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1 : // SPDX-FileCopyrightText: 2024 Daniel Abele <daniel.abele@dlr.de>
2 : //
3 : // SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
4 :
5 : #include "issm-precice/coupler.hpp"
6 : #include "issm-precice/compiler.hpp"
7 : #include "issm-precice/logging.hpp"
8 : #include "issm-precice/ranges.hpp"
9 : #include <cassert>
10 : #include <map>
11 : #include <ranges>
12 : #include <string>
13 : #include <vector>
14 :
15 : namespace stdr = std::ranges;
16 : namespace stdv = std::views;
17 :
18 : namespace ipc
19 : {
20 8 : ICoupler::~ICoupler()
21 : {
22 8 : }
23 :
24 4 : PreciceCoupler::PreciceCoupler(
25 : const std::vector<VariableDefinition>& variables,
26 : const std::string& config_file,
27 : const std::string& solver_name,
28 : const std::string& mesh_name,
29 4 : MPI_Comm comm)
30 4 : : m_initialized_mesh(false)
31 4 : , m_initialized_data(false)
32 4 : , m_finalized(false)
33 4 : , m_vertex_ids()
34 4 : , m_precice(
35 : solver_name,
36 : config_file,
37 4 : [comm]
38 : {
39 : int r;
40 4 : MPI_Comm_rank(comm, &r);
41 4 : return r;
42 : }(),
43 4 : [comm]
44 : {
45 : int sz;
46 4 : MPI_Comm_size(comm, &sz);
47 4 : return sz;
48 : }(),
49 : &comm)
50 4 : , m_mesh_name(mesh_name)
51 4 : , m_comm(comm)
52 : {
53 : // check valid dimensions
54 4 : maybe_unused(variables);
55 4 : auto dimensions = m_precice.getMeshDimensions(m_mesh_name);
56 4 : if (dimensions < 2 || dimensions > 3)
57 : {
58 0 : throw std::domain_error("Unsupported number of dimensions.");
59 : }
60 4 : }
61 :
62 4 : PreciceCoupler::~PreciceCoupler()
63 : {
64 4 : if (!m_finalized)
65 : {
66 4 : finalize();
67 : }
68 4 : }
69 :
70 4 : void PreciceCoupler::finalize()
71 : {
72 8 : IPC_LOG_INFO_0(m_comm, "Finalizing preCICE coupler.");
73 4 : assert(!m_finalized);
74 4 : m_precice.finalize();
75 4 : m_finalized = true;
76 4 : }
77 :
78 12 : int PreciceCoupler::get_dimensions() const
79 : {
80 12 : return m_precice.getMeshDimensions(m_mesh_name);
81 : }
82 :
83 4 : void PreciceCoupler::initialize_mesh()
84 : {
85 : //nothing to do since precice 3
86 4 : m_initialized_mesh = true;
87 4 : }
88 :
89 4 : void PreciceCoupler::initialize_data()
90 : {
91 4 : m_initialized_data = true;
92 4 : if (!m_precice.requiresInitialData())
93 : {
94 : // it's very unlikely that no data initialization is required, so we warn here.
95 : // also stops the exception thrown by precice when data initialization is enabled but requiresInitialData is
96 : // never called.
97 0 : IPC_LOG_WARN_0(m_comm, "No data initialization required. This is usually an error, did you forget to enable "
98 : "data initialization in your precice config? (<exchange ... initialize=\"1\">");
99 : }
100 4 : m_precice.initialize();
101 4 : }
102 :
103 2 : bool PreciceCoupler::is_mesh_connectivity_required() const
104 : {
105 2 : return m_precice.requiresMeshConnectivityFor(m_mesh_name);
106 : }
107 :
108 4 : void PreciceCoupler::setup_coordinates(std::span<const double> coordinates)
109 : {
110 4 : assert(coordinates.size() % get_dimensions() == 0);
111 :
112 4 : auto num_vertices = coordinates.size() / get_dimensions();
113 :
114 4 : m_vertex_ids.resize(num_vertices);
115 4 : m_precice.setMeshVertices(m_mesh_name, coordinates, m_vertex_ids);
116 4 : }
117 :
118 4 : void PreciceCoupler::setup_simplex_elements(std::span<const size_t> vertex_idxs)
119 : {
120 4 : if (get_dimensions() == 2)
121 : {
122 : //triangles
123 4 : assert(vertex_idxs.size() % 3 == 0);
124 16 : for (auto i = size_t(0); i < vertex_idxs.size(); i += 3)
125 : {
126 12 : m_precice.setMeshTriangle(
127 12 : m_mesh_name,
128 12 : m_vertex_ids[vertex_idxs[i]],
129 12 : m_vertex_ids[vertex_idxs[i + 1]],
130 12 : m_vertex_ids[vertex_idxs[i + 2]]);
131 : }
132 : }
133 0 : else if (get_dimensions() == 3)
134 : {
135 : //tetrahedrons
136 0 : assert(vertex_idxs.size() % 4 == 0);
137 0 : for (auto i = size_t(0); i < vertex_idxs.size(); i += 4)
138 : {
139 0 : m_precice.setMeshTetrahedron(
140 0 : m_mesh_name,
141 0 : m_vertex_ids[vertex_idxs[i]],
142 0 : m_vertex_ids[vertex_idxs[i + 1]],
143 0 : m_vertex_ids[vertex_idxs[i + 2]],
144 0 : m_vertex_ids[vertex_idxs[i + 3]]);
145 : }
146 : }
147 4 : }
148 :
149 6 : bool PreciceCoupler::is_coupling_ongoing() const
150 : {
151 6 : return m_precice.isCouplingOngoing();
152 : }
153 :
154 4 : void PreciceCoupler::read_data(const std::string& data_name, double dt, std::span<double> data) const
155 : {
156 4 : m_precice.readData(m_mesh_name, data_name, m_vertex_ids, dt, data);
157 4 : }
158 :
159 4 : void PreciceCoupler::write_data(const std::string& data_name, std::span<const double> data)
160 : {
161 4 : m_precice.writeData(m_mesh_name, data_name, m_vertex_ids, data);
162 4 : }
163 :
164 6 : void PreciceCoupler::advance(double dt)
165 : {
166 6 : IPC_LOG_INFO_0(m_comm, "Advance preCICE by {}", dt);
167 6 : m_precice.advance(dt);
168 6 : }
169 :
170 4 : double PreciceCoupler::get_time_step() const
171 : {
172 4 : return m_precice.getMaxTimeStepSize();
173 : }
174 :
175 : } // namespace ipc
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