src/meshTools/PointEdgeWave/PointEdgeWave.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
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   4    \\    /   O peration     |
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  10
  11     OpenFOAM is free software; you can redistribute it and/or modify it
  12     under the terms of the GNU General Public License as published by the
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  15
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  19     for more details.
  20
  21     You should have received a copy of the GNU General Public License
  22     along with OpenFOAM; if not, write to the Free Software Foundation,
  23     Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  24
  25 Class
  26     Foam::PointEdgeWave
  27
  28 Description
  29     Wave propagation of information through grid. Every iteration
  30     information goes through one layer of edges. Templated on information
  31     that is transferred.
  32
  33     Templated on information that is transferred.
  34     Handles parallel and cyclics. Only parallel reasonably tested. Cyclics
  35     hardly tested.
  36
  37     Note: whether to propagate depends on the return value of Type::update
  38     which returns true (i.e. propagate) if the value changes by more than a
  39     certain tolerance.
  40
  41     Note: parallel is done in two steps:
  42       -# transfer patch points in offset notation, i.e. every patch
  43          point is denoted by a patchface label and an index in this face.
  44          Receiving end uses that fact that f[0] is shared and order is
  45          reversed.
  46       -# do all non-local shared points by means of reduce of data on them.
  47
  48     Note: cyclics is with offset in patchface as well. Patch is divided into
  49     two sub patches and the point-point addressing is never explicitly
  50     calculated but instead use is made of the face-face correspondence.
  51     (it probably is more efficient to calculate a point-point
  52     correspondence at the start and then reuse this; task to be done)
  53
  54 SourceFiles
  55     PointEdgeWave.C
  56
  57 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  58
  59 #ifndef PointEdgeWave_H
  60 #define PointEdgeWave_H
  61
  62 #include "label.H"
  63 #include "boolList.H"
  64 #include "scalarField.H"
  65 #include "pointFields.H"
  66 #include "tensor.H"
  67 #include "primitivePatch.H"
  68 #include "PtrList.H"
  69
  70 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  71
  72 namespace Foam
  73 {
  74
  75 // Forward declaration of classes
  76 class polyMesh;
  77
  78
  79 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  80                         Class PointEdgeWaveName Declaration
  81 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  82
  83 TemplateName(PointEdgeWave);
  84
  85
  86 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  87                            Class PointEdgeWave Declaration
  88 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  89
  90 template <class Type>
  91 class PointEdgeWave
  92 :
  93     public PointEdgeWaveName
  94 {
  95   // Private static data
  96
  97         //- Relative tolerance. Stop propagation if relative changes
  98         //  less than this tolerance (responsability for checking this is
  99         //  up to Type implementation)
 100         static scalar propagationTol_;
 101
 102
 103     // Private data
 104
 105         //- Reference to mesh
 106         const polyMesh& mesh_;
 107
 108         //- Wall information for all points
 109         List<Type>& allPointInfo_;
 110
 111         //- Information on all mesh edges
 112         List<Type>& allEdgeInfo_;
 113
 114         //- Has point changed
 115         boolList changedPoint_;
 116
 117         //- List of changed points
 118         labelList changedPoints_;
 119
 120         //- Number of changed points
 121         label nChangedPoints_;
 122
 123         //- Edges that have changed
 124         boolList changedEdge_;
 125         labelList changedEdges_;
 126         label nChangedEdges_;
 127
 128         //- Number of cyclic patches
 129         label nCyclicPatches_;
 130
 131         //- For every cyclic patch two primitivePatches
 132         PtrList<primitivePatch> cycHalves_;
 133
 134         //- Number of evaluations
 135         label nEvals_;
 136
 137         //- Number of unvisited edges/points
 138         label nUnvisitedPoints_;
 139         label nUnvisitedEdges_;
 140
 141
 142     // Private Member Functions
 143
 144         //- Add value to all elements of labelList
 145         static void offset(const label val, labelList& elems);
 146
 147
 148         //- Adapt pointInfo for leaving domain
 149         void leaveDomain
 150         (
 151             const polyPatch& meshPatch,
 152             const primitivePatch& patch,
 153             const List<label>& patchPointLabels,
 154             List<Type>& pointInfo
 155         ) const;
 156
 157         //- Adapt pointInfo for entering domain
 158         void enterDomain
 159         (
 160             const polyPatch& meshPatch,
 161             const primitivePatch& patch,
 162             const List<label>& patchPointLabels,
 163             List<Type>& pointInfo
 164         ) const;
 165
 166         //- Transform. Implementation referred to Type
 167         void transform
 168         (
 169             const tensorField& rotTensor,
 170             List<Type>& pointInfo
 171         ) const;
 172
 173         //- Updates pointInfo with information from neighbour. Updates all
 174         //  statistics.
 175         bool updatePoint
 176         (
 177             const label pointI,
 178             const label neighbourEdgeI,
 179             const Type& neighbourInfo,
 180             const scalar tol,
 181             Type& pointInfo
 182         );
 183
 184         //- Updates pointInfo with information from same point. Updates all
 185         //  statistics.
 186         bool updatePoint
 187         (
 188             const label pointI,
 189             const Type& neighbourInfo,
 190             const scalar tol,
 191             Type& pointInfo
 192         );
 193
 194         //- Updates edgeInfo with information from neighbour. Updates all
 195         //  statistics.
 196         bool updateEdge
 197         (
 198             const label edgeI,
 199             const label neighbourPointI,
 200             const Type& neighbourInfo,
 201             const scalar tol,
 202             Type& edgeInfo
 203         );
 204
 205         // Parallel, cyclic
 206
 207             //- Has patches of certain type?
 208             template <class PatchType>
 209             label countPatchType() const;
 210
 211             //- Get info on patch points
 212             void getChangedPatchPoints
 213             (
 214                 const primitivePatch& patch,
 215                 DynamicList<Type>& patchInfo,
 216                 DynamicList<label>& patchPoints,
 217                 DynamicList<label>& owner,
 218                 DynamicList<label>& ownerIndex
 219             ) const;
 220
 221             //- Merge data from patch into overall data
 222             void updateFromPatchInfo
 223             (
 224                 const polyPatch& meshPatch,
 225                 const primitivePatch& patch,
 226                 const labelList& owner,
 227                 const labelList& ownerIndex,
 228                 List<Type>& patchInfo
 229             );
 230
 231             //- Merge data from across processor boundaries
 232             void handleProcPatches();
 233
 234             //- Calculate cyclic halves addressing.
 235             void calcCyclicAddressing();
 236
 237             //- Merge data from across cyclic boundaries
 238             void handleCyclicPatches();
 239
 240
 241         //- Disallow default bitwise copy construct
 242         PointEdgeWave(const PointEdgeWave&);
 243
 244         //- Disallow default bitwise assignment
 245         void operator=(const PointEdgeWave&);
 246
 247 public:
 248
 249     // Static Functions
 250
 251         //- Access to tolerance
 252         static scalar propagationTol()
 253         {
 254             return propagationTol_;
 255         }
 256
 257         //- Change tolerance
 258         static void setPropagationTol(const scalar tol)
 259         {
 260             propagationTol_ = tol;
 261         }
 262
 263
 264
 265     // Constructors
 266
 267         //- Construct from mesh, list of changed points with the Type
 268         //  for these points. Gets work arrays to operate on, one of size
 269         //  number of mesh points, the other number of mesh edges.
 270         //  Iterates until nothing changes or maxIter reached.
 271         //  (maxIter can be 0)
 272         PointEdgeWave
 273         (
 274             const polyMesh& mesh,
 275             const labelList& initialPoints,
 276             const List<Type>& initialPointsInfo,
 277             List<Type>& allPointInfo,
 278             List<Type>& allEdgeInfo,
 279             const label maxIter
 280         );
 281
 282
 283     // Destructor
 284
 285         ~PointEdgeWave();
 286
 287
 288     // Member Functions
 289
 290         //- Get allPointInfo
 291         const List<Type>& allPointInfo() const
 292         {
 293             return allPointInfo_;
 294         }
 295
 296         //- Get allEdgeInfo
 297         const List<Type>& allEdgeInfo() const
 298         {
 299             return allEdgeInfo_;
 300         }
 301
 302         //- Get number of unvisited edges, i.e. edges that were not (yet)
 303         //  reached from walking across mesh. This can happen from
 304         //  - not enough iterations done
 305         //  - a disconnected mesh
 306         //  - a mesh without walls in it
 307         label getUnsetEdges() const;
 308
 309         label getUnsetPoints() const;
 310
 311         //- Copy initial data into allPointInfo_
 312         void setPointInfo
 313         (
 314             const labelList& changedPoints,
 315             const List<Type>& changedPointsInfo
 316         );
 317
 318         //- Propagate from point to edge. Returns total number of edges
 319         //  (over all processors) changed.
 320         label pointToEdge();
 321
 322         //- Propagate from edge to point. Returns total number of points
 323         //  (over all processors) changed.
 324         label edgeToPoint();
 325
 326         //- Iterate until no changes or maxIter reached. Returns actual
 327         //  number of iterations.
 328         label iterate(const label maxIter);
 329 };
 330
 331
 332 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 333
 334 /*---------------------------------------------------------------------------*\
 335                         Class listUpdateOp Declaration
 336 \*---------------------------------------------------------------------------*/
 337
 338 //- List update operation
 339 template <class Type>
 340 class listUpdateOp
 341 {
 342
 343 public:
 344
 345     void operator()(List<Type>& x, const List<Type>& y) const
 346     {
 347         forAll(x, i)
 348         {
 349             x[i].updatePoint(y[i], PointEdgeWave<Type>::propagationTol());
 350         }
 351     }
 352 };
 353
 354 } // End namespace Foam
 355
 356
 357 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 358
 359 #ifdef NoRepository
 360 #   include "PointEdgeWave.C"
 361 #endif
 362
 363 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 364
 365 #endif
 366
 367 // ************************************************************************* //