| 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 |  *
 | 
|---|
| 5 |  *  vmg is free software: you can redistribute it and/or modify
 | 
|---|
| 6 |  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
|---|
| 7 |  *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
 | 
|---|
| 8 |  *  (at your option) any later version.
 | 
|---|
| 9 |  *
 | 
|---|
| 10 |  *  vmg is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
|---|
| 11 |  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
|---|
| 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 |  *
 | 
|---|
| 15 |  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
 | 
|---|
| 16 |  *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 | 
|---|
| 17 |  */
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|---|
| 18 | 
 | 
|---|
| 19 | /**
 | 
|---|
| 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
 | 
|---|
| 25 |  *         equation. Absolutely equivalent to the finite
 | 
|---|
| 26 |  *         difference discretization unless you use
 | 
|---|
| 27 |  *         hierarchically coarsened grids.
 | 
|---|
| 28 |  *
 | 
|---|
| 29 |  */
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|---|
| 30 | 
 | 
|---|
| 31 | #ifdef HAVE_CONFIG_H
 | 
|---|
| 32 | #include <libvmg_config.h>
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|---|
| 33 | #endif
 | 
|---|
| 34 | 
 | 
|---|
| 35 | #include "comm/comm.hpp"
 | 
|---|
| 36 | #include "discretization/discretization_poisson_fv.hpp"
 | 
|---|
| 37 | #include "grid/grid_index_translations.hpp"
 | 
|---|
| 38 | 
 | 
|---|
| 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 | }
 | 
|---|