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Viewing changes to dudley/src/CPPAdapter/dudleycpp.cpp

  • Committer: jfenwick
  • Date: 2010-10-11 01:48:14 UTC
  • Revision ID: svn-v4:77569008-7704-0410-b7a0-a92fef0b09fd:trunk:3259
Merging dudley and scons updates from branches

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Lines of Context:
 
1
 
 
2
/*******************************************************
 
3
*
 
4
* Copyright (c) 2003-2010 by University of Queensland
 
5
* Earth Systems Science Computational Center (ESSCC)
 
6
* http://www.uq.edu.au/esscc
 
7
*
 
8
* Primary Business: Queensland, Australia
 
9
* Licensed under the Open Software License version 3.0
 
10
* http://www.opensource.org/licenses/osl-3.0.php
 
11
*
 
12
*******************************************************/
 
13
 
 
14
 
 
15
#ifdef ESYS_MPI
 
16
#include "esysUtils/Esys_MPI.h"
 
17
#endif
 
18
extern "C" {
 
19
#include "../Dudley.h"
 
20
}
 
21
 
 
22
#include "MeshAdapter.h"
 
23
#include "MeshAdapterFactory.h"
 
24
#include "SystemMatrixAdapter.h"
 
25
#include "TransportProblemAdapter.h"
 
26
 
 
27
#include "DudleyAdapterException.h"
 
28
// #include "esysUtils/EsysException.h"
 
29
#include "esysUtils/esysExceptionTranslator.h"
 
30
 
 
31
#include "escript/AbstractContinuousDomain.h"
 
32
 
 
33
#include <boost/python.hpp>
 
34
#include <boost/python/module.hpp>
 
35
#include <boost/python/def.hpp>
 
36
#include <boost/python/detail/defaults_gen.hpp>
 
37
#include <boost/version.hpp>
 
38
 
 
39
using namespace boost::python;
 
40
 
 
41
/**
 
42
   \page dudley Dudley
 
43
   Dudley is the python module name that contains the interfaces
 
44
   to the C++ wrapper to dudley.
 
45
 
 
46
   \version 1.0.0 
 
47
 
 
48
   \section class_desc Class Description:
 
49
   Data
 
50
 
 
51
   \section class_limits Class Limitations:
 
52
   None
 
53
 
 
54
   \section class_conds Class Conditions of Use:
 
55
   None
 
56
 
 
57
   \section throws Throws:
 
58
   None
 
59
 
 
60
*/
 
61
 
 
62
BOOST_PYTHON_MODULE(dudleycpp)
 
63
{
 
64
// This feature was added in boost v1.34
 
65
#if ((BOOST_VERSION/100)%1000 > 34) || (BOOST_VERSION/100000 >1)
 
66
  // params are: bool show_user_defined, bool show_py_signatures, bool show_cpp_signatures
 
67
  docstring_options docopt(true, true, false);
 
68
#endif
 
69
 
 
70
  //
 
71
  // NOTE: The return_value_policy is necessary for functions that
 
72
  // return pointers.
 
73
  //
 
74
  register_exception_translator<dudley::DudleyAdapterException>(&(esysUtils::esysExceptionTranslator));
 
75
 
 
76
  def("LoadMesh",dudley::loadMesh,
 
77
      (arg("fileName")="file.nc"),":rtype: `Domain`"
 
78
/*      ,return_value_policy<manage_new_object>());*/
 
79
      );
 
80
 
 
81
  def("ReadMesh",dudley::readMesh,
 
82
      (arg("fileName")="file.fly",arg("integrationOrder")=-1,  arg("reducedIntegrationOrder")=-1,  arg("optimize")=true)
 
83
/*      ,return_value_policy<manage_new_object>());*/
 
84
        ,"Read a mesh from a file. For MPI parallel runs fan out the mesh to multiple processes.\n\n"
 
85
":rtype: `Domain`\n:param fileName:\n:type fileName: ``string``\n"
 
86
":param integrationOrder: order of the quadrature scheme. If *integrationOrder<0* the integration order is selected independently.\n"
 
87
":type integrationOrder: ``int``\n"
 
88
":param reducedIntegrationOrder: order of the quadrature scheme. If *reducedIntegrationOrder<0* the integration order is selected independently.\n"
 
89
":param optimize: Enable optimisation of node labels\n:type optimize: ``bool``");
 
90
 
 
91
  def("ReadGmsh",dudley::readGmsh,
 
92
      (arg("fileName")="file.msh",
 
93
       arg("numDim"), 
 
94
       arg("integrationOrder")=-1, 
 
95
       arg("reducedIntegrationOrder")=-1, 
 
96
       arg("optimize")=true,  
 
97
       arg("useMacroElements")=false)
 
98
//       ,return_value_policy<manage_new_object>());
 
99
,"Read a gmsh mesh file\n\n"
 
100
":rtype: `Domain`\n:param fileName:\n:type fileName: ``string``\n"
 
101
":param integrationOrder: order of the quadrature scheme. If *integrationOrder<0* the integration order is selected independently.\n"
 
102
":type integrationOrder: ``int``\n"
 
103
":param reducedIntegrationOrder: order of the quadrature scheme. If *reducedIntegrationOrder<0* the integration order is selected independently.\n"
 
104
":param optimize: Enable optimisation of node labels\n:type optimize: ``bool``\n"
 
105
":param useMacroElements: Enable the usage of macro elements instead of second order elements.\n:type useMacroElements: ``bool``"
 
106
);
 
107
 
 
108
  def ("Brick",dudley::brick,
 
109
      (arg("n0")=1,arg("n1")=1,arg("n2")=1,
 
110
      arg("order")=1,
 
111
      arg("l0")=1.0,arg("l1")=1.0,arg("l2")=1.0,
 
112
      arg("periodic0")=false,arg("periodic1")=false,arg("periodic2")=false,
 
113
      arg("integrationOrder")=-1,  arg("reducedIntegrationOrder")=-1,
 
114
      arg("useElementsOnFace")=false,
 
115
      arg("useFullElementOrder")=false,
 
116
      arg("optimize")=false)
 
117
,"Creates a rectangular mesh with n0 x n1 x n2 elements over the brick [0,l0] x [0,l1] x [0,l2]."
 
118
"\n\n:param n0:\n:type n0:\n:param n1:\n:type n1:\n:param n2:\n:type n2:\n"
 
119
":param order: =1, =-1 or =2 gives the order of shape function. If -1 macro elements of order 1 are used.\n"
 
120
":param l0: length of side 0\n:param l1:\n:param l2:\n"
 
121
":param integrationOrder: order of the quadrature scheme. If integrationOrder<0 the integration order is selected independently.\n"
 
122
":param reducedIntegrationOrder: order of the quadrature scheme. If reducedIntegrationOrder<0 the integration order is selected independently.\n"
 
123
":param useElementsOnFace:  whether or not to use elements on face\n"
 
124
":type useElementsOnFace: ``int``"
 
125
":param periodic0:  whether or not boundary conditions are periodic\n"
 
126
":param periodic1:\n:param periodic2:\n"
 
127
":param useFullElementOrder:\n:param optimize:\n"
 
128
":param optimize: Enable optimisation of node labels\n:type optimize: ``bool``"
 
129
);
 
130
 
 
131
  def ("Rectangle",dudley::rectangle,
 
132
      (arg("n0")=1,arg("n1")=1,arg("order")=1,
 
133
      arg("l0")=1.0,arg("l1")=1.0,
 
134
      arg("periodic0")=false,arg("periodic1")=false,
 
135
      arg("integrationOrder")=-1,  arg("reducedIntegrationOrder")=-1,
 
136
      arg("useElementsOnFace")=false,
 
137
      arg("useFullElementOrder")=false,
 
138
      arg("optimize")=false)
 
139
,"Creates a rectangular mesh with n0 x n1 elements over the brick [0,l0] x [0,l1]."
 
140
"\n\n:param n0:\n:type n0:\n:param n1:\n:type n1:\n"
 
141
":param order: =1, =-1 or =2 gives the order of shape function. If -1 macro elements of order 1 are used.\n"
 
142
":param l0: length of side 0\n:param l1:\n"
 
143
":param integrationOrder: order of the quadrature scheme. If integrationOrder<0 the integration order is selected independently.\n"
 
144
":param reducedIntegrationOrder: order of the quadrature scheme. If reducedIntegrationOrder<0 the integration order is selected independently.\n"
 
145
":param useElementsOnFace:  whether or not to use elements on face\n"
 
146
":type useElementsOnFace: ``int``"
 
147
":param periodic0:  whether or not boundary conditions are periodic\n"
 
148
":param periodic1:\n"
 
149
":param useFullElementOrder:\n:param optimize:\n"
 
150
":param useMacroElements: Enable the usage of first order macro elements.\n:type useMacroElements: ``bool``\n"
 
151
":param optimize: Enable optimisation of node labels\n:type optimize: ``bool``"
 
152
);
 
153
 
 
154
  class_<dudley::MeshAdapter, bases<escript::AbstractContinuousDomain> >
 
155
      ("MeshAdapter","A concrete class representing a domain. For more details, please consult the c++ documentation.",init<optional <Dudley_Mesh*> >())
 
156
      .def(init<const dudley::MeshAdapter&>())
 
157
      .def("write",&dudley::MeshAdapter::write,args("filename"),
 
158
"Write the current mesh to a file with the given name.")
 
159
      .def("print_mesh_info",&dudley::MeshAdapter::Print_Mesh_Info,(arg("full")=false),
 
160
":param full:\n:type full: ``bool``")
 
161
      .def("dump",&dudley::MeshAdapter::dump,args("fileName")
 
162
,"dumps the mesh to a file with the given name.")
 
163
      .def("getDescription",&dudley::MeshAdapter::getDescription,
 
164
":return: a description for this domain\n:rtype: ``string``")
 
165
      .def("getDim",&dudley::MeshAdapter::getDim,":rtype: ``int``")
 
166
      .def("getDataShape",&dudley::MeshAdapter::getDataShape, args("functionSpaceCode"),
 
167
":return: a pair (dps, ns) where dps=the number of data points per sample, and ns=the number of samples\n:rtype: ``tuple``")
 
168
      .def("getNumDataPointsGlobal",&dudley::MeshAdapter::getNumDataPointsGlobal,
 
169
":return: the number of data points summed across all MPI processes\n"
 
170
":rtype: ``int``")
 
171
      .def("addPDEToSystem",&dudley::MeshAdapter::addPDEToSystem,
 
172
args("mat", "rhs","A", "B", "C", "D", "X", "Y", "d", "y"),
 
173
"adds a PDE onto the stiffness matrix mat and a rhs\n\n"
 
174
":param mat:\n:type mat: `OperatorAdapter`\n:param rhs:\n:type rhs: `Data`\n"
 
175
":param A:\n:type A: `Data`\n"
 
176
":param B:\n:type B: `Data`\n"
 
177
":param C:\n:type C: `Data`\n"
 
178
":param D:\n:type D: `Data`\n"
 
179
":param X:\n:type X: `Data`\n"
 
180
":param Y:\n:type Y: `Data`\n"
 
181
":param d:\n:type d: `Data`\n"
 
182
)
 
183
      .def("addPDEToLumpedSystem",&dudley::MeshAdapter::addPDEToLumpedSystem,
 
184
args("mat", "D", "d"),
 
185
"adds a PDE onto the lumped stiffness matrix\n\n"
 
186
":param mat:\n:type mat: `Data`\n"
 
187
":param D:\n:type D: `Data`\n"
 
188
":param d:\n:type d: `Data`\n")
 
189
      .def("addPDEToRHS",&dudley::MeshAdapter::addPDEToRHS, 
 
190
args("rhs", "X", "Y", "y", "y_contact"),
 
191
"adds a PDE onto the stiffness matrix mat and a rhs\n\n"
 
192
":param rhs:\n:type rhs: `Data`\n"
 
193
":param X:\n:type X: `Data`\n"
 
194
":param Y:\n:type Y: `Data`\n"
 
195
":param y:\n:type y: `Data`\n"
 
196
)
 
197
      .def("addPDEToTransportProblem",&dudley::MeshAdapter::addPDEToTransportProblem,
 
198
args( "tp", "source", "M", "A", "B", "C", "D", "X", "Y", "d", "y", "d_contact", "y_contact"),
 
199
":param tp:\n:type tp: `TransportProblemAdapter`\n"
 
200
":param source:\n:type source: `Data`\n"
 
201
":param M:\n:type M: `Data`\n"
 
202
":param A:\n:type A: `Data`\n"
 
203
":param B:\n:type B: `Data`\n"
 
204
":param C:\n:type C: `Data`\n"
 
205
":param D:\n:type D: `Data`\n"
 
206
":param X:\n:type X: `Data`\n"
 
207
":param Y:\n:type Y: `Data`\n"
 
208
":param d:\n:type d: `Data`\n"
 
209
":param y:\n:type y: `Data`\n"
 
210
":param d_contact:\n:type d_contact: `Data`\n"
 
211
":param y_contact:\n:type y_contact: `Data`\n"
 
212
)
 
213
      .def("newOperator",&dudley::MeshAdapter::newSystemMatrix,
 
214
args("row_blocksize", "row_functionspace", "column_blocksize", "column_functionspace", "type"),
 
215
"creates a SystemMatrixAdapter stiffness matrix and initializes it with zeros\n\n"
 
216
":param row_blocksize:\n:type row_blocksize: ``int``\n"
 
217
":param row_functionspace:\n:type row_functionspace: `FunctionSpace`\n"
 
218
":param column_blocksize:\n:type column_blocksize: ``int``\n"
 
219
":param column_functionspace:\n:type column_functionspace: `FunctionSpace`\n"
 
220
":param type:\n:type type: ``int``\n"
 
221
)
 
222
      .def("newTransportProblem",&dudley::MeshAdapter::newTransportProblem,
 
223
args("theta", "blocksize", "functionspace", "type"),
 
224
"creates a TransportProblemAdapter\n\n"
 
225
":param theta:\n:type theta: ``float``\n"
 
226
":param blocksize:\n:type blocksize: ``int``\n"
 
227
":param functionspace:\n:type functionspace: `FunctionSpace`\n"
 
228
":param type:\n:type type: ``int``\n"
 
229
)
 
230
      .def("getSystemMatrixTypeId",&dudley::MeshAdapter::getSystemMatrixTypeId,
 
231
args("solver", "preconditioner", "package", "symmetry"),
 
232
":return: the identifier of the matrix type to be used for the global stiffness matrix when a particular solver, package, perconditioner, and symmetric matrix is used.\n"
 
233
":rtype: ``int``\n"
 
234
":param solver:\n:type solver: ``int``\n"
 
235
":param preconditioner:\n:type preconditioner: ``int``\n"
 
236
":param package:\n:type package: ``int``\n"
 
237
":param symmetry:\n:type symmetry: ``int``\n"
 
238
)
 
239
      .def("getTransportTypeId",&dudley::MeshAdapter::getTransportTypeId,
 
240
args("solver", "preconditioner", "package", "symmetry"),
 
241
":return: the identifier of the transport problem type to be used when a particular solver, perconditioner, package and symmetric matrix is used.\n"
 
242
":rtype: ``int``\n"
 
243
":param solver:\n:type solver: ``int``\n"
 
244
":param preconditioner:\n:type preconditioner: ``int``\n"
 
245
":param package:\n:type package: ``int``\n"
 
246
":param symmetry:\n:type symmetry: ``int``\n"
 
247
)
 
248
      .def("setX",&dudley::MeshAdapter::setNewX,
 
249
args("arg"), "assigns new location to the domain\n\n:param arg:\n:type arg: `Data`")
 
250
      .def("getX",&dudley::MeshAdapter::getX, ":return: locations in the FEM nodes\n\n"
 
251
":rtype: `Data`")
 
252
      .def("getNormal",&dudley::MeshAdapter::getNormal,
 
253
":return: boundary normals at the quadrature point on the face elements\n"
 
254
":rtype: `Data`")
 
255
      .def("getSize",&dudley::MeshAdapter::getSize,":return: the element size\n"
 
256
":rtype: `Data`")
 
257
      .def("saveDX",&dudley::MeshAdapter::saveDX,args("filename" ,"arg"),
 
258
"Saves a dictonary of Data objects to an OpenDX input file. The keywords are used as identifier"
 
259
"\n\n:param filename: \n:type filename: ``string``\n"
 
260
"\n:param arg: \n:type arg: ``dict``\n")
 
261
      .def("saveVTK",&dudley::MeshAdapter::saveVTK,
 
262
args("filename" ,"arg",  "metadata", "metadata_schema"),
 
263
"Saves a dictonary of Data objects to an VTK XML input file. The keywords are used as identifier"
 
264
"\n\n:param filename:\n:type filename: ``string``\n"
 
265
":param arg:\n:type arg: ``dict``\n"
 
266
":param metadata:\n:type metadata: ``string``\n"
 
267
":param metadata_schema:\n:type metadata_schema: ``string``\n"
 
268
)
 
269
      .def("setTagMap",&dudley::MeshAdapter::setTagMap,args("name","tag"),
 
270
"Give a tag number a name.\n\n:param name: Name for the tag\n:type name: ``string``\n"
 
271
":param tag: numeric id\n:type tag: ``int``\n:note: Tag names must be unique within a domain")
 
272
      .def("getTag",&dudley::MeshAdapter::getTag,args("name"),":return: tag id for "
 
273
"``name``\n:rtype: ``string``")
 
274
      .def("isValidTagName",&dudley::MeshAdapter::isValidTagName,args("name"),
 
275
":return: True is ``name`` corresponds to a tag\n:rtype: ``bool``")
 
276
      .def("showTagNames",&dudley::MeshAdapter::showTagNames,":return: A space separated list of tag names\n:rtype: ``string``")
 
277
      .def("getMPISize",&dudley::MeshAdapter::getMPISize,":return: the number of processes used for this `Domain`\n:rtype: ``int``")
 
278
      .def("getMPIRank",&dudley::MeshAdapter::getMPIRank,":return: the rank of this process\n:rtype: ``int``")
 
279
      .def("MPIBarrier",&dudley::MeshAdapter::MPIBarrier,"Wait until all processes have reached this point")
 
280
      .def("onMasterProcessor",&dudley::MeshAdapter::onMasterProcessor,":return: True if this code is executing on the master process\n:rtype: `bool`");
 
281
 
 
282
  class_<dudley::SystemMatrixAdapter, bases<escript::AbstractSystemMatrix> >
 
283
      ("OperatorAdapter","A concrete class representing an operator. For more details, please see the c++ documentation.", no_init)
 
284
      .def("print_matrix_info",&dudley::SystemMatrixAdapter::Print_Matrix_Info,(arg("full")=false),"prints information about a system matrix")
 
285
      .def("nullifyRowsAndCols",&dudley::SystemMatrixAdapter::nullifyRowsAndCols)
 
286
      .def("resetValues",&dudley::SystemMatrixAdapter::resetValues, "resets the matrix entries")
 
287
      .def("saveMM",&dudley::SystemMatrixAdapter::saveMM,args("fileName"), 
 
288
"writes the matrix to a file using the Matrix Market file format")
 
289
      .def("saveHB",&dudley::SystemMatrixAdapter::saveHB, args("filename"),
 
290
"writes the matrix to a file using the Harwell-Boeing file format");
 
291
 
 
292
  class_<dudley::TransportProblemAdapter, bases<escript::AbstractTransportProblem> >
 
293
      ("TransportProblemAdapter","",no_init)
 
294
      .def("getSafeTimeStepSize",&dudley::TransportProblemAdapter::getSafeTimeStepSize)
 
295
      .def("getUnlimitedTimeStepSize",&dudley::TransportProblemAdapter::getUnlimitedTimeStepSize)
 
296
      .def("resetTransport",&dudley::TransportProblemAdapter::resetTransport,
 
297
"resets the transport operator typically as they have been updated");
 
298
}