test diff operators more thoroughly
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Magnus Ulimoen
parent
64e1aec294
commit
2b7380ea3b
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@ -78,3 +78,47 @@ mod traditional4;
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||||||
pub use traditional4::SBP4;
|
pub use traditional4::SBP4;
|
||||||
mod traditional8;
|
mod traditional8;
|
||||||
pub use traditional8::SBP8;
|
pub use traditional8::SBP8;
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#[cfg(test)]
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|
pub(crate) mod testing {
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use super::*;
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use ndarray::prelude::*;
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|
pub(crate) fn grid_eval<F: Fn(Float, Float) -> Float>(
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||||||
|
n: (usize, usize),
|
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|
f: F,
|
||||||
|
) -> Array2<Float> {
|
||||||
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let nx = n.1;
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|
let dx = 1.0 / (nx - 1) as Float;
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||||||
|
let ny = n.0;
|
||||||
|
let dy = 1.0 / (ny - 1) as Float;
|
||||||
|
Array2::from_shape_fn(n, |(j, i)| {
|
||||||
|
let x = dx * i as Float;
|
||||||
|
let y = dy * j as Float;
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||||||
|
f(x, y)
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||||||
|
})
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||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
pub(crate) fn check_operator_on<SBP, F, FX, FY>(
|
||||||
|
n: (usize, usize),
|
||||||
|
f: F,
|
||||||
|
dfdx: FX,
|
||||||
|
dfdy: FY,
|
||||||
|
eps: Float,
|
||||||
|
) where
|
||||||
|
SBP: SbpOperator,
|
||||||
|
F: Fn(Float, Float) -> Float,
|
||||||
|
FX: Fn(Float, Float) -> Float,
|
||||||
|
FY: Fn(Float, Float) -> Float,
|
||||||
|
{
|
||||||
|
let mut y = Array2::zeros(n);
|
||||||
|
let x = grid_eval(n, f);
|
||||||
|
|
||||||
|
y.fill(0.0);
|
||||||
|
SBP::diffxi(x.view(), y.view_mut());
|
||||||
|
approx::assert_abs_diff_eq!(&y, &grid_eval(n, dfdx), epsilon = eps);
|
||||||
|
|
||||||
|
y.fill(0.0);
|
||||||
|
SBP::diffeta(x.view(), y.view_mut());
|
||||||
|
approx::assert_abs_diff_eq!(&y, &grid_eval(n, dfdy), epsilon = eps);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
||||||
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|
@ -45,3 +45,27 @@ impl SbpOperator for SBP4 {
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Self::HBLOCK
|
Self::HBLOCK
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
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#[test]
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|
fn test_trad4() {
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||||||
|
use super::testing::*;
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|
use super::*;
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|
let nx = 20;
|
||||||
|
let ny = 13;
|
||||||
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|
||||||
|
check_operator_on::<SBP4, _, _, _>((ny, nx), |x, y| x + 2.0 * y, |_, _| 1.0, |_, _| 2.0, 1e-4);
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP4, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x * x + 2.0 * x * y + 3.0 * y * y,
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x + 2.0 * y,
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x + 6.0 * y,
|
||||||
|
1e-3,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP4, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(3) + 2.0 * x.powi(2) * y + 3.0 * x * y.powi(2) + 4.0 * y.powi(3),
|
||||||
|
|x, y| 3.0 * x.powi(2) + 4.0 * x * y + 3.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x.powi(2) + 6.0 * x * y + 12.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
1e-1,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
@ -49,3 +49,61 @@ impl SbpOperator for SBP8 {
|
||||||
Self::HBLOCK
|
Self::HBLOCK
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
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|
#[test]
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|
fn test_trad8() {
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||||||
|
use super::testing::*;
|
||||||
|
let nx = 32;
|
||||||
|
let ny = 16;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Order one polynomial
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP8, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x + 2.0 * y,
|
||||||
|
|_x, _y| 1.0,
|
||||||
|
|_x, _y| 2.0,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Order two polynomial
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP8, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x * x + 0.5 * y * y,
|
||||||
|
|x, _y| 2.0 * x,
|
||||||
|
|_x, y| y,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP8, _, _, _>((ny, nx), |x, y| x * y, |_x, y| y, |x, _y| x, 1e-4);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Order three polynomials
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP8, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x * x * x + y * y * y / 6.0,
|
||||||
|
|x, _y| 3.0 * x * x,
|
||||||
|
|_x, y| y * y / 2.0,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP8, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x * x * y + x * y * y / 2.0,
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x * y + y * y / 2.0,
|
||||||
|
|x, y| x * x + x * y,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP8, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(3) + 2.0 * x.powi(2) * y + 3.0 * x * y.powi(2) + 4.0 * y.powi(3),
|
||||||
|
|x, y| 3.0 * x.powi(2) + 4.0 * x * y + 3.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x.powi(2) + 6.0 * x * y + 12.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Order four polynomials
|
||||||
|
check_operator_on::<SBP8, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(4) + x.powi(3) * y + x.powi(2) * y.powi(2) + x * y.powi(3) + y.powi(4),
|
||||||
|
|x, y| 4.0 * x.powi(3) + 3.0 * x.powi(2) * y + 2.0 * x * y.powi(2) + y.powi(3),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(3) + 2.0 * x.powi(2) * y + 3.0 * x * y.powi(2) + 4.0 * y.powi(3),
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
@ -451,3 +451,40 @@ impl UpwindOperator for Upwind4 {
|
||||||
Self::dissxi(prev.reversed_axes(), fut.reversed_axes());
|
Self::dissxi(prev.reversed_axes(), fut.reversed_axes());
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[test]
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|
fn upwind4_test2() {
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||||||
|
use super::testing::*;
|
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|
use super::*;
|
||||||
|
let nx = 32;
|
||||||
|
let ny = 16;
|
||||||
|
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind4, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x + 2.0 * y,
|
||||||
|
|_, _| 1.0,
|
||||||
|
|_, _| 2.0,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind4, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x * x + 2.0 * x * y + 3.0 * y * y,
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x + 2.0 * y,
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x + 6.0 * y,
|
||||||
|
1e-3,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind4, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(3) + 2.0 * x.powi(2) * y + 3.0 * x * y.powi(2) + 4.0 * y.powi(3),
|
||||||
|
|x, y| 3.0 * x.powi(2) + 4.0 * x * y + 3.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x.powi(2) + 6.0 * x * y + 12.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
1e-1,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind4, _, _, _>(
|
||||||
|
(32, 32),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(3) + 2.0 * x.powi(2) * y + 3.0 * x * y.powi(2) + 4.0 * y.powi(3),
|
||||||
|
|x, y| 3.0 * x.powi(2) + 4.0 * x * y + 3.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x.powi(2) + 6.0 * x * y + 12.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
1e-1,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
||||||
|
|
@ -89,3 +89,61 @@ impl UpwindOperator for Upwind9 {
|
||||||
Self::dissxi(prev.reversed_axes(), fut.reversed_axes());
|
Self::dissxi(prev.reversed_axes(), fut.reversed_axes());
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#[test]
|
||||||
|
fn test_upwind9() {
|
||||||
|
use super::testing::*;
|
||||||
|
let nx = 32;
|
||||||
|
let ny = 16;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Order one polynomial
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind9, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x + 2.0 * y,
|
||||||
|
|_x, _y| 1.0,
|
||||||
|
|_x, _y| 2.0,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Order two polynomial
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind9, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x * x + 0.5 * y * y,
|
||||||
|
|x, _y| 2.0 * x,
|
||||||
|
|_x, y| y,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind9, _, _, _>((ny, nx), |x, y| x * y, |_x, y| y, |x, _y| x, 1e-4);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Order three polynomials
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind9, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x * x * x + y * y * y / 6.0,
|
||||||
|
|x, _y| 3.0 * x * x,
|
||||||
|
|_x, y| y * y / 2.0,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind9, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x * x * y + x * y * y / 2.0,
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x * y + y * y / 2.0,
|
||||||
|
|x, y| x * x + x * y,
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind9, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(3) + 2.0 * x.powi(2) * y + 3.0 * x * y.powi(2) + 4.0 * y.powi(3),
|
||||||
|
|x, y| 3.0 * x.powi(2) + 4.0 * x * y + 3.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
|x, y| 2.0 * x.powi(2) + 6.0 * x * y + 12.0 * y.powi(2),
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Order four polynomials
|
||||||
|
check_operator_on::<Upwind9, _, _, _>(
|
||||||
|
(ny, nx),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(4) + x.powi(3) * y + x.powi(2) * y.powi(2) + x * y.powi(3) + y.powi(4),
|
||||||
|
|x, y| 4.0 * x.powi(3) + 3.0 * x.powi(2) * y + 2.0 * x * y.powi(2) + y.powi(3),
|
||||||
|
|x, y| x.powi(3) + 2.0 * x.powi(2) * y + 3.0 * x * y.powi(2) + 4.0 * y.powi(3),
|
||||||
|
1e-4,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
|
||||||
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