| [de061d] | 1 | /*
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 | 2 |  *    vmg - a versatile multigrid solver
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 | 3 |  *    Copyright (C) 2012 Institute for Numerical Simulation, University of Bonn
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 | 4 |  *
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|---|
 | 5 |  *  vmg is free software: you can redistribute it and/or modify
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 | 6 |  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
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|---|
 | 7 |  *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
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|---|
 | 8 |  *  (at your option) any later version.
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|---|
 | 9 |  *
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|---|
 | 10 |  *  vmg is distributed in the hope that it will be useful,
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 | 11 |  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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|---|
 | 12 |  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
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|---|
 | 13 |  *  GNU General Public License for more details.
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|---|
 | 14 |  *
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|---|
 | 15 |  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
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 | 16 |  *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
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|---|
 | 17 |  */
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 | 18 | 
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|---|
 | 19 | /**
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 | 20 |  * @file   discretization_poisson_fv.cpp
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 | 21 |  * @author Julian Iseringhausen <isering@ins.uni-bonn.de>
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 | 22 |  * @date   Mon Apr 18 13:03:47 2011
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 | 23 |  *
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 | 24 |  * @brief  Finite volume discretization for the Poisson
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 | 25 |  *         equation. Absolutely equivalent to the finite
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|---|
 | 26 |  *         difference discretization unless you use
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|---|
 | 27 |  *         hierarchically coarsened grids.
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|---|
 | 28 |  *
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|---|
 | 29 |  */
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 | 30 | 
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|---|
 | 31 | #ifdef HAVE_CONFIG_H
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|---|
 | 32 | #include <libvmg_config.h>
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|---|
 | 33 | #endif
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|---|
 | 34 | 
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|---|
 | 35 | #include "comm/comm.hpp"
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|---|
 | 36 | #include "discretization/discretization_poisson_fv.hpp"
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|---|
 | 37 | #include "grid/grid_index_translations.hpp"
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|---|
 | 38 | 
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|---|
 | 39 | using namespace VMG;
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 | 40 | 
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 | 41 | void DiscretizationPoissonFV::InitDiscretizationPoissonFV()
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|---|
 | 42 | {
 | 
|---|
 | 43 |   switch (order)
 | 
|---|
 | 44 |   {
 | 
|---|
 | 45 |   case 2:
 | 
|---|
 | 46 |     stencil.SetDiag(6.0);
 | 
|---|
 | 47 |     stencil.push_back(-1,  0,  0, -1.0);
 | 
|---|
 | 48 |     stencil.push_back( 1,  0,  0, -1.0);
 | 
|---|
 | 49 |     stencil.push_back( 0, -1,  0, -1.0);
 | 
|---|
 | 50 |     stencil.push_back( 0,  1,  0, -1.0);
 | 
|---|
 | 51 |     stencil.push_back( 0,  0, -1, -1.0);
 | 
|---|
 | 52 |     stencil.push_back( 0,  0,  1, -1.0);
 | 
|---|
 | 53 |     break;
 | 
|---|
 | 54 |   case 4:
 | 
|---|
 | 55 |     stencil.SetDiag(24.0/6.0);
 | 
|---|
 | 56 |     stencil.push_back(-1,  0,  0, -2.0/6.0);
 | 
|---|
 | 57 |     stencil.push_back( 1,  0,  0, -2.0/6.0);
 | 
|---|
 | 58 |     stencil.push_back( 0, -1,  0, -2.0/6.0);
 | 
|---|
 | 59 |     stencil.push_back( 0,  1,  0, -2.0/6.0);
 | 
|---|
 | 60 |     stencil.push_back( 0,  0, -1, -2.0/6.0);
 | 
|---|
 | 61 |     stencil.push_back( 0,  0,  1, -2.0/6.0);
 | 
|---|
 | 62 |     stencil.push_back(-1, -1,  0, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 63 |     stencil.push_back(-1,  1,  0, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 64 |     stencil.push_back( 1, -1,  0, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 65 |     stencil.push_back( 1,  1,  0, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 66 |     stencil.push_back(-1,  0, -1, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 67 |     stencil.push_back(-1,  0,  1, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 68 |     stencil.push_back( 1,  0, -1, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 69 |     stencil.push_back( 1,  0,  1, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 70 |     stencil.push_back( 0, -1, -1, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 71 |     stencil.push_back( 0, -1,  1, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 72 |     stencil.push_back( 0,  1, -1, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 73 |     stencil.push_back( 0,  1,  1, -1.0/6.0);
 | 
|---|
 | 74 |     break;
 | 
|---|
 | 75 |   default:
 | 
|---|
 | 76 |     assert(0 != "vmg choose discretization order 2 or 4");
 | 
|---|
 | 77 |     break;
 | 
|---|
 | 78 |   }
 | 
|---|
 | 79 | }
 | 
|---|
 | 80 | 
 | 
|---|
 | 81 | void DiscretizationPoissonFV::ModifyRightHandSide()
 | 
|---|
 | 82 | {
 | 
|---|
 | 83 |   if (order == 4) {
 | 
|---|
 | 84 | 
 | 
|---|
 | 85 |     Grid& rhs = MG::GetRhsMaxLevel();
 | 
|---|
 | 86 | 
 | 
|---|
 | 87 |     Stencil stencil(6.0/12.0);
 | 
|---|
 | 88 |     stencil.push_back(-1,  0,  0, 1.0/12.0);
 | 
|---|
 | 89 |     stencil.push_back( 1,  0,  0, 1.0/12.0);
 | 
|---|
 | 90 |     stencil.push_back( 0, -1,  0, 1.0/12.0);
 | 
|---|
 | 91 |     stencil.push_back( 0,  1,  0, 1.0/12.0);
 | 
|---|
 | 92 |     stencil.push_back( 0,  0, -1, 1.0/12.0);
 | 
|---|
 | 93 |     stencil.push_back( 0,  0,  1, 1.0/12.0);
 | 
|---|
 | 94 | 
 | 
|---|
 | 95 |     stencil.Apply(rhs);
 | 
|---|
 | 96 | 
 | 
|---|
 | 97 |   }
 | 
|---|
 | 98 | }
 | 
|---|
 | 99 | 
 | 
|---|
 | 100 | void DiscretizationPoissonFV::SetInnerBoundaryCompute(Grid& sol_f, Grid& rhs_f, Grid& sol_c) const
 | 
|---|
 | 101 | {
 | 
|---|
 | 102 |   Index i_c, i_f;
 | 
|---|
 | 103 | 
 | 
|---|
 | 104 |   Comm& comm = *MG::GetComm();
 | 
|---|
 | 105 | 
 | 
|---|
 | 106 |   const Boundary& bc = comm.BoundaryConditions();
 | 
|---|
 | 107 |   const Index off((GridIndexTranslations::LocalToGlobal(sol_f, sol_f.Local().Begin())[0] % 2 == 0 ? 0 : 1),
 | 
|---|
 | 108 |                   (GridIndexTranslations::LocalToGlobal(sol_f, sol_f.Local().Begin())[1] % 2 == 0 ? 0 : 1),
 | 
|---|
 | 109 |                   (GridIndexTranslations::LocalToGlobal(sol_f, sol_f.Local().Begin())[2] % 2 == 0 ? 0 : 1));
 | 
|---|
 | 110 | 
 | 
|---|
 | 111 |   const Index begin_f = sol_f.Local().Begin() - off;
 | 
|---|
 | 112 |   const Index end_f = sol_f.Local().End();
 | 
|---|
 | 113 | 
 | 
|---|
 | 114 |   const Index begin_c = GridIndexTranslations::GlobalFinestToLocal(sol_c, GridIndexTranslations::LocalToGlobalFinest(sol_f, begin_f));
 | 
|---|
 | 115 | 
 | 
|---|
 | 116 |   const Index b1_f = sol_f.Local().BoundaryBegin1();
 | 
|---|
 | 117 |   const Index b2_f = sol_f.Local().BoundaryBegin2();
 | 
|---|
 | 118 | 
 | 
|---|
 | 119 |   const Index b1_finest = GridIndexTranslations::LocalToGlobalFinest(sol_f, sol_f.Local().Begin() + off);
 | 
|---|
 | 120 |   const Index b2_finest = GridIndexTranslations::LocalToGlobalFinest(sol_f, sol_f.Local().End()-1);
 | 
|---|
 | 121 | 
 | 
|---|
 | 122 |   const Index b1_c = GridIndexTranslations::GlobalFinestToLocal(sol_c, b1_finest) - 1;
 | 
|---|
 | 123 |   const Index b2_c = GridIndexTranslations::GlobalFinestToLocal(sol_c, b2_finest) + 1;
 | 
|---|
 | 124 | 
 | 
|---|
 | 125 |   const vmg_float c_1_3 = 1.0 / 3.0;
 | 
|---|
 | 126 |   const vmg_float c_2_3 = 2.0 / 3.0;
 | 
|---|
 | 127 |   const vmg_float c_4_3 = 4.0 / 3.0;
 | 
|---|
 | 128 | 
 | 
|---|
 | 129 |   comm.CommToGhosts(sol_f);
 | 
|---|
 | 130 |   comm.CommToGhosts(sol_c);
 | 
|---|
 | 131 | 
 | 
|---|
 | 132 |   //
 | 
|---|
 | 133 |   // X-direction
 | 
|---|
 | 134 |   //
 | 
|---|
 | 135 |   if (bc.X() == Open) {
 | 
|---|
 | 136 | 
 | 
|---|
 | 137 |     if (sol_f.Local().BoundarySize1().X() > 0) {
 | 
|---|
 | 138 | 
 | 
|---|
 | 139 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y(), i_c.Y()=begin_c.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2, ++i_c.Y())
 | 
|---|
 | 140 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(), i_c.Z()=begin_c.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2, ++i_c.Z())
 | 
|---|
 | 141 |           rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (sol_c(b1_c.X(),i_c.Y(),i_c.Z()) - sol_f(b1_f.X()+1,i_f.Y(),i_f.Z()));
 | 
|---|
 | 142 | 
 | 
|---|
 | 143 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y()+1; i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 144 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 145 |           rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y()-1,i_f.Z()) + rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y()+1,i_f.Z()));
 | 
|---|
 | 146 | 
 | 
|---|
 | 147 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 148 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z()+1; i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 149 |           rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()-1) + rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 150 | 
 | 
|---|
 | 151 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y()+1; i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 152 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z()+1; i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 153 |           rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = 0.25 * (rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y()-1,i_f.Z()-1) +
 | 
|---|
 | 154 |                                                     rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y()+1,i_f.Z()-1) +
 | 
|---|
 | 155 |                                                     rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y()-1,i_f.Z()+1) +
 | 
|---|
 | 156 |                                                     rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y()+1,i_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 157 | 
 | 
|---|
 | 158 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); ++i_f.Y())
 | 
|---|
 | 159 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); ++i_f.Z())
 | 
|---|
 | 160 |           rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = sol_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = c_2_3 * rhs_f(b1_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 161 |                                                                               c_4_3 * sol_f(b1_f.X()+1,i_f.Y(),i_f.Z()) -
 | 
|---|
 | 162 |                                                                               c_1_3 * sol_f(b1_f.X()+2,i_f.Y(),i_f.Z());
 | 
|---|
 | 163 | 
 | 
|---|
 | 164 |     }
 | 
|---|
 | 165 | 
 | 
|---|
 | 166 |     if (sol_f.Local().BoundarySize2().X() > 0) {
 | 
|---|
 | 167 | 
 | 
|---|
 | 168 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y(), i_c.Y()=begin_c.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2, ++i_c.Y())
 | 
|---|
 | 169 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(), i_c.Z()=begin_c.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2, ++i_c.Z())
 | 
|---|
 | 170 |           rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (sol_c(b2_c.X(),i_c.Y(),i_c.Z()) - sol_f(b2_f.X()-1,i_f.Y(),i_f.Z()));
 | 
|---|
 | 171 | 
 | 
|---|
 | 172 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y()+1; i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 173 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 174 |           rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y()-1,i_f.Z()) + rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y()+1,i_f.Z()));
 | 
|---|
 | 175 | 
 | 
|---|
 | 176 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 177 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z()+1; i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 178 |           rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()-1) + rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 179 | 
 | 
|---|
 | 180 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y()+1; i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 181 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z()+1; i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 182 |           rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = 0.25 * (rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y()-1,i_f.Z()-1) +
 | 
|---|
 | 183 |                                                     rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y()+1,i_f.Z()-1) +
 | 
|---|
 | 184 |                                                     rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y()-1,i_f.Z()+1) +
 | 
|---|
 | 185 |                                                     rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y()+1,i_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 186 | 
 | 
|---|
 | 187 |       for (i_f.Y()=begin_f.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); ++i_f.Y())
 | 
|---|
 | 188 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); ++i_f.Z())
 | 
|---|
 | 189 |           rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = sol_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) = c_2_3 * rhs_f(b2_f.X(),i_f.Y(),i_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 190 |                                                                               c_4_3 * sol_f(b2_f.X()-1,i_f.Y(),i_f.Z()) -
 | 
|---|
 | 191 |                                                                               c_1_3 * sol_f(b2_f.X()-2,i_f.Y(),i_f.Z());
 | 
|---|
 | 192 | 
 | 
|---|
 | 193 |     }
 | 
|---|
 | 194 |   }
 | 
|---|
 | 195 | 
 | 
|---|
 | 196 |   //
 | 
|---|
 | 197 |   // Y-direction
 | 
|---|
 | 198 |   //
 | 
|---|
 | 199 |   if (bc.Y() == Open) {
 | 
|---|
 | 200 | 
 | 
|---|
 | 201 |     if (sol_f.Local().BoundarySize1().Y() > 0) {
 | 
|---|
 | 202 | 
 | 
|---|
 | 203 |       for (i_f.X()=begin_f.X(), i_c.X()=begin_c.X(); i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2, ++i_c.X())
 | 
|---|
 | 204 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(), i_c.Z()=begin_c.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2, ++i_c.Z())
 | 
|---|
 | 205 |           rhs_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (sol_c(i_c.X(),b1_c.Y(),i_c.Z()) - sol_f(i_f.X(),b1_f.Y()+1,i_f.Z()));
 | 
|---|
 | 206 | 
 | 
|---|
 | 207 |       for (i_f.X()=begin_f.X()+1; i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 208 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 209 |           rhs_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(i_f.X()-1,b1_f.Y(),i_f.Z()) + rhs_f(i_f.X()+1,b1_f.Y(),i_f.Z()));
 | 
|---|
 | 210 | 
 | 
|---|
 | 211 |       for (i_f.X()=begin_f.X(); i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 212 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z()+1; i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 213 |           rhs_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()-1) + rhs_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 214 | 
 | 
|---|
 | 215 |       for (i_f.X()=begin_f.X()+1; i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 216 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z()+1; i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 217 |           rhs_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()) = 0.25 * (rhs_f(i_f.X()-1,b1_f.Y(),i_f.Z()-1) +
 | 
|---|
 | 218 |                                                     rhs_f(i_f.X()+1,b1_f.Y(),i_f.Z()-1) +
 | 
|---|
 | 219 |                                                     rhs_f(i_f.X()-1,b1_f.Y(),i_f.Z()+1) +
 | 
|---|
 | 220 |                                                     rhs_f(i_f.X()+1,b1_f.Y(),i_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 221 | 
 | 
|---|
 | 222 |       for (i_f.X()=begin_f.X(); i_f.X()<end_f.X(); ++i_f.X())
 | 
|---|
 | 223 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); ++i_f.Z())
 | 
|---|
 | 224 |           rhs_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()) = sol_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()) = c_2_3 * rhs_f(i_f.X(),b1_f.Y(),i_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 225 |                                                                               c_4_3 * sol_f(i_f.X(),b1_f.Y()+1,i_f.Z()) -
 | 
|---|
 | 226 |                                                                               c_1_3 * sol_f(i_f.X(),b1_f.Y()+2,i_f.Z());
 | 
|---|
 | 227 | 
 | 
|---|
 | 228 |     }
 | 
|---|
 | 229 | 
 | 
|---|
 | 230 |     if (sol_f.Local().BoundarySize2().Y() > 0) {
 | 
|---|
 | 231 | 
 | 
|---|
 | 232 |       for (i_f.X()=begin_f.X(), i_c.X()=begin_c.X(); i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2, ++i_c.X())
 | 
|---|
 | 233 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(), i_c.Z()=begin_c.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2, ++i_c.Z())
 | 
|---|
 | 234 |           rhs_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (sol_c(i_c.X(),b2_c.Y(),i_c.Z()) - sol_f(i_f.X(),b2_f.Y()-1,i_f.Z()));
 | 
|---|
 | 235 | 
 | 
|---|
 | 236 |       for (i_f.X()=begin_f.X()+1; i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 237 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 238 |           rhs_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(i_f.X()-1,b2_f.Y(),i_f.Z()) + rhs_f(i_f.X()+1,b2_f.Z(),i_f.Z()));
 | 
|---|
 | 239 | 
 | 
|---|
 | 240 |       for (i_f.X()=begin_f.X(); i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 241 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z()+1; i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 242 |           rhs_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()-1) + rhs_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 243 | 
 | 
|---|
 | 244 |       for (i_f.X()=begin_f.X()+1; i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 245 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z()+1; i_f.Z()<end_f.Z(); i_f.Z()+=2)
 | 
|---|
 | 246 |           rhs_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()) = 0.25 * (rhs_f(i_f.X()-1,b2_f.Y(),i_f.Z()-1) +
 | 
|---|
 | 247 |                                                     rhs_f(i_f.X()+1,b2_f.Y(),i_f.Z()-1) +
 | 
|---|
 | 248 |                                                     rhs_f(i_f.X()-1,b2_f.Y(),i_f.Z()+1) +
 | 
|---|
 | 249 |                                                     rhs_f(i_f.X()+1,b2_f.Y(),i_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 250 | 
 | 
|---|
 | 251 |       for (i_f.X()=begin_f.X(); i_f.X()<end_f.X(); ++i_f.X())
 | 
|---|
 | 252 |         for (i_f.Z()=begin_f.Z(); i_f.Z()<end_f.Z(); ++i_f.Z())
 | 
|---|
 | 253 |           rhs_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()) = sol_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()) = c_2_3 * rhs_f(i_f.X(),b2_f.Y(),i_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 254 |                                                                               c_4_3 * sol_f(i_f.X(),b2_f.Y()-1,i_f.Z()) -
 | 
|---|
 | 255 |                                                                               c_1_3 * sol_f(i_f.X(),b2_f.Y()-2,i_f.Z());
 | 
|---|
 | 256 | 
 | 
|---|
 | 257 |     }
 | 
|---|
 | 258 | 
 | 
|---|
 | 259 |   }
 | 
|---|
 | 260 | 
 | 
|---|
 | 261 |   //
 | 
|---|
 | 262 |   // Z-direction
 | 
|---|
 | 263 |   //
 | 
|---|
 | 264 |   if (bc.Z() == Open) {
 | 
|---|
 | 265 | 
 | 
|---|
 | 266 |     if (sol_f.Local().BoundarySize1().Z() > 0) {
 | 
|---|
 | 267 | 
 | 
|---|
 | 268 |       for (i_f.X()=begin_f.X(), i_c.X()=begin_c.X(); i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2, ++i_c.X())
 | 
|---|
 | 269 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y(), i_c.Y()=begin_c.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2, ++i_c.Y())
 | 
|---|
 | 270 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()) = 0.5 * (sol_c(i_c.X(),i_c.Y(),b1_c.Z()) - sol_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()+1));
 | 
|---|
 | 271 | 
 | 
|---|
 | 272 |       for (i_f.X()=begin_f.X()+1; i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 273 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 274 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(i_f.X()-1,i_f.Y(),b1_f.Z()) + rhs_f(i_f.X()+1,i_f.Y(),b1_f.Z()));
 | 
|---|
 | 275 | 
 | 
|---|
 | 276 |       for (i_f.X()=begin_f.X(); i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 277 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y()+1; i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 278 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(i_f.X(),i_f.Y()-1,b1_f.Z()) + rhs_f(i_f.X(),i_f.Y()+1,b1_f.Z()));
 | 
|---|
 | 279 | 
 | 
|---|
 | 280 |       for (i_f.X()=begin_f.X()+1; i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 281 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y()+1; i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 282 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()) = 0.25 * (rhs_f(i_f.X()-1,i_f.Y()-1,b1_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 283 |                                                     rhs_f(i_f.X()+1,i_f.Y()-1,b1_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 284 |                                                     rhs_f(i_f.X()-1,i_f.Y()+1,b1_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 285 |                                                     rhs_f(i_f.X()+1,i_f.Y()+1,b1_f.Z()));
 | 
|---|
 | 286 | 
 | 
|---|
 | 287 |       for (i_f.X()=begin_f.X(); i_f.X()<end_f.X(); ++i_f.X())
 | 
|---|
 | 288 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); ++i_f.Y())
 | 
|---|
 | 289 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()) = sol_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()) = c_2_3 * rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 290 |                                                                               c_4_3 * sol_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()+1) -
 | 
|---|
 | 291 |                                                                               c_1_3 * sol_f(i_f.X(),i_f.Y(),b1_f.Z()+2);
 | 
|---|
 | 292 | 
 | 
|---|
 | 293 |     }
 | 
|---|
 | 294 | 
 | 
|---|
 | 295 |     if (sol_f.Local().BoundarySize2().Z() > 0) {
 | 
|---|
 | 296 | 
 | 
|---|
 | 297 |       for (i_f.X()=begin_f.X(), i_c.X()=begin_c.X(); i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2, ++i_c.X())
 | 
|---|
 | 298 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y(), i_c.Y()=begin_c.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2, ++i_c.Y())
 | 
|---|
 | 299 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()) = 0.5 * (sol_c(i_c.X(),i_c.Y(),b2_c.Z()) - sol_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()-1));
 | 
|---|
 | 300 | 
 | 
|---|
 | 301 |       for (i_f.X()=begin_f.X()+1; i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 302 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 303 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(i_f.X()-1,i_f.Y(),b2_f.Z()) + rhs_f(i_f.X()+1,i_f.Y(),b2_f.Z()));
 | 
|---|
 | 304 | 
 | 
|---|
 | 305 |       for (i_f.X()=begin_f.X(); i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 306 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y()+1; i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 307 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()) = 0.5 * (rhs_f(i_f.X(),i_f.Y()-1,b2_f.Z()) + rhs_f(i_f.X(),i_f.Y()+1,b2_f.Z()));
 | 
|---|
 | 308 | 
 | 
|---|
 | 309 |       for (i_f.X()=begin_f.X()+1; i_f.X()<end_f.X(); i_f.X()+=2)
 | 
|---|
 | 310 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y()+1; i_f.Y()<end_f.Y(); i_f.Y()+=2)
 | 
|---|
 | 311 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()) = 0.25 * (rhs_f(i_f.X()-1,i_f.Y()-1,b2_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 312 |                                                     rhs_f(i_f.X()+1,i_f.Y()-1,b2_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 313 |                                                     rhs_f(i_f.X()-1,i_f.Y()+1,b2_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 314 |                                                     rhs_f(i_f.X()+1,i_f.Y()+1,b2_f.Z()));
 | 
|---|
 | 315 | 
 | 
|---|
 | 316 |       for (i_f.X()=begin_f.X(); i_f.X()<end_f.X(); ++i_f.X())
 | 
|---|
 | 317 |         for (i_f.Y()=begin_f.Y(); i_f.Y()<end_f.Y(); ++i_f.Y())
 | 
|---|
 | 318 |           rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()) = sol_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()) = c_2_3 * rhs_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()) +
 | 
|---|
 | 319 |                                                                               c_4_3 * sol_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()-1) -
 | 
|---|
 | 320 |                                                                               c_1_3 * sol_f(i_f.X(),i_f.Y(),b2_f.Z()-2);
 | 
|---|
 | 321 | 
 | 
|---|
 | 322 |     }
 | 
|---|
 | 323 | 
 | 
|---|
 | 324 |   }
 | 
|---|
 | 325 | 
 | 
|---|
 | 326 | #ifdef DEBUG_MATRIX_CHECKS
 | 
|---|
 | 327 |   rhs_f.IsConsistent();
 | 
|---|
 | 328 |   sol_f.IsConsistent();
 | 
|---|
 | 329 | #endif
 | 
|---|
 | 330 | }
 | 
|---|