.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										324
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/solver-mg.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,324 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 E(i, j)   e[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define R(i, j)   r[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define OLD(i, j) old[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void printSolver(Solver* s, double* grid, char* gridname)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (0 == s->comm->rank) printf("Grid name : %s", gridname);
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = s->comm->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = s->comm->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < s->comm->size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (i == s->comm->rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            sleep(1 * s->comm->rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("### RANK %d LVL "
 | 
				
			||||||
 | 
					                   "###################################################### #\n ",
 | 
				
			||||||
 | 
					                s->comm->rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 0; j < jmaxLocal + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("%02d: ", j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (int i = 0; i < imaxLocal + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    printf("%2.2f  ", grid[j * (imaxLocal + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void restrictMG(Solver* s, int level, Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = comm->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = comm->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* r   = s->r[level + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* old = s->r[level];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    commExchange(comm, old);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < (jmaxLocal / 2) + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < (imaxLocal / 2) + 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, Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = comm->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = comm->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* old = s->r[level + 1];
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* e   = s->r[level];
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 2; j < jmaxLocal + 1; j += 2) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 2; i < imaxLocal + 1; i += 2) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            E(i, j) = OLD(i / 2, j / 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void correct(Solver* s, double* p, int level, Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double* e     = s->e[level];
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = comm->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = comm->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; ++j) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; ++i) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(i, j) += E(i, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static void setBoundaryCondition(Solver* s, double* p, int imaxLocal, int jmaxLocal)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(s->comm, B)) { // set bottom bc
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(i, 0) = P(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(s->comm, T)) { // set top bc
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(i, jmaxLocal + 1) = P(i, jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(s->comm, L)) { // set left bc
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(0, j) = P(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsBoundary(s->comm, R)) { // set right bc
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            P(imaxLocal + 1, j) = P(imaxLocal, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#else
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        P(i, 0)             = P(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					        P(i, jmaxLocal + 1) = P(i, jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        P(0, j)             = P(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					        P(imaxLocal + 1, j) = P(imaxLocal, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double smooth(Solver* s, double* p, double* rhs, int level, Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = comm->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = comm->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax = s->grid->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax = s->grid->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;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					        commExchange(comm, p);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = isw; i < imaxLocal + 1; i += 2) {
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                P(i, j) -= factor *
 | 
				
			||||||
 | 
					                           (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));
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            isw = 3 - isw;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        jsw = 3 - jsw;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double calculateResidual(Solver* s, double* p, double* rhs, int level, Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax      = s->grid->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax      = s->grid->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = comm->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = comm->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    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;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					        commExchange(comm, p);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = isw; i < imaxLocal + 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);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					                res += (R(i, j) * R(i, j));
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            isw = 3 - isw;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        jsw = 3 - jsw;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef _MPI
 | 
				
			||||||
 | 
					    commReduction(&res, SUM);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    res = res / (double)(imax * jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef DEBUG
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsMaster(s->comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					    return res;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					static double multiGrid(Solver* s, double* p, double* rhs, int level, Comm* comm)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    double res = 0.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // coarsest level
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (level == COARSEST_LEVEL) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (int i = 0; i < 5; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            smooth(s, p, rhs, level, comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					        return res;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // pre-smoothing
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < s->presmooth; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        smooth(s, p, rhs, level, comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (level == FINEST_LEVEL)
 | 
				
			||||||
 | 
					            setBoundaryCondition(s, p, comm->imaxLocal, comm->jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // calculate residuals
 | 
				
			||||||
 | 
					    res = calculateResidual(s, p, rhs, level, comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // restrict
 | 
				
			||||||
 | 
					    restrictMG(s, level, comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    Comm newcomm;
 | 
				
			||||||
 | 
					    commUpdateDatatypes(s->comm, &newcomm, comm->imaxLocal / 2, comm->jmaxLocal / 2);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // MGSolver on residual and error.
 | 
				
			||||||
 | 
					    multiGrid(s, s->e[level + 1], s->r[level + 1], level + 1, &newcomm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    commFreeCommunicator(&newcomm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // prolongate
 | 
				
			||||||
 | 
					    prolongate(s, level, comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // correct p on finer level using residual
 | 
				
			||||||
 | 
					    correct(s, p, level, comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (level == FINEST_LEVEL)
 | 
				
			||||||
 | 
					        setBoundaryCondition(s, p, comm->imaxLocal, comm->jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    // post-smoothing
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < s->postsmooth; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        smooth(s, p, rhs, level, comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (level == FINEST_LEVEL)
 | 
				
			||||||
 | 
					            setBoundaryCondition(s, p, comm->imaxLocal, comm->jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    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;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->comm       = &d->comm;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->presmooth  = p->presmooth;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->postsmooth = p->postsmooth;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    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->comm);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsMaster(s->comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Residuum: %.6f\n", res);
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										129
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/solver-rb.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										129
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/solver-rb.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,129 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 <math.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdio.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "allocate.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "discretization.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "solver.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "util.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void printSolver(Solver* s, double* grid, char* gridname)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    printf("Grid name : %s", gridname);
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = s->comm->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = s->comm->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    for (int i = 0; i < s->comm->size; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (i == s->comm->rank) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            sleep(1 * s->comm->rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("### RANK %d LVL "
 | 
				
			||||||
 | 
					                   "###################################################### #\n ",
 | 
				
			||||||
 | 
					                s->comm->rank);
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 0; j < jmaxLocal + 2; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("%02d: ", j);
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (int i = 0; i < imaxLocal + 2; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                    printf("%2.2f  ", grid[j * (imaxLocal + 2) + i]);
 | 
				
			||||||
 | 
					                }
 | 
				
			||||||
 | 
					                printf("\n");
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					            fflush(stdout);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initSolver(Solver* s, Discretization* d, Parameter* p)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->grid    = &d->grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->eps     = p->eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->omega   = p->omg;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->itermax = p->itermax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    s->comm    = &d->comm;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void solve(Solver* s, double* p, double* rhs)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imax      = s->grid->imax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmax      = s->grid->jmax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int imaxLocal = s->comm->imaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int jmaxLocal = s->comm->jmaxLocal;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double eps    = s->eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int itermax   = s->itermax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    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 epssq  = eps * eps;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int pass, jsw, isw;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int it     = 0;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double res = 1.0;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					    while ((res >= epssq) && (it < itermax)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        jsw = 1;
 | 
				
			||||||
 | 
					        for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            isw = jsw;
 | 
				
			||||||
 | 
					            commExchange(s->comm, p);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                for (int i = isw; i < imaxLocal + 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;
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (commIsBoundary(s->comm, B)) { // set bottom bc
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                P(i, 0) = P(i, 1);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (commIsBoundary(s->comm, T)) { // set top bc
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int i = 1; i < imaxLocal + 1; i++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                P(i, jmaxLocal + 1) = P(i, jmaxLocal);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (commIsBoundary(s->comm, L)) { // set left bc
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                P(0, j) = P(1, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (commIsBoundary(s->comm, R)) { // set right bc
 | 
				
			||||||
 | 
					            for (int j = 1; j < jmaxLocal + 1; j++) {
 | 
				
			||||||
 | 
					                P(imaxLocal + 1, j) = P(imaxLocal, j);
 | 
				
			||||||
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					        commReduction(&res, SUM);
 | 
				
			||||||
 | 
					        res = res / (double)(imax * jmax);
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef DEBUG
 | 
				
			||||||
 | 
					        if (commIsMaster(s->comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					            printf("%d Residuum: %e\n", it, res);
 | 
				
			||||||
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					        it++;
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifdef VERBOSE
 | 
				
			||||||
 | 
					    if (commIsMaster(s->comm)) {
 | 
				
			||||||
 | 
					        printf("Solver took %d iterations to reach %f\n", it, sqrt(res));
 | 
				
			||||||
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										30
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/solver.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										30
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/solver.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,30 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 __SOLVER_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __SOLVER_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "comm.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "discretization.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "grid.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "mpi.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					#include "parameter.h"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					typedef struct {
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* geometry and grid information */
 | 
				
			||||||
 | 
					    Grid* grid;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* parameters */
 | 
				
			||||||
 | 
					    double eps, omega;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int itermax;
 | 
				
			||||||
 | 
					    int levels, presmooth, postsmooth;
 | 
				
			||||||
 | 
					    double **r, **e;
 | 
				
			||||||
 | 
					    /* communication */
 | 
				
			||||||
 | 
					    Comm* comm;
 | 
				
			||||||
 | 
					} Solver;
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					void initSolver(Solver*, Discretization*, Parameter*);
 | 
				
			||||||
 | 
					void solve(Solver*, double*, double*);
 | 
				
			||||||
 | 
					void printSolver(Solver* , double*, char*);
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										22
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/timing.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										22
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/timing.c
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,22 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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.
 | 
				
			||||||
 | 
					 */
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <stdlib.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					#include <time.h>
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					double getTimeStamp(void)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    struct timespec ts;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return (double)ts.tv_sec + (double)ts.tv_nsec * 1.e-9;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					double getTimeResolution(void)
 | 
				
			||||||
 | 
					{
 | 
				
			||||||
 | 
					    struct timespec ts;
 | 
				
			||||||
 | 
					    clock_getres(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
 | 
				
			||||||
 | 
					    return (double)ts.tv_sec + (double)ts.tv_nsec * 1.e-9;
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										13
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/timing.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										13
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/timing.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,13 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 __TIMING_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __TIMING_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					extern double getTimeStamp(void);
 | 
				
			||||||
 | 
					extern double getTimeResolution(void);
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif // __TIMING_H_
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										30
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/util.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										30
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/src/util.h
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,30 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					/*
 | 
				
			||||||
 | 
					 * 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 __UTIL_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define __UTIL_H_
 | 
				
			||||||
 | 
					#define HLINE                                                                            \
 | 
				
			||||||
 | 
					    "----------------------------------------------------------------------------\n"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef MIN
 | 
				
			||||||
 | 
					#define MIN(x, y) ((x) < (y) ? (x) : (y))
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef MAX
 | 
				
			||||||
 | 
					#define MAX(x, y) ((x) > (y) ? (x) : (y))
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					#ifndef ABS
 | 
				
			||||||
 | 
					#define ABS(a) ((a) >= 0 ? (a) : -(a))
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#define P(i, j)   p[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define F(i, j)   f[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define G(i, j)   g[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define U(i, j)   u[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define V(i, j)   v[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define S(i, j)   s[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					#define RHS(i, j) rhs[(j) * (imaxLocal + 2) + (i)]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					#endif // __UTIL_H_
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										7
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/surface.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										7
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/surface.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,7 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					set terminal png size 1024,768 enhanced font ,12
 | 
				
			||||||
 | 
					set output 'p.png'
 | 
				
			||||||
 | 
					set datafile separator whitespace
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					set grid
 | 
				
			||||||
 | 
					set hidden3d
 | 
				
			||||||
 | 
					splot 'pressure.dat' using 1:2:3 with lines
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										6
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/vector.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										6
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/vector.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,6 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					set terminal png size 3600,1400 enhanced font ,12
 | 
				
			||||||
 | 
					set output 'velocity.png'
 | 
				
			||||||
 | 
					set datafile separator whitespace
 | 
				
			||||||
 | 
					set size ratio -1
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					plot 'velocity.dat' using 1:2:3:4:5 with vectors filled head size 0.01,20,60 lc palette
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										10
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/vis_files/animate.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										10
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/vis_files/animate.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 [0:1]
 | 
				
			||||||
 | 
					set yrange [0:1]
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					do for [ts=0:120] {
 | 
				
			||||||
 | 
					    plot "particles_".ts.".dat" with points pointtype 7
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					unset output
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										14
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/vis_files/backstep_animate.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										14
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/vis_files/backstep_animate.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,14 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					unset border; unset tics; unset key;
 | 
				
			||||||
 | 
					set term gif animate delay 10
 | 
				
			||||||
 | 
					set output "trace.gif"
 | 
				
			||||||
 | 
					set xrange [0:7]
 | 
				
			||||||
 | 
					set yrange [0:1.5]
 | 
				
			||||||
 | 
					set size ratio -1
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					set object 1 rect from 0.0,0.0 to 1.0,0.5 lw 5
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					do for [ts=0:300] {
 | 
				
			||||||
 | 
					    plot "particles_".ts.".dat" with points pointtype 7
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					unset output
 | 
				
			||||||
							
								
								
									
										13
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/vis_files/karman_animate.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										13
									
								
								EnhancedSolver/2D-mpi/vis_files/karman_animate.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							@@ -0,0 +1,13 @@
 | 
				
			|||||||
 | 
					unset border; unset tics; unset key;
 | 
				
			||||||
 | 
					set term gif animate delay 10
 | 
				
			||||||
 | 
					set output "trace.gif"
 | 
				
			||||||
 | 
					set xrange [0:30]
 | 
				
			||||||
 | 
					set yrange [0:8]
 | 
				
			||||||
 | 
					set size ratio -1
 | 
				
			||||||
 | 
					set object 1 circle front at 5.0,4.0 size 1.0 fillcolor rgb "black" lw 2
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					do for [ts=0:500] {
 | 
				
			||||||
 | 
					    plot "particles_".ts.".dat" with points pointtype 7 pointsize 0.3
 | 
				
			||||||
 | 
					}
 | 
				
			||||||
 | 
					unset output
 | 
				
			||||||
@@ -70,6 +70,18 @@ format:
 | 
				
			|||||||
	done
 | 
						done
 | 
				
			||||||
	@echo "Done"
 | 
						@echo "Done"
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					vis:
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  GENERATE VISUALIZATION)
 | 
				
			||||||
 | 
						@gnuplot -e "filename='pressure.dat'" ./surface.plot
 | 
				
			||||||
 | 
						@gnuplot -e "filename='velocity.dat'" ./vector.plot
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					vis_clean:
 | 
				
			||||||
 | 
						$(info ===>  CLEAN VISUALIZATION)
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f *.dat
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f *.png
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f ./vis_files/*.dat
 | 
				
			||||||
 | 
						@rm -f ./vis_files/*.gif
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
$(BUILD_DIR):
 | 
					$(BUILD_DIR):
 | 
				
			||||||
	@mkdir $(BUILD_DIR)
 | 
						@mkdir $(BUILD_DIR)
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -15,7 +15,7 @@ bcRight    3			#
 | 
				
			|||||||
gx    0.0      # Body forces (e.g. gravity)
 | 
					gx    0.0      # Body forces (e.g. gravity)
 | 
				
			||||||
gy    0.0      #
 | 
					gy    0.0      #
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
re    36500.0	   # Reynolds number
 | 
					re    20000.0	   # Reynolds number
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
u_init    1.0      # initial value for velocity in x-direction
 | 
					u_init    1.0      # initial value for velocity in x-direction
 | 
				
			||||||
v_init    0.0      # initial value for velocity in y-direction
 | 
					v_init    0.0      # initial value for velocity in y-direction
 | 
				
			||||||
@@ -45,11 +45,18 @@ rho      0.52
 | 
				
			|||||||
omg      1.8       # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
					omg      1.8       # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
				
			||||||
gamma    0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
					gamma    0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Multigrid data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					levels        3         # Multigrid levels
 | 
				
			||||||
 | 
					presmooth     5         # Pre-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					postsmooth    5         # Post-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# Particle Tracing Data:
 | 
					# Particle Tracing Data:
 | 
				
			||||||
# -----------------------
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
numberOfParticles   200
 | 
					numberOfParticles   200
 | 
				
			||||||
startTime           100
 | 
					startTime           10
 | 
				
			||||||
injectTimePeriod    1.0
 | 
					injectTimePeriod    1.0
 | 
				
			||||||
writeTimePeriod     0.5
 | 
					writeTimePeriod     0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -44,7 +44,13 @@ eps      0.0001   # stopping tolerance for pressure iteration
 | 
				
			|||||||
rho      0.52
 | 
					rho      0.52
 | 
				
			||||||
omg      1.8       # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
					omg      1.8       # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
				
			||||||
gamma    0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
					gamma    0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
				
			||||||
levels   5         # Multigrid levels
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Multigrid data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					levels        3         # Multigrid levels
 | 
				
			||||||
 | 
					presmooth     5         # Pre-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					postsmooth    5         # Post-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# Particle Tracing Data:
 | 
					# Particle Tracing Data:
 | 
				
			||||||
# -----------------------
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -1,5 +1,5 @@
 | 
				
			|||||||
# Supported: GCC, CLANG, ICC
 | 
					# Supported: GCC, CLANG, ICC
 | 
				
			||||||
TAG ?= CLANG
 | 
					TAG ?= ICC
 | 
				
			||||||
ENABLE_OPENMP ?= false
 | 
					ENABLE_OPENMP ?= false
 | 
				
			||||||
# Supported: sor, rb, mg
 | 
					# Supported: sor, rb, mg
 | 
				
			||||||
SOLVER ?= mg
 | 
					SOLVER ?= mg
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -44,7 +44,13 @@ eps      0.001		# stopping tolerance for pressure iteration
 | 
				
			|||||||
rho      0.5
 | 
					rho      0.5
 | 
				
			||||||
omg      1.8		# relaxation parameter for SOR iteration
 | 
					omg      1.8		# relaxation parameter for SOR iteration
 | 
				
			||||||
gamma    0.9		# upwind differencing factor gamma
 | 
					gamma    0.9		# upwind differencing factor gamma
 | 
				
			||||||
levels   5         # Multigrid levels
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Multigrid data:
 | 
				
			||||||
 | 
					# ---------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					levels        3         # Multigrid levels
 | 
				
			||||||
 | 
					presmooth     10        # Pre-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					postsmooth    5         # Post-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# Particle Tracing Data:
 | 
					# Particle Tracing Data:
 | 
				
			||||||
# -----------------------
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -44,13 +44,19 @@ eps      0.001   # stopping tolerance for pressure iteration
 | 
				
			|||||||
rho      0.52
 | 
					rho      0.52
 | 
				
			||||||
omg      1.75      # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
					omg      1.75      # relaxation parameter for SOR iteration
 | 
				
			||||||
gamma    0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
					gamma    0.9       # upwind differencing factor gamma
 | 
				
			||||||
levels   5         # Multigrid levels
 | 
					
 | 
				
			||||||
 | 
					# Multigrid data:
 | 
				
			||||||
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					# ---------
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			||||||
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			||||||
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					levels        3         # Multigrid levels
 | 
				
			||||||
 | 
					presmooth     5         # Pre-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					postsmooth    5         # Post-smoothning iterations
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
# Particle Tracing Data:
 | 
					# Particle Tracing Data:
 | 
				
			||||||
# -----------------------
 | 
					# -----------------------
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
numberOfParticles   200
 | 
					numberOfParticles   200
 | 
				
			||||||
startTime           201
 | 
					startTime           50
 | 
				
			||||||
injectTimePeriod    1.0
 | 
					injectTimePeriod    1.0
 | 
				
			||||||
writeTimePeriod     0.5
 | 
					writeTimePeriod     0.5
 | 
				
			||||||
 | 
					
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
@@ -98,7 +98,7 @@ static void advanceParticles(
 | 
				
			|||||||
            if (!gridIsFluid(p->grid, newI, newJ)) {
 | 
					            if (!gridIsFluid(p->grid, newI, newJ)) {
 | 
				
			||||||
                p->particlePool[i].flag = false;
 | 
					                p->particlePool[i].flag = false;
 | 
				
			||||||
                p->removedParticles++;
 | 
					                p->removedParticles++;
 | 
				
			||||||
                printf("Forbidden movement of particle into obstacle!\n");
 | 
					                // printf("Forbidden movement of particle into obstacle!\n");
 | 
				
			||||||
            }
 | 
					            }
 | 
				
			||||||
        }
 | 
					        }
 | 
				
			||||||
    }
 | 
					    }
 | 
				
			||||||
 
 | 
				
			|||||||
							
								
								
									
										10
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/vis_files/canal_animate.plot
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										10
									
								
								EnhancedSolver/2D-seq/vis_files/canal_animate.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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