Working! New way of obtaining Jacobian succesfully implemented. Newton-Raphson solver working
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328905b461
commit
c81e17cecc
@ -65,9 +65,8 @@ add_library(tasmet_src
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# sys/enginesystem.cpp
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# sys/enginesystem.cpp
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sys/globalconf.cpp
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sys/globalconf.cpp
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sys/tasmet_variable.cpp
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sys/tasmet_variable.cpp
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sys/jaccol.cpp
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sys/jacobian.cpp
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sys/jacobian.cpp
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sys/jacrow.cpp
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sys/tasystem.cpp
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sys/tasystem.cpp
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sys/triplets.cpp
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sys/triplets.cpp
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)
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)
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@ -60,11 +60,10 @@ Duct::~Duct() {
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// delete eq;
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// delete eq;
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// }
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// }
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}
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}
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void Duct::residualJac(arma::subview_col<d> && residual) const {
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void Duct::residualJac(SegPositionMapper& residual,
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SegJacRows& jacrows) const {
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TRACE(15,"Duct::residual()");
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TRACE(15,"Duct::residualJac()");
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const arma::subview_col<d> sol = sys.getSolution(_id);
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vd rho,u,T,p,Ts; // Solution at this gp
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vd rho,u,T,p,Ts; // Solution at this gp
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vd rhop,up,Tp,pp,Tsp; // Solution at next gp
|
vd rhop,up,Tp,pp,Tsp; // Solution at next gp
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@ -78,14 +77,14 @@ void Duct::residualJac(arma::subview_col<d> && residual) const {
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us number_eqs = 4;
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us number_eqs = 4;
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number_eqs += (has_solideq) ? 1 : 0;
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number_eqs += (has_solideq) ? 1 : 0;
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// rho,u,T,p
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// Ts maybe
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us nvars_per_gp = (_ductpb.stempmodel()
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== pb::HeatBalance ? 5 : 4);
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VARTRACE(15,number_eqs);
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VARTRACE(15,number_eqs);
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us Ns = sys.Ns();
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us Ns = sys.Ns();
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us eq_offset = 0; // Equation offset for current gp
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us res_offset = 0; // Residual offset for current gp
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us res_offsetp = 0; // Residual offset for next gp
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us gp_jump = number_eqs * Ns; // The jump per gp
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rhop = getvart(constants::rho,0);
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rhop = getvart(constants::rho,0);
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up = getvart(constants::u,0);
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up = getvart(constants::u,0);
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@ -94,11 +93,9 @@ void Duct::residualJac(arma::subview_col<d> && residual) const {
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const Gas& gas = sys.gas();
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const Gas& gas = sys.gas();
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for(us gp=0;gp<ngp()-1;gp++) {
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us i=0;
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eq_offset = gp*Ns*number_eqs;
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for(us gp=0;gp<ngp()-1;gp++) {
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res_offset = eq_offset;
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res_offsetp = res_offset + gp_jump;
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d dx = x(gp+1)-x(gp);
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d dx = x(gp+1)-x(gp);
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@ -112,8 +109,35 @@ void Duct::residualJac(arma::subview_col<d> && residual) const {
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pp = getvart(constants::p,gp+1);
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pp = getvart(constants::p,gp+1);
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cont = ((rhop%up)-(rho%u))/dx;
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cont = ((rhop%up)-(rho%u))/dx;
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*residual.at(i) = cont;
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||||||
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jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::u}] =
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-diagmat(rho)/dx;
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jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::rho}] =
|
||||||
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-diagmat(u)/dx;
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||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,(gp+1)*nvars_per_gp+constants::rho}] =
|
||||||
|
diagmat(up)/dx;
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jacrows.at(i)[{_id,(gp+1)*nvars_per_gp+constants::u}] =
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diagmat(rhop)/dx;
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TRACE(15,"SFSG");
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i++;
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mom = (rhop%up%up - rho%u%u + pp - p)/dx;
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mom = (rhop%up%up - rho%u%u + pp - p)/dx;
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jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::u}] =
|
||||||
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-diagmat(rho%u)/dx;
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jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::rho}] =
|
||||||
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-diagmat(u%u)/dx;
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jacrows.at(i)[{_id,(gp+1)*nvars_per_gp+constants::rho}] =
|
||||||
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diagmat(u%u)/dx;
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jacrows.at(i)[{_id,(gp+1)*nvars_per_gp+constants::u}] =
|
||||||
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diagmat(up%rhop)/dx;
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jacrows.at(i)[{_id,(gp)*nvars_per_gp+constants::p}] =
|
||||||
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-eye(Ns,Ns)/dx;
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||||||
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jacrows.at(i)[{_id,(gp+1)*nvars_per_gp+constants::p}] =
|
||||||
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eye(Ns,Ns)/dx;
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||||||
|
*residual.at(i) = mom;
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||||||
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TRACE(15,"SFSG");
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||||||
|
i++;
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||||||
|
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||||||
switch (_ductpb.htmodel()) {
|
switch (_ductpb.htmodel()) {
|
||||||
case pb::Isentropic: {
|
case pb::Isentropic: {
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||||||
@ -125,33 +149,53 @@ void Duct::residualJac(arma::subview_col<d> && residual) const {
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|||||||
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||||||
en = p/p0 - pow(rho/rho0,gamma0);
|
en = p/p0 - pow(rho/rho0,gamma0);
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||||||
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||||||
|
*residual.at(i) = en;
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|
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||||||
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jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::p}] =
|
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eye(Ns,Ns)/p0;
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||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::rho}] =
|
||||||
|
-(gamma0/rho0)*diagmat(pow(rho/rho0,gamma0-1));
|
||||||
|
TRACE(15,"SFSG");
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}
|
}
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break;
|
break;
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||||||
default:
|
default:
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tasmet_assert(false,"Not implemented htmodel");
|
tasmet_assert(false,"Not implemented htmodel");
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||||||
}
|
}
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||||||
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||||||
|
i++;
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||||||
|
TRACE(15,"SFSG");
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||||||
|
// Equation of state
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st = gas.rho(T,p) - rho;
|
st = gas.rho(T,p) - rho;
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||||||
|
TRACE(15,"SFSG");
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||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::rho}] =
|
||||||
|
-eye(Ns,Ns);
|
||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::p}] =
|
||||||
|
diagmat(gas.drhodp(T,p));
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||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,gp*nvars_per_gp+constants::T}] =
|
||||||
|
diagmat(gas.drhodT(T,p));
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||||||
|
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residual.subvec(eq_offset+0*Ns,eq_offset+1*Ns-1) = cont;
|
*residual.at(i) = st;
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||||||
residual.subvec(eq_offset+1*Ns,eq_offset+2*Ns-1) = mom;
|
TRACE(15,"SFSG");
|
||||||
residual.subvec(eq_offset+2*Ns,eq_offset+3*Ns-1) = en;
|
i++;
|
||||||
residual.subvec(eq_offset+3*Ns,eq_offset+4*Ns-1) = st;
|
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||||||
|
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}
|
}
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||||||
|
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||||||
eq_offset += number_eqs*Ns;
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||||||
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||||||
// Equation of state for the last node
|
// Equation of state for the last node
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||||||
st = gas.rho(Tp,pp) - rhop;
|
st = gas.rho(Tp,pp) - rhop;
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||||||
residual.subvec(eq_offset,eq_offset+Ns-1) = st;
|
*residual.at(i) = st;
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||||||
|
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||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,(ngp()-1)*nvars_per_gp+constants::rho}] =
|
||||||
|
-eye(Ns,Ns);
|
||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,(ngp()-1)*nvars_per_gp+constants::p}] =
|
||||||
|
diagmat(gas.drhodp(T,p));
|
||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,(ngp()-1)*nvars_per_gp+constants::T}] =
|
||||||
|
diagmat(gas.drhodT(T,p));
|
||||||
|
|
||||||
|
i++;
|
||||||
|
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||||||
// Two more equations for the last grid point in case
|
// Two more equations for the last grid point in case
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||||||
// the heat transfer model is not a transport equation.
|
// the heat transfer model is not a transport equation.
|
||||||
if(_ductpb.htmodel() == pb::Isentropic) {
|
if(_ductpb.htmodel() == pb::Isentropic) {
|
||||||
|
|
||||||
eq_offset += Ns;
|
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||||||
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|
||||||
d T0 = gas.T0();
|
d T0 = gas.T0();
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d p0 = gas.p0();
|
d p0 = gas.p0();
|
||||||
d rho0 = gas.rho0();
|
d rho0 = gas.rho0();
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||||||
@ -159,24 +203,43 @@ void Duct::residualJac(arma::subview_col<d> && residual) const {
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|||||||
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||||||
en = p/p0 - pow(rho/rho0,gamma0);
|
en = p/p0 - pow(rho/rho0,gamma0);
|
||||||
|
|
||||||
residual.subvec(eq_offset,eq_offset+Ns-1) = en;
|
jacrows.at(i)[{_id,(ngp()-1)*nvars_per_gp+constants::p}] =
|
||||||
|
eye(Ns,Ns)/p0;
|
||||||
|
jacrows.at(i)[{_id,(ngp()-1)*nvars_per_gp+constants::rho}] =
|
||||||
|
-(gamma0/rho0)*diagmat(pow(rho/rho0,gamma0-1));
|
||||||
|
|
||||||
|
*residual.at(i) = en; i++;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
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}
|
}
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||||||
|
PosId Duct::getDof(int varnr,int gp) const {
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||||||
|
// Wraparound
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||||||
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if(gp<0) gp+=ngp();
|
||||||
|
|
||||||
|
// rho,u,T,p
|
||||||
|
// Ts maybe
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||||||
|
us nvars_per_gp = (_ductpb.stempmodel()
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||||||
|
== pb::HeatBalance ? 5 : 4);
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||||||
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||||||
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||||||
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return {_id,nvars_per_gp*gp+varnr};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
vd Duct::getvart(int varnr,int gp) const {
|
vd Duct::getvart(int varnr,int gp) const {
|
||||||
TRACE(15,"Duct::getvart()");
|
TRACE(14,"Duct::getvart()");
|
||||||
const arma::subview_col<d> sol = sys.getSolution(_id);
|
const SegPositionMapper& sol = sys.getSolution(_id);
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||||||
|
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||||||
us Ns = sys.Ns();
|
us Ns = sys.Ns();
|
||||||
|
|
||||||
// Wraparound
|
// Wraparound
|
||||||
if(gp<0) gp+=ngp();
|
if(gp<0) gp+=ngp();
|
||||||
|
|
||||||
us vars_per_gp = 4;
|
// rho,u,T,p
|
||||||
vars_per_gp+= (_ductpb.stempmodel() == pb::HeatBalance ? 1 : 0);
|
// Ts maybe
|
||||||
|
us nvars_per_gp = (_ductpb.stempmodel()
|
||||||
|
== pb::HeatBalance ? 5 : 4);
|
||||||
|
|
||||||
return sol.subvec((gp*vars_per_gp+varnr)*Ns,
|
return *sol.at((gp*nvars_per_gp+varnr));
|
||||||
(gp*vars_per_gp+varnr+1)*Ns-1);
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
vd Duct::getvarx(int varnr,int t) const {
|
vd Duct::getvarx(int varnr,int t) const {
|
||||||
vd res(ngp());
|
vd res(ngp());
|
||||||
@ -185,48 +248,44 @@ vd Duct::getvarx(int varnr,int t) const {
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
return res;
|
return res;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
vd Duct::initialSolution() const {
|
void Duct::initialSolution(SegPositionMapper& sol) const {
|
||||||
|
|
||||||
TRACE(15,"Duct::initialSolution()");
|
TRACE(15,"Duct::initialSolution()");
|
||||||
|
|
||||||
vd initsol(getNDofs());
|
VARTRACE(15,sol.size());
|
||||||
VARTRACE(15,initsol.size());
|
|
||||||
|
|
||||||
us vars_per_gp = 4;
|
us nvars_per_gp = 4;
|
||||||
vars_per_gp+= (_ductpb.stempmodel() == pb::HeatBalance ? 1 : 0);
|
nvars_per_gp+= (_ductpb.stempmodel() == pb::HeatBalance ? 1 : 0);
|
||||||
|
|
||||||
us Ns = sys.Ns();
|
|
||||||
|
|
||||||
const Gas& gas = sys.gas();
|
const Gas& gas = sys.gas();
|
||||||
|
|
||||||
|
us segdof = 0;
|
||||||
|
|
||||||
for(us i=0;i<ngp();i++){
|
for(us i=0;i<ngp();i++){
|
||||||
VARTRACE(15,i);
|
VARTRACE(15,i);
|
||||||
// Initial density
|
// Initial density
|
||||||
|
*sol.at(segdof) += gas.rho0()+0.1;
|
||||||
initsol.subvec((i*vars_per_gp+0)*Ns,(i*vars_per_gp+1)*Ns-1) =
|
segdof++;
|
||||||
gas.rho0()+.01;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Initial velocity
|
// Initial velocity
|
||||||
initsol.subvec((i*vars_per_gp+1)*Ns,(i*vars_per_gp+2)*Ns-1) =
|
*sol.at(segdof) += 0.1;
|
||||||
0;
|
segdof++;
|
||||||
|
|
||||||
// Initial Temperature
|
// Initial Temperature
|
||||||
initsol.subvec((i*vars_per_gp+2)*Ns,(i*vars_per_gp+3)*Ns-1) =
|
*sol.at(segdof) += _Tsprescribed(i);
|
||||||
_Tsprescribed(i);
|
segdof++;
|
||||||
|
|
||||||
// Initial pressure
|
// Initial pressure
|
||||||
initsol.subvec((i*vars_per_gp+3)*Ns,(i*vars_per_gp+4)*Ns-1) =
|
*sol.at(segdof) += gas.p0();
|
||||||
gas.p0();
|
segdof++;
|
||||||
|
|
||||||
// Initial solid temperature, if not prescribed
|
// Initial solid temperature, if not prescribed
|
||||||
if(_ductpb.stempmodel() != pb::Prescribed) {
|
if(_ductpb.stempmodel() != pb::Prescribed) {
|
||||||
initsol.subvec((i*vars_per_gp+4)*Ns,(i*vars_per_gp+5)*Ns-1) =
|
*sol.at(segdof) += _Tsprescribed(i);
|
||||||
_Tsprescribed(i);
|
segdof++;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
return initsol;
|
|
||||||
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
us Duct::getNEqs() const {
|
us Duct::getNEqs() const {
|
||||||
@ -257,9 +316,9 @@ us Duct::getNDofs() const {
|
|||||||
TRACE(15,"Duct::getNDofs()");
|
TRACE(15,"Duct::getNDofs()");
|
||||||
|
|
||||||
// rho,u,T,p
|
// rho,u,T,p
|
||||||
us nvars_per_gp = 4;
|
|
||||||
// Ts maybe
|
// Ts maybe
|
||||||
nvars_per_gp += (_ductpb.stempmodel() == pb::HeatBalance ? 1 : 0);
|
us nvars_per_gp = (_ductpb.stempmodel()
|
||||||
|
== pb::HeatBalance ? 5 : 4);
|
||||||
|
|
||||||
return nvars_per_gp*ngp();
|
return nvars_per_gp*ngp();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -12,6 +12,7 @@
|
|||||||
#include "duct.pb.h"
|
#include "duct.pb.h"
|
||||||
#include "geom.h"
|
#include "geom.h"
|
||||||
#include "tasmet_constants.h" // For the variable nrs
|
#include "tasmet_constants.h" // For the variable nrs
|
||||||
|
#include "jacobian.h"
|
||||||
|
|
||||||
class Equation;
|
class Equation;
|
||||||
class Drag;
|
class Drag;
|
||||||
@ -34,8 +35,9 @@ public:
|
|||||||
|
|
||||||
vd Tsprescribed() const { return _Tsprescribed;}
|
vd Tsprescribed() const { return _Tsprescribed;}
|
||||||
|
|
||||||
// Initialize the solution to something sensible
|
void initialSolution(SegPositionMapper&) const;
|
||||||
vd initializeSolution(const TaSystem& sys);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
virtual Duct* copy(const TaSystem&) const;
|
virtual Duct* copy(const TaSystem&) const;
|
||||||
const Geom& geom() const;
|
const Geom& geom() const;
|
||||||
@ -70,10 +72,10 @@ public:
|
|||||||
vd getvarx(int varnr,int t) const;
|
vd getvarx(int varnr,int t) const;
|
||||||
|
|
||||||
d getvartx(int t,int gp) const;
|
d getvartx(int t,int gp) const;
|
||||||
// Solving
|
|
||||||
virtual void residualJac(arma::subview_col<d>&& residual) const;
|
|
||||||
|
|
||||||
vd initialSolution() const;
|
// Solving
|
||||||
|
virtual void residualJac(SegPositionMapper& residual,
|
||||||
|
SegJacRows& jac) const;
|
||||||
|
|
||||||
// virtual void getSolution(const TaSystem&,const us insertion_start) const;
|
// virtual void getSolution(const TaSystem&,const us insertion_start) const;
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -35,20 +35,22 @@ AdiabaticWall::~AdiabaticWall() {
|
|||||||
AdiabaticWall* AdiabaticWall::copy(const TaSystem& sys) const {
|
AdiabaticWall* AdiabaticWall::copy(const TaSystem& sys) const {
|
||||||
return new AdiabaticWall(sys,*this);
|
return new AdiabaticWall(sys,*this);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
vd AdiabaticWall::initialSolution() const {
|
|
||||||
return vd();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void AdiabaticWall::residualJac(arma::subview_col<d>&& residual
|
|
||||||
) const {
|
|
||||||
|
|
||||||
TRACE(15,"AdiabaticWall::residual()");
|
void AdiabaticWall::residualJac(SegPositionMapper& residual,
|
||||||
|
SegJacRows& jac) const {
|
||||||
|
|
||||||
|
TRACE(15,"AdiabaticWall::residualJac()");
|
||||||
const Duct& duct = getDuct();
|
const Duct& duct = getDuct();
|
||||||
const pb::Duct& dpb = duct.getDuctPb();
|
const pb::Duct& dpb = duct.getDuctPb();
|
||||||
us Ns = sys.Ns();
|
us Ns = sys.Ns();
|
||||||
|
|
||||||
|
us i=0;
|
||||||
|
|
||||||
if(_side == pb::left) {
|
if(_side == pb::left) {
|
||||||
residual.subvec(0,Ns-1) = duct.ut(0);
|
*residual.at(i) = duct.ut(0);
|
||||||
|
jac.at(i)[duct.getDof(constants::u,0)].eye(Ns,Ns);
|
||||||
|
|
||||||
if(dpb.htmodel() != pb::Isentropic) {
|
if(dpb.htmodel() != pb::Isentropic) {
|
||||||
// TODO: Put the boundary condition of zero heat flux here
|
// TODO: Put the boundary condition of zero heat flux here
|
||||||
// residual.subvec(Ns,2*Ns-1) =
|
// residual.subvec(Ns,2*Ns-1) =
|
||||||
@ -56,7 +58,8 @@ void AdiabaticWall::residualJac(arma::subview_col<d>&& residual
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else {
|
else {
|
||||||
residual.subvec(0,Ns-1) = duct.ut(-1);
|
*residual.at(i) = duct.ut(-1);
|
||||||
|
jac.at(i)[duct.getDof(constants::u,-1)].eye(Ns,Ns);
|
||||||
if(dpb.htmodel() != pb::Isentropic) {
|
if(dpb.htmodel() != pb::Isentropic) {
|
||||||
// TODO: Put the boundary condition of zero heat flux here
|
// TODO: Put the boundary condition of zero heat flux here
|
||||||
// residual.subvec(Ns,2*Ns-1) = duct.Tt(sys,-1) - _T;
|
// residual.subvec(Ns,2*Ns-1) = duct.Tt(sys,-1) - _T;
|
||||||
|
@ -34,10 +34,8 @@ public:
|
|||||||
~AdiabaticWall();
|
~AdiabaticWall();
|
||||||
AdiabaticWall* copy(const TaSystem& sys) const;
|
AdiabaticWall* copy(const TaSystem& sys) const;
|
||||||
|
|
||||||
vd initialSolution() const;
|
virtual void residualJac(SegPositionMapper& residual,
|
||||||
|
SegJacRows& jac) const;
|
||||||
virtual void residualJac(arma::subview_col<d>&& residual
|
|
||||||
) const;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Return the total number of equations in this segment
|
// Return the total number of equations in this segment
|
||||||
virtual us getNEqs() const;
|
virtual us getNEqs() const;
|
||||||
@ -50,11 +48,6 @@ public:
|
|||||||
// Reset amplitude data in higher harmonics
|
// Reset amplitude data in higher harmonics
|
||||||
// virtual void resetHarmonics() = 0;
|
// virtual void resetHarmonics() = 0;
|
||||||
|
|
||||||
// Fill Jacobian with values from the equations in this
|
|
||||||
// segment/connector.
|
|
||||||
virtual void jac(const TaSystem&,Jacobian&,us dof_start,us eq_start) const;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
#endif // ADIABATICWALL_H
|
#endif // ADIABATICWALL_H
|
||||||
|
@ -31,10 +31,10 @@ DuctBc* DuctBc::newDuctBc(const us id,
|
|||||||
return new PressureBc(sys,id,dbc);
|
return new PressureBc(sys,id,dbc);
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
// case pb::AdiabaticWall: {
|
case pb::AdiabaticWall: {
|
||||||
// return new AdiabaticWall(id,sys,dbc);
|
return new AdiabaticWall(sys,id,dbc);
|
||||||
// break;
|
break;
|
||||||
// }
|
}
|
||||||
default:
|
default:
|
||||||
tasmet_assert(false,"Not implemented DuctBc");
|
tasmet_assert(false,"Not implemented DuctBc");
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
|
@ -33,6 +33,8 @@ public:
|
|||||||
|
|
||||||
const Duct& getDuct() const;
|
const Duct& getDuct() const;
|
||||||
|
|
||||||
|
virtual void initialSolution(SegPositionMapper&) const {}
|
||||||
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -69,31 +69,28 @@ PressureBc::~PressureBc() {
|
|||||||
PressureBc* PressureBc::copy(const TaSystem& sys) const {
|
PressureBc* PressureBc::copy(const TaSystem& sys) const {
|
||||||
return new PressureBc(sys,*this);
|
return new PressureBc(sys,*this);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
vd PressureBc::initialSolution() const {
|
|
||||||
return vd();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void PressureBc::residualJac(arma::subview_col<d>&& residual
|
void PressureBc::residualJac(SegPositionMapper& residual,
|
||||||
) const {
|
SegJacRows& jacrows) const {
|
||||||
|
|
||||||
TRACE(15,"PressureBc::residual()");
|
TRACE(15,"PressureBc::residualJac()");
|
||||||
|
|
||||||
const pb::Duct& dpb = getDuct().getDuctPb();
|
const pb::Duct& dpb = getDuct().getDuctPb();
|
||||||
us Ns = sys.Ns();
|
us Ns = sys.Ns();
|
||||||
|
|
||||||
const Duct& duct = getDuct();
|
const Duct& duct = getDuct();
|
||||||
if(_side == pb::left) {
|
if(_side == pb::left) {
|
||||||
residual.subvec(0,Ns-1) = duct.pt(0) - _p;
|
*residual.at(0) = duct.pt(0) - _p;
|
||||||
|
jacrows.at(0)[duct.getDof(constants::p,0)] = eye(Ns,Ns);
|
||||||
if(dpb.htmodel() != pb::Isentropic) {
|
if(dpb.htmodel() != pb::Isentropic) {
|
||||||
residual.subvec(Ns,2*Ns-1) = duct.Tt(0) - _T;
|
// residual.subvec(Ns,2*Ns-1) = duct.Tt(0) - _T;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
else {
|
else {
|
||||||
residual.subvec(0,Ns-1) = duct.pt(-1) - _p;
|
*residual.at(0) = duct.pt(-1) - _p;
|
||||||
|
jacrows.at(0)[duct.getDof(constants::p,-1)] = eye(Ns,Ns);
|
||||||
if(dpb.htmodel() != pb::Isentropic) {
|
if(dpb.htmodel() != pb::Isentropic) {
|
||||||
residual.subvec(Ns,2*Ns-1) = duct.Tt(-1) - _T;
|
// residual.subvec(Ns,2*Ns-1) = duct.Tt(-1) - _T;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
@ -38,10 +38,8 @@ public:
|
|||||||
|
|
||||||
PressureBc* copy(const TaSystem&) const;
|
PressureBc* copy(const TaSystem&) const;
|
||||||
|
|
||||||
vd initialSolution() const;
|
virtual void residualJac(SegPositionMapper& residual,
|
||||||
|
SegJacRows& jac) const;
|
||||||
virtual void residualJac(arma::subview_col<d>&& residual
|
|
||||||
) const;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Return the total number of equations in this segment
|
// Return the total number of equations in this segment
|
||||||
virtual us getNEqs() const;
|
virtual us getNEqs() const;
|
||||||
|
@ -21,11 +21,11 @@ using pb::air;
|
|||||||
using pb::helium;
|
using pb::helium;
|
||||||
using pb::nitrogen;
|
using pb::nitrogen;
|
||||||
|
|
||||||
#define element_wise(varname) \
|
#define element_wise(function) \
|
||||||
vd varname_(T.size()); \
|
vd function_(T.size()); \
|
||||||
for(us i=0;i<T.size();i++) \
|
for(us i=0;i<T.size();i++) \
|
||||||
varname_ = varname(T(i),p(i));\
|
function_(i) = function(T(i),p(i)); \
|
||||||
return varname_
|
return function_
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -34,26 +34,22 @@ void NewtonRaphson::start_implementation(GradientNonlinearSystem& system,
|
|||||||
ResidualJac resjac;
|
ResidualJac resjac;
|
||||||
system.residualJac(resjac);
|
system.residualJac(resjac);
|
||||||
|
|
||||||
const sdmat& jac = resjac.jacobian;
|
|
||||||
const vd& residual = resjac.residual;
|
|
||||||
vd dx;
|
vd dx;
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DEBUG_TASMET_SYSTEM
|
assert(resjac.jacobian.n_cols==resjac.residual.size());
|
||||||
cout << "Initial residual: " << endl;
|
assert(resjac.jacobian.n_rows==resjac.residual.size());
|
||||||
cout << residual << endl;
|
|
||||||
#endif // DEBUG_TASMET_SYSTEM
|
|
||||||
|
|
||||||
assert(jac.n_cols==residual.size());
|
|
||||||
assert(jac.n_rows==residual.size());
|
|
||||||
|
|
||||||
while (true) {
|
while (true) {
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef DEBUG_TASMET_SYSTEM
|
#ifdef DEBUG_TASMET_SYSTEM
|
||||||
cout << "Residual: ";
|
cout << "Residual: ";
|
||||||
cout << residual << endl;
|
cout << resjac.residual << endl;
|
||||||
|
cout << dmat(resjac.jacobian) << endl;
|
||||||
#endif // DEBUG_TASMET_SYSTEM
|
#endif // DEBUG_TASMET_SYSTEM
|
||||||
|
|
||||||
dx = -1*_dampfac*arma::spsolve(jac,residual,"superlu");
|
TRACE(15,"Solving system of eqs");
|
||||||
|
dx = -1*_dampfac*arma::spsolve(resjac.jacobian,resjac.residual,"superlu");
|
||||||
|
TRACE(15,"Solving system of eqs done");
|
||||||
|
|
||||||
progress.rel_err = norm(dx);
|
progress.rel_err = norm(dx);
|
||||||
|
|
||||||
@ -64,12 +60,14 @@ void NewtonRaphson::start_implementation(GradientNonlinearSystem& system,
|
|||||||
// Obtain a new residual and Jacobian matrix
|
// Obtain a new residual and Jacobian matrix
|
||||||
system.residualJac(resjac);
|
system.residualJac(resjac);
|
||||||
|
|
||||||
progress.fun_err = norm(residual);
|
progress.fun_err = norm(resjac.residual);
|
||||||
progress.iteration++;
|
progress.iteration++;
|
||||||
|
|
||||||
action = (*callback)(progress);
|
action = (*callback)(progress);
|
||||||
|
|
||||||
if(action==Stop){
|
if(action==Stop){
|
||||||
|
TRACE(15,"Solution at stop:");
|
||||||
|
TRACE(15,guess);
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -1,13 +0,0 @@
|
|||||||
// jaccol.cpp
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// last-edit-by: J.A. de Jong
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// Description:
|
|
||||||
//
|
|
||||||
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "jaccol.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
@ -1,50 +0,0 @@
|
|||||||
// jaccol.h
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// Author: J.A. de Jong
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// Description:
|
|
||||||
// A column block of the Jacobian matrix
|
|
||||||
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
||||||
#pragma once
|
|
||||||
#ifndef JACCOL_H
|
|
||||||
#define JACCOL_H
|
|
||||||
#include "tasmet_types.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* A PosId is a specifier for the position in the global Jacobian
|
|
||||||
* matrix. Both considering the column as well as the row
|
|
||||||
*
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
struct PosId {
|
|
||||||
int segno;
|
|
||||||
int segoffset;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
class JacCol{ // Column block of Jacobian
|
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
|
|
||||||
// For more ease of use, we make the members public.
|
|
||||||
|
|
||||||
PosId id; /**< The Id of this DOF */
|
|
||||||
dmat data; /**< The matrix block */
|
|
||||||
|
|
||||||
JacCol(PosId id): id(id){}
|
|
||||||
JacCol(PosId id,const dmat& data):id(id),data(data){}
|
|
||||||
|
|
||||||
JacCol& operator=(const JacCol& o) { id = o.id; data=o.data; return *this; }
|
|
||||||
JacCol(const JacCol& o): id(o.id),data(o.data){}
|
|
||||||
|
|
||||||
void prePostMultiply(const dmat& pre,const dmat& post){ data=pre*data*post;}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Some operations on the data
|
|
||||||
JacCol operator-() { return JacCol(id,-data);}
|
|
||||||
|
|
||||||
JacCol& operator+=(const dmat& add) {data+=add; return *this;}
|
|
||||||
JacCol& operator*=(const double d) {data*=d; return *this;}
|
|
||||||
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif // JACCOL_H
|
|
||||||
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
@ -2,14 +2,6 @@
|
|||||||
#include "triplets.h"
|
#include "triplets.h"
|
||||||
#include "tasmet_tracer.h"
|
#include "tasmet_tracer.h"
|
||||||
|
|
||||||
void Jacobian::operator+=(const Jacobian& other){
|
|
||||||
TRACE(2,"Jacobian::append()");
|
|
||||||
jacrows.insert(jacrows.end(),other.jacrows.begin(),other.jacrows.end());
|
|
||||||
}
|
|
||||||
void Jacobian::operator+=(const JacRow& other){
|
|
||||||
TRACE(2,"Jacobian::append()");
|
|
||||||
jacrows.push_back(other);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
// Jacobian::operator TripletList() const{
|
// Jacobian::operator TripletList() const{
|
||||||
|
|
||||||
// TRACE(18,"Jacobian::operator Tripletlist()");
|
// TRACE(18,"Jacobian::operator Tripletlist()");
|
||||||
|
@ -8,25 +8,59 @@
|
|||||||
#pragma once
|
#pragma once
|
||||||
#ifndef JACOBIAN_H
|
#ifndef JACOBIAN_H
|
||||||
#define JACOBIAN_H
|
#define JACOBIAN_H
|
||||||
|
#include "tasmet_types.h"
|
||||||
|
|
||||||
#include "jacrow.h"
|
#include <unordered_map>
|
||||||
|
#include <map>
|
||||||
|
|
||||||
class TripletList;
|
class TripletList;
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* A PosId is a specifier for the position in the global Jacobian
|
||||||
|
* matrix. Both considering the column as well as the row
|
||||||
|
*
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
struct PosId {
|
||||||
|
us segno; /**< This is the segment number */
|
||||||
|
us segoffset; /**< This is the offset in the segment */
|
||||||
|
|
||||||
class Jacobian{
|
bool operator==(const PosId& other) const {
|
||||||
us _ndofs;
|
return (segno==other.segno) &&
|
||||||
public:
|
(segoffset == other.segoffset);
|
||||||
Jacobian(us ndofs):_ndofs(ndofs){}
|
}
|
||||||
vector<JacRow> jacrows;
|
|
||||||
|
|
||||||
void operator+=(const Jacobian&);
|
bool operator<(const PosId& other) const {
|
||||||
void operator+=(const JacRow&);
|
if(other.segno < segno) return true;
|
||||||
|
else if(other.segno > segno) return false;
|
||||||
|
else return (other.segoffset < segoffset);
|
||||||
|
|
||||||
operator TripletList() const;
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* To use the PosId in an unordered_map, it requires a custom hash
|
||||||
|
* function. This struct has a custom function to generate a hash from
|
||||||
|
* the given two integers.
|
||||||
|
*
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
struct hash_PosId
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::size_t operator() ( const PosId& m ) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const us a = m.segno+1 ;
|
||||||
|
const us b = m.segoffset+1 ;
|
||||||
|
return std::hash<us>()( a*b + (a+b) ) ;
|
||||||
|
}
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef std::unordered_map<PosId,dmat,hash_PosId> JacRow;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef std::vector<JacRow> SegJacRows;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef std::map<us,SegJacRows> Jacobian;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef std::vector<vd*> SegPositionMapper;
|
||||||
|
typedef std::map<us, SegPositionMapper> GlobalPositionMapper;
|
||||||
|
|
||||||
#endif // JACOBIAN_H
|
#endif // JACOBIAN_H
|
||||||
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
@ -1,40 +0,0 @@
|
|||||||
#include "jacobian.h"
|
|
||||||
#include "tasmet_variable.h"
|
|
||||||
#include "globalconf.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
JacRow& JacRow::operator+=(const JacCol& j){
|
|
||||||
TRACE(10,"JacRow::operator+=(const JacCol& j)");
|
|
||||||
jaccols.push_back(j);
|
|
||||||
return *this;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
JacRow& JacRow::operator*=(const d val){
|
|
||||||
TRACE(2,"Jacobian::operator*=()");
|
|
||||||
for(JacCol& col: jaccols)
|
|
||||||
col*=val;
|
|
||||||
return *this;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
JacRow& JacRow::operator+=(const JacRow& other){
|
|
||||||
// Reserve some space
|
|
||||||
this->jaccols.reserve(this->jaccols.capacity()+other.jaccols.size()-this->jaccols.size());
|
|
||||||
|
|
||||||
for(const JacCol& col :other.jaccols)
|
|
||||||
(*this)+=col;
|
|
||||||
|
|
||||||
return *this;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
JacRow JacRow::operator-() const{
|
|
||||||
TRACE(15,"JacRow::operator-()");
|
|
||||||
|
|
||||||
JacRow result(*this);
|
|
||||||
for (JacCol& jaccol : result.jaccols)
|
|
||||||
jaccol*=-1;
|
|
||||||
|
|
||||||
return result;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
void JacRow::prePostMultiply(const dmat& pre,const dmat& post) {
|
|
||||||
for(JacCol& jaccol: jaccols)
|
|
||||||
jaccol.prePostMultiply(pre,post);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
@ -1,55 +0,0 @@
|
|||||||
// jacrow.h
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// Author: J.A. de Jong
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// Description:
|
|
||||||
//
|
|
||||||
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
||||||
#pragma once
|
|
||||||
#ifndef JACROW_H
|
|
||||||
#define JACROW_H
|
|
||||||
#include <vector>
|
|
||||||
#include "jaccol.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
class JacRow{ // Row in Jacobian matrix
|
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
|
|
||||||
PosId id; /**< Specifies the row for this
|
|
||||||
JacRow */
|
|
||||||
std::vector<JacCol> jaccols; /**< The columns in this row */
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* Initialize a Jacobian row with a single column block
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* @param id The equation ID
|
|
||||||
* @param col The added column
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
JacRow(PosId id,const JacCol& col):JacRow(id){jaccols.push_back(col);}
|
|
||||||
|
|
||||||
JacRow(PosId id): id(id){}
|
|
||||||
|
|
||||||
JacRow operator-() const;
|
|
||||||
|
|
||||||
JacRow& operator+=(const JacCol&);
|
|
||||||
JacRow& operator+=(const JacRow& jacrow);
|
|
||||||
JacRow& operator*=(const d val); // Multiply all terms with constant value
|
|
||||||
|
|
||||||
/**
|
|
||||||
* Pre- and postmultiply all Column blocks with the given
|
|
||||||
* matrices. Hence the new columns will be col_new = pre*col_old*post
|
|
||||||
*
|
|
||||||
* @param pre : The pre-multiply matrix
|
|
||||||
* @param post: The post-multiply matrix
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
void prePostMultiply(const dmat& pre,const dmat& post);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif // JACROW_H
|
|
||||||
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
@ -15,9 +15,10 @@
|
|||||||
|
|
||||||
#include "tasmet_types.h"
|
#include "tasmet_types.h"
|
||||||
#include "tasmet_exception.h"
|
#include "tasmet_exception.h"
|
||||||
|
#include "jacobian.h"
|
||||||
// #include "phaseconstraint.h"
|
// #include "phaseconstraint.h"
|
||||||
|
|
||||||
class Jacobian;
|
|
||||||
class GlobalConf;
|
class GlobalConf;
|
||||||
class TaSystem;
|
class TaSystem;
|
||||||
|
|
||||||
@ -51,9 +52,10 @@ public:
|
|||||||
*/
|
*/
|
||||||
virtual Segment* copy(const TaSystem&) const = 0;
|
virtual Segment* copy(const TaSystem&) const = 0;
|
||||||
|
|
||||||
virtual vd initialSolution() const = 0;
|
virtual void initialSolution(SegPositionMapper&) const = 0;
|
||||||
|
|
||||||
virtual void residualJac(arma::subview_col<d>&& residual // Here we store the residual
|
virtual void residualJac(SegPositionMapper& residual,
|
||||||
|
SegJacRows& jacrows// Here we store the residual
|
||||||
) const=0;
|
) const=0;
|
||||||
|
|
||||||
// Get and set name
|
// Get and set name
|
||||||
|
@ -61,46 +61,7 @@ TaSystem::TaSystem(const pb::System& sys):
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// Create the initial solution from the segments and store it
|
initSolRes();
|
||||||
// here. Please be careful not to call any virtual functions!
|
|
||||||
vus ndofs = getNDofs();
|
|
||||||
vus dofend = arma::cumsum(ndofs);
|
|
||||||
us total_dofs = arma::sum(ndofs);
|
|
||||||
vd solution = vd(total_dofs);
|
|
||||||
|
|
||||||
us i=0;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
const Segment* seg;
|
|
||||||
for(auto& seg_: _segs) {
|
|
||||||
seg = seg_.second;
|
|
||||||
|
|
||||||
if(ndofs(i)>0) {
|
|
||||||
if(i==0) {
|
|
||||||
solution.subvec(0,ndofs(0)-1) =
|
|
||||||
seg->initialSolution();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
solution.subvec(dofend(i-1),dofend(i)-1) =
|
|
||||||
seg->initialSolution();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
i++;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
// TODO: work directly on the final solution array
|
|
||||||
_solution = solution;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Copy solution vector, if valid
|
|
||||||
// const auto& sol = sys.solution();
|
|
||||||
// us size = sol.size(), i=0;
|
|
||||||
// if(size>0) {
|
|
||||||
// _solution = vd(size);
|
|
||||||
// for(auto& val: sol) {
|
|
||||||
// _solution(i) = val;
|
|
||||||
// i++;
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
TaSystem::TaSystem(const TaSystem& o):
|
TaSystem::TaSystem(const TaSystem& o):
|
||||||
@ -117,7 +78,89 @@ TaSystem::TaSystem(const TaSystem& o):
|
|||||||
seg.second = seg.second->copy(*this);
|
seg.second = seg.second->copy(*this);
|
||||||
if(!seg.second) throw TaSMETBadAlloc();
|
if(!seg.second) throw TaSMETBadAlloc();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
initSolRes();
|
||||||
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
void TaSystem::initSolRes() {
|
||||||
|
// Create the initial solution from the segments and store it
|
||||||
|
// here. Please be careful not to call any virtual functions!
|
||||||
|
vus ndofs = getNDofs();
|
||||||
|
vus neqs = getNEqs();
|
||||||
|
|
||||||
|
us Ns = this->Ns();
|
||||||
|
|
||||||
|
us total_dofs = arma::sum(ndofs);
|
||||||
|
us total_eqs = arma::sum(neqs);
|
||||||
|
|
||||||
|
if(total_dofs != total_eqs) {
|
||||||
|
throw TaSMETError("Number of equations does not match number of DOFS. "
|
||||||
|
"This is probably due to missing, or too much boundary conditions");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if(total_dofs*Ns > constants::maxndofs) {
|
||||||
|
stringstream error;
|
||||||
|
error << "Too many DOFS required. Problem too large. "
|
||||||
|
"Number of equations computed: ";
|
||||||
|
error << total_dofs*Ns;
|
||||||
|
throw TaSMETError(error);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
_solution = zeros(total_dofs*Ns);
|
||||||
|
_residual = zeros(total_dofs*Ns)+arma::datum::nan;
|
||||||
|
|
||||||
|
d* solptr = _solution.memptr();
|
||||||
|
d* resptr = _residual.memptr();
|
||||||
|
|
||||||
|
us globalposdof=0;
|
||||||
|
us globalposeq=0;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Loop over the segments, and for each dof in the segment, we
|
||||||
|
// allocate a vd, with its memory pointed to from the global
|
||||||
|
// solution pointer.
|
||||||
|
|
||||||
|
for(auto& seg_: _segs) {
|
||||||
|
|
||||||
|
us segid = seg_.first;
|
||||||
|
VARTRACE(15,segid);
|
||||||
|
|
||||||
|
for(us i=0;i< ndofs(segid); i++) {
|
||||||
|
|
||||||
|
// false: own memory (means the vd does not own the memory
|
||||||
|
// true: strict true means bound to the memory for its
|
||||||
|
// lifetime. Does not allow memory adjustments.
|
||||||
|
_solution_dofs[segid].push_back(new vd(&solptr[globalposdof*Ns],Ns,false,true));
|
||||||
|
globalposdof++;
|
||||||
|
VARTRACE(15,i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Set the initial solution
|
||||||
|
if(ndofs(segid)>0)
|
||||||
|
seg_.second->initialSolution(_solution_dofs.at(segid));
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
for(us i=0;i< neqs(segid); i++) {
|
||||||
|
|
||||||
|
// false: own memory (means the vd does not own the memory
|
||||||
|
// true: strict true means bound to the memory for its
|
||||||
|
// lifetime. Does not allow memory adjustments.
|
||||||
|
_residual_eqs[segid].push_back(new vd(&resptr[globalposeq*Ns],Ns,false,true));
|
||||||
|
|
||||||
|
_jac[segid].push_back(JacRow());
|
||||||
|
|
||||||
|
globalposeq++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
tasmet_assert(globalposdof == total_dofs,"Bug in assigning solution vectors");
|
||||||
|
tasmet_assert(globalposeq == total_eqs,"Bug in assigning residual vectors");
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
int TaSystem::getArbitrateMassEq(const vus& neqs) const {
|
int TaSystem::getArbitrateMassEq(const vus& neqs) const {
|
||||||
// Tells the TaSystem which Dof should be overwritten with the
|
// Tells the TaSystem which Dof should be overwritten with the
|
||||||
// mass arbitration equation. The special value of -1 means, that
|
// mass arbitration equation. The special value of -1 means, that
|
||||||
@ -156,57 +199,86 @@ int TaSystem::getArbitrateMassEq(const vus& neqs) const {
|
|||||||
void TaSystem::residualJac(ResidualJac& resjac) const {
|
void TaSystem::residualJac(ResidualJac& resjac) const {
|
||||||
TRACE(15,"TaSystem::residual()");
|
TRACE(15,"TaSystem::residual()");
|
||||||
|
|
||||||
vus neqs = getNEqs();
|
int arbitrateMassEq = -1;//getArbitrateMassEq(neqs);
|
||||||
us total_neqs = arma::sum(neqs);
|
|
||||||
|
|
||||||
if(total_neqs>constants::maxndofs) {
|
|
||||||
stringstream error;
|
|
||||||
error << "Too many DOFS required. Problem too large. Number of equations computed: ";
|
|
||||||
error << total_neqs;
|
|
||||||
throw TaSMETError(error);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// This vector of indices stores the last equation number + 1 for
|
|
||||||
// each equation set in a Segment
|
|
||||||
vus eqsend = arma::cumsum(neqs);
|
|
||||||
|
|
||||||
int arbitrateMassEq = getArbitrateMassEq(neqs);
|
|
||||||
|
|
||||||
// This is the mass in the sytem. Only counted when there is an
|
// This is the mass in the sytem. Only counted when there is an
|
||||||
// equation present which arbitrates the mass in the system
|
// equation present which arbitrates the mass in the system
|
||||||
d mass=0;
|
d mass=0;
|
||||||
|
|
||||||
VARTRACE(25,total_neqs);
|
|
||||||
VARTRACE(25,eqsend);
|
|
||||||
|
|
||||||
vd residual(total_neqs);
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef TASMET_DEBUG
|
#ifdef TASMET_DEBUG
|
||||||
residual = arma::datum::nan*ones(total_neqs);
|
_residual *= arma::datum::nan;
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
us i=0;
|
us segid;
|
||||||
const Segment* seg;
|
const Segment* seg;
|
||||||
for(auto seg_: _segs) {
|
for(auto seg_: _segs) {
|
||||||
|
segid = seg_.first;
|
||||||
seg = seg_.second;
|
seg = seg_.second;
|
||||||
|
|
||||||
if(i==0) {
|
|
||||||
// Put the residual of the segment in the over-all residual
|
// Put the residual of the segment in the over-all residual
|
||||||
seg->residualJac(residual.subvec(0,eqsend(0)-1));
|
seg->residualJac(_residual_eqs[segid],_jac[segid]);
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
seg->residualJac(residual.subvec(eqsend(i-1),eqsend(i)-1));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Count the mass, add it
|
// Count the mass, add it
|
||||||
if(arbitrateMassEq!=-1) {
|
if(arbitrateMassEq!=-1) {
|
||||||
mass += seg->getMass();
|
mass += seg->getMass();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
i++;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
us Ns = this->Ns();
|
||||||
|
vus neqs = getNEqs();
|
||||||
|
vus neqs_sum = arma::cumsum(neqs);
|
||||||
|
us total_neqs = arma::sum(neqs);
|
||||||
|
|
||||||
|
vus ndofs = getNDofs();
|
||||||
|
vus ndofs_sum = arma::cumsum(ndofs);
|
||||||
|
us total_ndofs = arma::sum(ndofs);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Now we create the triplets
|
||||||
|
TripletList triplets(total_neqs*Ns);
|
||||||
|
|
||||||
|
for(auto& segjacrows : _jac) {
|
||||||
|
|
||||||
|
// The current segment number
|
||||||
|
us segno = segjacrows.first;
|
||||||
|
|
||||||
|
// The row offset for this segment
|
||||||
|
us rowoffset = (segno==0) ? 0 : neqs_sum(segno-1)*Ns;
|
||||||
|
|
||||||
|
for(auto& jacrow: segjacrows.second) {
|
||||||
|
|
||||||
|
for(auto& jaccol : jacrow) {
|
||||||
|
const PosId& id = jaccol.first;
|
||||||
|
|
||||||
|
us coloffset = (id.segno==0) ? 0 : ndofs_sum(segno-1)*Ns;
|
||||||
|
coloffset += id.segoffset;
|
||||||
|
coloffset*=Ns;
|
||||||
|
|
||||||
|
dmat& colmat = jaccol.second;
|
||||||
|
|
||||||
|
for(us i=0;i<Ns;i++){
|
||||||
|
|
||||||
|
us row = rowoffset + i;
|
||||||
|
|
||||||
|
for(us j=0;j<Ns;j++) {
|
||||||
|
|
||||||
|
us col = coloffset + j;
|
||||||
|
triplets.addTriplet(Triplet(row,col,colmat(i,j)));
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
} // For loop over the columns
|
||||||
|
|
||||||
|
rowoffset += Ns;
|
||||||
|
|
||||||
|
} // For loop over the rows for this segment
|
||||||
|
|
||||||
|
} // For loop over the segments
|
||||||
|
|
||||||
TRACE(15,"Obtained residual from all Segments");
|
TRACE(15,"Obtained residual from all Segments");
|
||||||
|
|
||||||
#ifdef TASMET_DEBUG
|
#ifdef TASMET_DEBUG
|
||||||
@ -214,48 +286,33 @@ void TaSystem::residualJac(ResidualJac& resjac) const {
|
|||||||
#endif // TASMET_DEBUG
|
#endif // TASMET_DEBUG
|
||||||
|
|
||||||
// Exchange equation if we need to arbitrate mass
|
// Exchange equation if we need to arbitrate mass
|
||||||
if(arbitrateMassEq!=-1) {
|
if(arbitrateMassEq>=0) {
|
||||||
residual(arbitrateMassEq)=mass - _mass;
|
_residual(arbitrateMassEq)=mass - _mass;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
resjac.residual = residual;
|
resjac.jacobian = sdmat(triplets);
|
||||||
|
resjac.residual = _residual;
|
||||||
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
vd TaSystem::getSolution() const {
|
vd TaSystem::getSolution() const {
|
||||||
|
|
||||||
return _solution;
|
return _solution;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
const arma::subview_col<d> TaSystem::getSolution(const us seg_id) const {
|
const SegPositionMapper& TaSystem::getSolution(const us seg_id) const {
|
||||||
|
return _solution_dofs.at(seg_id);
|
||||||
vus ndofs = getNDofs();
|
|
||||||
vus dofsend = arma::cumsum(ndofs);
|
|
||||||
VARTRACE(15,dofsend);
|
|
||||||
VARTRACE(15,seg_id);
|
|
||||||
if(seg_id == 0) {
|
|
||||||
VARTRACE(15,_solution.size());
|
|
||||||
return _solution.subvec(0,dofsend(0)-1);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else {
|
|
||||||
return _solution.subvec(dofsend(seg_id-1),dofsend(seg_id)-1);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
vus TaSystem::getNDofs() const {
|
vus TaSystem::getNDofs() const {
|
||||||
TRACE(0,"TaSystem::getNDofs()");
|
TRACE(0,"TaSystem::getNDofs()");
|
||||||
vus Ndofs(_segs.size());
|
vus Ndofs(_segs.size());
|
||||||
us i=0;
|
|
||||||
for (auto seg : _segs) {
|
for (auto seg : _segs) {
|
||||||
Ndofs(i)=seg.second->getNDofs();
|
Ndofs(seg.first)=seg.second->getNDofs();
|
||||||
i++;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return Ndofs;
|
return Ndofs;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
vus TaSystem::getNEqs() const {
|
vus TaSystem::getNEqs() const {
|
||||||
TRACE(15,"TaSystem::getNEqs()");
|
TRACE(15,"TaSystem::getNEqs()");
|
||||||
vus Neqs(_segs.size());
|
vus Neqs(_segs.size());
|
||||||
us i=0;
|
|
||||||
for (auto seg :_segs) {
|
for (auto seg :_segs) {
|
||||||
Neqs(i)=seg.second->getNEqs();
|
Neqs(seg.first)=seg.second->getNEqs();
|
||||||
VARTRACE(15,Neqs(i));
|
|
||||||
i++;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
return Neqs;
|
return Neqs;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@ -341,7 +398,19 @@ TaSystem::~TaSystem() {
|
|||||||
cleanup();
|
cleanup();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
void TaSystem::cleanup() {
|
void TaSystem::cleanup() {
|
||||||
|
|
||||||
purge(_segs);
|
purge(_segs);
|
||||||
|
for(auto& segdofs: _solution_dofs) {
|
||||||
|
for(vd* dof : segdofs.second){
|
||||||
|
delete dof;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
for(auto& segdofs: _residual_eqs) {
|
||||||
|
for(vd* dof : segdofs.second){
|
||||||
|
delete dof;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
//////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||||
|
@ -11,9 +11,9 @@
|
|||||||
#include "system.h"
|
#include "system.h"
|
||||||
#include "globalconf.h"
|
#include "globalconf.h"
|
||||||
#include "triplets.h"
|
#include "triplets.h"
|
||||||
|
#include "jacobian.h"
|
||||||
#include "gas.h"
|
#include "gas.h"
|
||||||
#include "protobuf/system.pb.h"
|
#include "protobuf/system.pb.h"
|
||||||
#include <map>
|
|
||||||
#include <memory>
|
#include <memory>
|
||||||
|
|
||||||
class Segment;
|
class Segment;
|
||||||
@ -28,21 +28,48 @@ protected:
|
|||||||
|
|
||||||
std::unique_ptr<Gas> _gas;
|
std::unique_ptr<Gas> _gas;
|
||||||
|
|
||||||
|
mutable
|
||||||
vd _solution; /**< This column vector stores the
|
vd _solution; /**< This column vector stores the
|
||||||
current solution. */
|
current solution. */
|
||||||
|
|
||||||
std::vector<vd> _dofs; /**< This vector of column vectors
|
mutable
|
||||||
|
GlobalPositionMapper _solution_dofs; /**< This vector of column vectors
|
||||||
stores columns of doubles that do
|
stores columns of doubles that do
|
||||||
not own the memory they point
|
not own the memory they point
|
||||||
to. Instead, they use the memory of
|
to. Instead, they use the memory of
|
||||||
_solution.*/
|
_solution.*/
|
||||||
|
|
||||||
vus _startdof; // Store the start DOFS for each segment
|
|
||||||
|
mutable
|
||||||
|
vd _residual;
|
||||||
|
|
||||||
|
mutable
|
||||||
|
GlobalPositionMapper _residual_eqs;
|
||||||
|
|
||||||
|
mutable
|
||||||
|
Jacobian _jac; /**< Storing the Jacobian brings the
|
||||||
|
hugh benefit of only allocating the
|
||||||
|
memory once. Once this is done, all
|
||||||
|
values can be updated during each
|
||||||
|
iteration. */
|
||||||
|
|
||||||
TaSystem& operator=(const TaSystem& other)=delete;
|
TaSystem& operator=(const TaSystem& other)=delete;
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Initializes the _solution and _solution_dofs vector. This
|
||||||
|
* should be done during construction of the object. The method is
|
||||||
|
* called from all constructors. Should be done after construction
|
||||||
|
* of the segments.
|
||||||
|
*
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
void initSolRes();
|
||||||
public:
|
public:
|
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TaSystem(const TaSystem& o);
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TaSystem(const TaSystem& o);
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TaSystem(const pb::System&);
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TaSystem(const pb::System&);
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static TaSystem testSystem() {
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static TaSystem testSystem() {
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return TaSystem(pb::System::default_instance());
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return TaSystem(pb::System::default_instance());
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}
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}
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@ -67,7 +94,7 @@ public:
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vd getSolution() const;
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vd getSolution() const;
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// Obtain the solution vector for the Segment with given id
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// Obtain the solution vector for the Segment with given id
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const arma::subview_col<d> getSolution(const us seg_id) const;
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const SegPositionMapper& getSolution(const us seg_id) const;
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virtual void updateSolution(const vd& sol) {_solution = sol; } // Update the solution
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virtual void updateSolution(const vd& sol) {_solution = sol; } // Update the solution
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