7251 lines
359 KiB
C++
7251 lines
359 KiB
C++
/*
|
|
Copyright 2013--2018 James E. McClure, Virginia Polytechnic & State University
|
|
Copyright Equnior ASA
|
|
|
|
This file is part of the Open Porous Media project (OPM).
|
|
OPM is free software: you can redistribute it and/or modify
|
|
it under the terms of the GNU General Public License as published by
|
|
the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
|
|
(at your option) any later version.
|
|
OPM is distributed in the hope that it will be useful,
|
|
but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
|
|
MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
|
|
GNU General Public License for more details.
|
|
You should have received a copy of the GNU General Public License
|
|
along with OPM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
|
|
*/
|
|
#include <math.h>
|
|
#include <stdio.h>
|
|
|
|
#define STOKES
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q19_FreeLeeModel_TwoFluid_Init(double *gqbar,
|
|
double *mu_phi,
|
|
double *ColorGrad,
|
|
double Fx, double Fy,
|
|
double Fz, int Np) {
|
|
int n;
|
|
double p = 1.0; //NOTE: take initial pressure p=1.0
|
|
double chem;
|
|
double cg_x, cg_y, cg_z;
|
|
|
|
for (n = 0; n < Np; n++) {
|
|
chem = mu_phi[n]; //chemical potential
|
|
cg_x = ColorGrad[0 * Np + n];
|
|
cg_y = ColorGrad[1 * Np + n];
|
|
cg_z = ColorGrad[2 * Np + n];
|
|
|
|
gqbar[0 * Np + n] = 0.3333333333333333 * p;
|
|
gqbar[1 * Np + n] = 0.055555555555555555 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * cg_x + Fx)); //double(100*n)+1.f;
|
|
gqbar[2 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 *
|
|
(p - 0.5 * (-chem * cg_x - Fx)); //double(100*n)+2.f;
|
|
gqbar[3 * Np + n] = 0.055555555555555555 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * cg_y + Fy)); //double(100*n)+3.f;
|
|
gqbar[4 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 *
|
|
(p - 0.5 * (-chem * cg_y - Fy)); //double(100*n)+4.f;
|
|
gqbar[5 * Np + n] = 0.055555555555555555 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * cg_z + Fz)); //double(100*n)+5.f;
|
|
gqbar[6 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 *
|
|
(p - 0.5 * (-chem * cg_z - Fz)); //double(100*n)+6.f;
|
|
|
|
gqbar[7 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * (cg_x + cg_y) + Fx + Fy)); //double(100*n)+7.f;
|
|
gqbar[8 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * (-cg_x - cg_y) - Fx - Fy)); //double(100*n)+8.f;
|
|
gqbar[9 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * (cg_x - cg_y) + Fx - Fy)); //double(100*n)+9.f;
|
|
gqbar[10 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * (-cg_x + cg_y) - Fx + Fy)); //double(100*n)+10.f;
|
|
|
|
gqbar[11 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * (cg_x + cg_z) + Fx + Fz)); //double(100*n)+11.f;
|
|
gqbar[12 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * (-cg_x - cg_z) - Fx - Fz)); //double(100*n)+12.f;
|
|
gqbar[13 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * (cg_x - cg_z) + Fx - Fz)); //double(100*n)+13.f;
|
|
gqbar[14 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 *
|
|
(p - 0.5 * (chem * (-cg_x + cg_z) - Fx + Fz)); //double(100*n)+14.f;
|
|
|
|
gqbar[15 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (chem * (cg_y + cg_z) + Fy + Fz));
|
|
; //double(100*n)+15.f;
|
|
gqbar[16 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (chem * (-cg_y - cg_z) - Fy - Fz));
|
|
; //double(100*n)+16.f;
|
|
gqbar[17 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (chem * (cg_y - cg_z) + Fy - Fz));
|
|
; //double(100*n)+17.f;
|
|
gqbar[18 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (chem * (-cg_y + cg_z) - Fy + Fz));
|
|
; //double(100*n)+18.f;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q19_FreeLeeModel_SingleFluid_Init(double *gqbar,
|
|
double Fx, double Fy,
|
|
double Fz, int Np) {
|
|
int n;
|
|
double p = 1.0; //NOTE: take initial pressure p=1.0
|
|
|
|
for (n = 0; n < Np; n++) {
|
|
|
|
gqbar[0 * Np + n] = 0.3333333333333333 * p;
|
|
gqbar[1 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 * (p - 0.5 * (Fx)); //double(100*n)+1.f;
|
|
gqbar[2 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 * (p - 0.5 * (-Fx)); //double(100*n)+2.f;
|
|
gqbar[3 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 * (p - 0.5 * (Fy)); //double(100*n)+3.f;
|
|
gqbar[4 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 * (p - 0.5 * (-Fy)); //double(100*n)+4.f;
|
|
gqbar[5 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 * (p - 0.5 * (Fz)); //double(100*n)+5.f;
|
|
gqbar[6 * Np + n] =
|
|
0.055555555555555555 * (p - 0.5 * (-Fz)); //double(100*n)+6.f;
|
|
|
|
gqbar[7 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (Fx + Fy)); //double(100*n)+7.f;
|
|
gqbar[8 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (-Fx - Fy)); //double(100*n)+8.f;
|
|
gqbar[9 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (Fx - Fy)); //double(100*n)+9.f;
|
|
gqbar[10 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (-Fx + Fy)); //double(100*n)+10.f;
|
|
|
|
gqbar[11 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (Fx + Fz)); //double(100*n)+11.f;
|
|
gqbar[12 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (-Fx - Fz)); //double(100*n)+12.f;
|
|
gqbar[13 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (Fx - Fz)); //double(100*n)+13.f;
|
|
gqbar[14 * Np + n] =
|
|
0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (-Fx + Fz)); //double(100*n)+14.f;
|
|
|
|
gqbar[15 * Np + n] = 0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (Fy + Fz));
|
|
; //double(100*n)+15.f;
|
|
gqbar[16 * Np + n] = 0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (-Fy - Fz));
|
|
; //double(100*n)+16.f;
|
|
gqbar[17 * Np + n] = 0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (Fy - Fz));
|
|
; //double(100*n)+17.f;
|
|
gqbar[18 * Np + n] = 0.0277777777777778 * (p - 0.5 * (-Fy + Fz));
|
|
; //double(100*n)+18.f;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void
|
|
ScaLBL_FreeLeeModel_PhaseField_Init(int *Map, double *Phi, double *Den,
|
|
double *hq, double *ColorGrad, double rhoA,
|
|
double rhoB, double tauM, double W,
|
|
int start, int finish, int Np) {
|
|
int idx, n;
|
|
double phi;
|
|
double nx, ny, nz, cg_mag;
|
|
double theta; //anti-diffusion term
|
|
double cs2_inv = 4.5; //inverse of speed of sound for D3Q7
|
|
double M = 1.0 / cs2_inv * (tauM - 0.5); //diffusivity (or mobility)
|
|
|
|
for (idx = start; idx < finish; idx++) {
|
|
|
|
n = Map[idx];
|
|
phi = Phi[n];
|
|
if (phi > 1.f)
|
|
phi = 1.0;
|
|
if (phi < -1.f)
|
|
phi = -1.0;
|
|
Den[idx] = rhoA + 0.5 * (1.0 - phi) * (rhoB - rhoA);
|
|
|
|
//compute unit normal of color gradient
|
|
nx = ColorGrad[idx + 0 * Np];
|
|
ny = ColorGrad[idx + 1 * Np];
|
|
nz = ColorGrad[idx + 2 * Np];
|
|
cg_mag = sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
|
|
double ColorMag_temp = cg_mag;
|
|
if (cg_mag == 0.0)
|
|
ColorMag_temp = 1.0;
|
|
nx = nx / ColorMag_temp;
|
|
ny = ny / ColorMag_temp;
|
|
nz = nz / ColorMag_temp;
|
|
|
|
theta = M * cs2_inv * 2.0 * (1 - phi * phi) / W;
|
|
|
|
hq[0 * Np + idx] = 0.3333333333333333 * (phi);
|
|
hq[1 * Np + idx] = 0.1111111111111111 * (phi + theta * nx);
|
|
hq[2 * Np + idx] = 0.1111111111111111 * (phi - theta * nx);
|
|
hq[3 * Np + idx] = 0.1111111111111111 * (phi + theta * ny);
|
|
hq[4 * Np + idx] = 0.1111111111111111 * (phi - theta * ny);
|
|
hq[5 * Np + idx] = 0.1111111111111111 * (phi + theta * nz);
|
|
hq[6 * Np + idx] = 0.1111111111111111 * (phi - theta * nz);
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q7_AAodd_FreeLeeModel_PhaseField(
|
|
int *neighborList, int *Map, double *hq, double *Den, double *Phi,
|
|
double rhoA, double rhoB, int start, int finish, int Np) {
|
|
|
|
int idx, nread;
|
|
double fq, phi;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
// q=0
|
|
fq = hq[n];
|
|
phi = fq;
|
|
|
|
// q=1
|
|
nread = neighborList[n];
|
|
fq = hq[nread];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q=2
|
|
nread = neighborList[n + Np];
|
|
fq = hq[nread];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q=3
|
|
nread = neighborList[n + 2 * Np];
|
|
fq = hq[nread];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q = 4
|
|
nread = neighborList[n + 3 * Np];
|
|
fq = hq[nread];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q=5
|
|
nread = neighborList[n + 4 * Np];
|
|
fq = hq[nread];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q = 6
|
|
nread = neighborList[n + 5 * Np];
|
|
fq = hq[nread];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// save the number densities
|
|
Den[n] = rhoA + 0.5 * (1.0 - phi) * (rhoB - rhoA);
|
|
|
|
// save the phase indicator field
|
|
idx = Map[n];
|
|
Phi[idx] = phi;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q7_AAeven_FreeLeeModel_PhaseField(
|
|
int *Map, double *hq, double *Den, double *Phi, double rhoA, double rhoB,
|
|
int start, int finish, int Np) {
|
|
int idx;
|
|
double fq, phi;
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
// q=0
|
|
fq = hq[n];
|
|
phi = fq;
|
|
|
|
// q=1
|
|
fq = hq[2 * Np + n];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// f2 = hq[10*Np+n];
|
|
fq = hq[1 * Np + n];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q=3
|
|
fq = hq[4 * Np + n];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q = 4
|
|
fq = hq[3 * Np + n];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q=5
|
|
fq = hq[6 * Np + n];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// q = 6
|
|
fq = hq[5 * Np + n];
|
|
phi += fq;
|
|
|
|
// save the number densities
|
|
Den[n] = rhoA + 0.5 * (1.0 - phi) * (rhoB - rhoA);
|
|
|
|
// save the phase indicator field
|
|
idx = Map[n];
|
|
Phi[idx] = phi;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q7_AAodd_FreeLee_PhaseField(
|
|
int *neighborList, int *Map, double *hq, double *Den, double *Phi,
|
|
double *ColorGrad, double *Vel, double rhoA, double rhoB, double tauM,
|
|
double W, int start, int finish, int Np) {
|
|
|
|
int idx, nr1, nr2, nr3, nr4, nr5, nr6;
|
|
double h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6;
|
|
double nx, ny, nz, C;
|
|
double ux, uy, uz;
|
|
double phi;
|
|
double M =
|
|
2.0 / 9.0 *
|
|
(tauM - 0.5); //diffusivity (or mobility) for the phase field D3Q7
|
|
double theta;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
/* load phase indicator field */
|
|
idx = Map[n];
|
|
phi = Phi[idx];
|
|
theta = 4.5 * M * 2.0 * (1 - phi * phi) / W;
|
|
|
|
/* velocity */
|
|
ux = Vel[0 * Np + n];
|
|
uy = Vel[1 * Np + n];
|
|
uz = Vel[2 * Np + n];
|
|
|
|
/*color gradient */
|
|
nx = ColorGrad[0 * Np + n];
|
|
ny = ColorGrad[1 * Np + n];
|
|
nz = ColorGrad[2 * Np + n];
|
|
|
|
//Normalize the Color Gradient
|
|
C = sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
|
|
double ColorMag = C;
|
|
if (C < 1.0e-12)
|
|
ColorMag = 1.0;
|
|
nx = nx / ColorMag;
|
|
ny = ny / ColorMag;
|
|
nz = nz / ColorMag;
|
|
|
|
// q=1
|
|
nr1 = neighborList[n];
|
|
nr2 = neighborList[n + Np];
|
|
nr3 = neighborList[n + 2 * Np];
|
|
nr4 = neighborList[n + 3 * Np];
|
|
nr5 = neighborList[n + 4 * Np];
|
|
nr6 = neighborList[n + 5 * Np];
|
|
|
|
//q=0
|
|
h0 = hq[n];
|
|
//q=1
|
|
h1 = hq[nr1];
|
|
//q=2
|
|
h2 = hq[nr2];
|
|
//q=3
|
|
h3 = hq[nr3];
|
|
//q=4
|
|
h4 = hq[nr4];
|
|
//q=5
|
|
h5 = hq[nr5];
|
|
//q=6
|
|
h6 = hq[nr6];
|
|
|
|
//-------------------------------- BGK collison for phase field ---------------------------------//
|
|
h0 -= (h0 - 0.3333333333333333 * phi) / tauM;
|
|
h1 -= (h1 - 0.1111111111111111 * nx * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * ux)) /
|
|
tauM;
|
|
h2 -= (h2 + 0.1111111111111111 * nx * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * ux)) /
|
|
tauM;
|
|
h3 -= (h3 - 0.1111111111111111 * ny * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * uy)) /
|
|
tauM;
|
|
h4 -= (h4 + 0.1111111111111111 * ny * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * uy)) /
|
|
tauM;
|
|
h5 -= (h5 - 0.1111111111111111 * nz * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * uz)) /
|
|
tauM;
|
|
h6 -= (h6 + 0.1111111111111111 * nz * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * uz)) /
|
|
tauM;
|
|
//........................................................................
|
|
|
|
/*Update the distributions */
|
|
// q = 0
|
|
hq[n] = h0;
|
|
hq[nr2] = h1;
|
|
hq[nr1] = h2;
|
|
hq[nr4] = h3;
|
|
hq[nr3] = h4;
|
|
hq[nr6] = h5;
|
|
hq[nr5] = h6;
|
|
//........................................................................
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q7_AAeven_FreeLee_PhaseField(
|
|
int *Map, double *hq, double *Den, double *Phi, double *ColorGrad,
|
|
double *Vel, double rhoA, double rhoB, double tauM, double W, int start,
|
|
int finish, int Np) {
|
|
|
|
int idx;
|
|
double h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6;
|
|
double nx, ny, nz, C;
|
|
double ux, uy, uz;
|
|
double phi;
|
|
double M =
|
|
2.0 / 9.0 *
|
|
(tauM - 0.5); //diffusivity (or mobility) for the phase field D3Q7
|
|
double theta;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
/* load phase indicator field */
|
|
idx = Map[n];
|
|
phi = Phi[idx];
|
|
theta = 4.5 * M * 2.0 * (1 - phi * phi) / W;
|
|
|
|
/* velocity */
|
|
ux = Vel[0 * Np + n];
|
|
uy = Vel[1 * Np + n];
|
|
uz = Vel[2 * Np + n];
|
|
|
|
/*color gradient */
|
|
nx = ColorGrad[0 * Np + n];
|
|
ny = ColorGrad[1 * Np + n];
|
|
nz = ColorGrad[2 * Np + n];
|
|
//Normalize the Color Gradient
|
|
C = sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
|
|
double ColorMag = C;
|
|
if (C < 1.0e-12)
|
|
ColorMag = 1.0;
|
|
nx = nx / ColorMag;
|
|
ny = ny / ColorMag;
|
|
nz = nz / ColorMag;
|
|
|
|
h0 = hq[n];
|
|
h1 = hq[2 * Np + n];
|
|
h2 = hq[Np + n];
|
|
h3 = hq[4 * Np + n];
|
|
h4 = hq[3 * Np + n];
|
|
h5 = hq[6 * Np + n];
|
|
h6 = hq[5 * Np + n];
|
|
|
|
//-------------------------------- BGK collison for phase field ---------------------------------//
|
|
h0 -= (h0 - 0.3333333333333333 * phi) / tauM;
|
|
h1 -= (h1 - 0.1111111111111111 * nx * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * ux)) /
|
|
tauM;
|
|
h2 -= (h2 + 0.1111111111111111 * nx * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * ux)) /
|
|
tauM;
|
|
h3 -= (h3 - 0.1111111111111111 * ny * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * uy)) /
|
|
tauM;
|
|
h4 -= (h4 + 0.1111111111111111 * ny * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * uy)) /
|
|
tauM;
|
|
h5 -= (h5 - 0.1111111111111111 * nz * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * uz)) /
|
|
tauM;
|
|
h6 -= (h6 + 0.1111111111111111 * nz * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * uz)) /
|
|
tauM;
|
|
//........................................................................
|
|
|
|
/*Update the distributions */
|
|
// q = 0
|
|
hq[n] = h0;
|
|
hq[Np + n] = h1;
|
|
hq[2 * Np + n] = h2;
|
|
hq[3 * Np + n] = h3;
|
|
hq[4 * Np + n] = h4;
|
|
hq[5 * Np + n] = h5;
|
|
hq[6 * Np + n] = h6;
|
|
//........................................................................
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q7_ComputePhaseField(int *Map, double *hq, double *Den,
|
|
double *Phi, double rhoA,
|
|
double rhoB, int start,
|
|
int finish, int Np) {
|
|
int idx;
|
|
double h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6;
|
|
double phi;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
h0 = hq[n];
|
|
h1 = hq[1 * Np + n];
|
|
h2 = hq[2 * Np + n];
|
|
h3 = hq[3 * Np + n];
|
|
h4 = hq[4 * Np + n];
|
|
h5 = hq[5 * Np + n];
|
|
h6 = hq[6 * Np + n];
|
|
|
|
phi = h0 + h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6;
|
|
|
|
// save the number densities
|
|
Den[n] = rhoA + 0.5 * (1.0 - phi) * (rhoB - rhoA);
|
|
|
|
// save the phase indicator field
|
|
idx = Map[n];
|
|
Phi[idx] = phi;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q19_AAodd_FreeLeeModel(
|
|
int *neighborList, int *Map, double *dist, double *Den, double *Phi,
|
|
double *mu_phi, double *Vel, double *Pressure, double *ColorGrad,
|
|
double rhoA, double rhoB, double tauA, double tauB, double kappa,
|
|
double beta, double W, double Fx, double Fy, double Fz, int strideY,
|
|
int strideZ, int start, int finish, int Np) {
|
|
|
|
int nn, nn2x, ijk;
|
|
int nr1, nr2, nr3, nr4, nr5, nr6, nr7, nr8, nr9, nr10, nr11, nr12, nr13,
|
|
nr14, nr15, nr16, nr17, nr18;
|
|
double ux, uy, uz; //fluid velocity
|
|
double p; //pressure
|
|
double chem; //chemical potential
|
|
double phi; //phase field
|
|
double rho0; //fluid density
|
|
// distribution functions
|
|
double m1, m2, m4, m6, m8, m9, m10, m11, m12, m13, m14, m15, m16, m17, m18;
|
|
double m0, m3, m5, m7;
|
|
double mm1, mm2, mm4, mm6, mm8, mm9, mm10, mm11, mm12, mm13, mm14, mm15,
|
|
mm16, mm17, mm18;
|
|
double mm3, mm5, mm7;
|
|
double feq0, feq1, feq2, feq3, feq4, feq5, feq6, feq7, feq8, feq9, feq10,
|
|
feq11, feq12, feq13, feq14, feq15, feq16, feq17, feq18;
|
|
double nx, ny, nz; //normal color gradient
|
|
double mgx, mgy, mgz; //mixed gradient reaching secondary neighbor
|
|
|
|
//double f0,f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8,f9,f10,f11,f12,f13,f14,f15,f16,f17,f18;
|
|
//double h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6;//distributions for LB phase field
|
|
double tau; //position dependent LB relaxation time for fluid
|
|
//double C,theta;
|
|
// double M = 2.0/9.0*(tauM-0.5);//diffusivity (or mobility) for the phase field D3Q7
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
rho0 = Den[n]; //load density
|
|
|
|
// Get the 1D index based on regular data layout
|
|
ijk = Map[n];
|
|
phi = Phi[ijk]; // load phase field
|
|
|
|
// local relaxation time
|
|
tau = tauA + 0.5 * (1.0 - phi) * (tauB - tauA);
|
|
|
|
// COMPUTE THE COLOR GRADIENT
|
|
//........................................................................
|
|
//.................Read Phase Indicator Values............................
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m1 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 1
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m2 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 2
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m3 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 3
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m4 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 4
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m5 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 5
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m6 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 6
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m7 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 7
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m8 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 8
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m9 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 9
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m10 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 10
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m11 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 11
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m12 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 12
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m13 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 13
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m14 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 14
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m15 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 15
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m16 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 16
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m17 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 17
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m18 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 18
|
|
|
|
// compute mixed difference (Eq.30, A.Fukhari et al. JCP 315(2016) 434-457)
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm1 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 1
|
|
mm1 = 0.25 * (-mm1 + 5.0 * m1 - 3.0 * phi - m2);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm2 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 2
|
|
mm2 = 0.25 * (-mm2 + 5.0 * m2 - 3.0 * phi - m1);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm3 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 3
|
|
mm3 = 0.25 * (-mm3 + 5.0 * m3 - 3.0 * phi - m4);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm4 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 4
|
|
mm4 = 0.25 * (-mm4 + 5.0 * m4 - 3.0 * phi - m3);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm5 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 5
|
|
mm5 = 0.25 * (-mm5 + 5.0 * m5 - 3.0 * phi - m6);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm6 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 6
|
|
mm6 = 0.25 * (-mm6 + 5.0 * m6 - 3.0 * phi - m5);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm7 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 7
|
|
mm7 = 0.25 * (-mm7 + 5.0 * m7 - 3.0 * phi - m8);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm8 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 8
|
|
mm8 = 0.25 * (-mm8 + 5.0 * m8 - 3.0 * phi - m7);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm9 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 9
|
|
mm9 = 0.25 * (-mm9 + 5.0 * m9 - 3.0 * phi - m10);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm10 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 10
|
|
mm10 = 0.25 * (-mm10 + 5.0 * m10 - 3.0 * phi - m9);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm11 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 11
|
|
mm11 = 0.25 * (-mm11 + 5.0 * m11 - 3.0 * phi - m12);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm12 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 12
|
|
mm12 = 0.25 * (-mm12 + 5.0 * m12 - 3.0 * phi - m11);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm13 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 13
|
|
mm13 = 0.25 * (-mm13 + 5.0 * m13 - 3.0 * phi - m14);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm14 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 14
|
|
mm14 = 0.25 * (-mm14 + 5.0 * m14 - 3.0 * phi - m13);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm15 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 15
|
|
mm15 = 0.25 * (-mm15 + 5.0 * m15 - 3.0 * phi - m16);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm16 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 16
|
|
mm16 = 0.25 * (-mm16 + 5.0 * m16 - 3.0 * phi - m15);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm17 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 17
|
|
mm17 = 0.25 * (-mm17 + 5.0 * m17 - 3.0 * phi - m18);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm18 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 18
|
|
mm18 = 0.25 * (-mm18 + 5.0 * m18 - 3.0 * phi - m17);
|
|
|
|
//............Compute the Color Gradient...................................
|
|
nx = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(m1 - m2 + 0.5 * (m7 - m8 + m9 - m10 + m11 - m12 + m13 - m14));
|
|
ny = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(m3 - m4 + 0.5 * (m7 - m8 - m9 + m10 + m15 - m16 + m17 - m18));
|
|
nz = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(m5 - m6 + 0.5 * (m11 - m12 - m13 + m14 + m15 - m16 - m17 + m18));
|
|
//............Compute the Chemical Potential...............................
|
|
chem = 2.0 * 3.0 / 18.0 *
|
|
(m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 - 6 * phi +
|
|
0.5 * (m7 + m8 + m9 + m10 + m11 + m12 + m13 + m14 + m15 + m16 +
|
|
m17 + m18 -
|
|
12 * phi)); //intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
chem = 4.0 * beta * phi * (phi + 1.0) * (phi - 1.0) - kappa * chem;
|
|
//............Compute the Mixed Gradient...................................
|
|
mgx = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm1 - mm2 +
|
|
0.5 * (mm7 - mm8 + mm9 - mm10 + mm11 - mm12 + mm13 - mm14));
|
|
mgy = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm3 - mm4 +
|
|
0.5 * (mm7 - mm8 - mm9 + mm10 + mm15 - mm16 + mm17 - mm18));
|
|
mgz = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm5 - mm6 +
|
|
0.5 * (mm11 - mm12 - mm13 + mm14 + mm15 - mm16 - mm17 + mm18));
|
|
|
|
// q=0
|
|
m0 = dist[n];
|
|
// q=1
|
|
nr1 = neighborList[n]; // neighbor 2 ( > 10Np => odd part of dist)
|
|
m1 = dist[nr1]; // reading the f1 data into register fq
|
|
|
|
nr2 = neighborList[n + Np]; // neighbor 1 ( < 10Np => even part of dist)
|
|
m2 = dist[nr2]; // reading the f2 data into register fq
|
|
|
|
// q=3
|
|
nr3 = neighborList[n + 2 * Np]; // neighbor 4
|
|
m3 = dist[nr3];
|
|
|
|
// q = 4
|
|
nr4 = neighborList[n + 3 * Np]; // neighbor 3
|
|
m4 = dist[nr4];
|
|
|
|
// q=5
|
|
nr5 = neighborList[n + 4 * Np];
|
|
m5 = dist[nr5];
|
|
|
|
// q = 6
|
|
nr6 = neighborList[n + 5 * Np];
|
|
m6 = dist[nr6];
|
|
|
|
// q=7
|
|
nr7 = neighborList[n + 6 * Np];
|
|
m7 = dist[nr7];
|
|
|
|
// q = 8
|
|
nr8 = neighborList[n + 7 * Np];
|
|
m8 = dist[nr8];
|
|
|
|
// q=9
|
|
nr9 = neighborList[n + 8 * Np];
|
|
m9 = dist[nr9];
|
|
|
|
// q = 10
|
|
nr10 = neighborList[n + 9 * Np];
|
|
m10 = dist[nr10];
|
|
|
|
// q=11
|
|
nr11 = neighborList[n + 10 * Np];
|
|
m11 = dist[nr11];
|
|
|
|
// q=12
|
|
nr12 = neighborList[n + 11 * Np];
|
|
m12 = dist[nr12];
|
|
|
|
// q=13
|
|
nr13 = neighborList[n + 12 * Np];
|
|
m13 = dist[nr13];
|
|
|
|
// q=14
|
|
nr14 = neighborList[n + 13 * Np];
|
|
m14 = dist[nr14];
|
|
|
|
// q=15
|
|
nr15 = neighborList[n + 14 * Np];
|
|
m15 = dist[nr15];
|
|
|
|
// q=16
|
|
nr16 = neighborList[n + 15 * Np];
|
|
m16 = dist[nr16];
|
|
|
|
// q=17
|
|
nr17 = neighborList[n + 16 * Np];
|
|
m17 = dist[nr17];
|
|
|
|
// q=18
|
|
nr18 = neighborList[n + 17 * Np];
|
|
m18 = dist[nr18];
|
|
|
|
//compute fluid velocity
|
|
ux = 3.0 / rho0 *
|
|
(m1 - m2 + m7 - m8 + m9 - m10 + m11 - m12 + m13 - m14 +
|
|
0.5 * (chem * nx + Fx) / 3.0);
|
|
uy = 3.0 / rho0 *
|
|
(m3 - m4 + m7 - m8 - m9 + m10 + m15 - m16 + m17 - m18 +
|
|
0.5 * (chem * ny + Fy) / 3.0);
|
|
uz = 3.0 / rho0 *
|
|
(m5 - m6 + m11 - m12 - m13 + m14 + m15 - m16 - m17 + m18 +
|
|
0.5 * (chem * nz + Fz) / 3.0);
|
|
//compute pressure
|
|
p = (m0 + m2 + m1 + m4 + m3 + m6 + m5 + m8 + m7 + m10 + m9 + m12 + m11 +
|
|
m14 + m13 + m16 + m15 + m18 + m17) +
|
|
0.5 * (rhoA - rhoB) / 2.0 / 3.0 * (ux * nx + uy * ny + uz * nz);
|
|
|
|
//compute equilibrium distributions
|
|
feq0 = 0.3333333333333333 * p -
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
0.16666666666666666 * rho0 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
0.5 * (-(nx * ux) - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(-0.08333333333333333 * (rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
chem * (0.3333333333333333 -
|
|
0.5 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq1 = 0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-ux * ux + 0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (nx - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ux * ux -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * ux * ux +
|
|
2 * chem * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq2 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 * (2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (nx + nx * ux + ny * uy + nz * uz) *
|
|
(-2. * chem * ux * ux +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4. * chem +
|
|
rhoB * (-2. * ux - 1. * ux * ux - 1. * uy * uy -
|
|
1. * uz * uz) +
|
|
rhoA * (2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.3333333333333333 * ((-1. * rhoA + rhoB) * ux * ux +
|
|
chem * (4. * ux + 2. * ux * ux +
|
|
2. * uy * uy + 2. * uz * uz)));
|
|
feq3 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (ny - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * uy * uy -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * uy * uy +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq4 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (ny + nx * ux + ny * uy + nz * uz) *
|
|
(-2. * chem * uy * uy +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4. * chem +
|
|
rhoB * (-1. * ux * ux - 2. * uy - 1. * uy * uy -
|
|
1. * uz * uz) +
|
|
rhoA * (ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.3333333333333333 * ((-1. * rhoA + rhoB) * uy * uy +
|
|
chem * (2. * ux * ux + 4. * uy +
|
|
2. * uy * uy + 2. * uz * uz)));
|
|
feq5 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (nx * ux + ny * uy + nz * (-1. + uz)) *
|
|
(-2. * chem * uz * uz +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4. * chem +
|
|
rhoB *
|
|
(-1. * ux * ux - 1. * uy * uy + (2. - 1. * uz) * uz) +
|
|
rhoA * (ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) +
|
|
0.3333333333333333 * ((-1. * rhoA + rhoB) * uz * uz +
|
|
chem * (2. * ux * ux + 2. * uy * uy +
|
|
uz * (-4. + 2. * uz))));
|
|
feq6 = 0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.125 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.0625 * (nz + nx * ux + ny * uy + nz * uz) *
|
|
(-2. * chem * uz * uz +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4. * chem +
|
|
rhoB * (-1. * ux * ux - 1. * uy * uy +
|
|
(-2. - 1. * uz) * uz) +
|
|
rhoA * (ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) +
|
|
0.3333333333333333 * ((-1. * rhoA + rhoB) * uz * uz +
|
|
chem * (2. * ux * ux + 2. * uy * uy +
|
|
uz * (4. + 2. * uz))));
|
|
feq7 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux - 2. * ux * uy -
|
|
1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (nx + ny - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq8 = 0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux - 2. * ux * uy -
|
|
1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (-(nx * (1 + ux)) - ny * (1 + uy) - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq9 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fy + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux + 2. * ux * uy -
|
|
1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (nx - nx * ux - ny * (1 + uy) - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux - uy) * (ux - uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq10 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux + 2. * ux * uy -
|
|
1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (ny - nx * (1 + ux) - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux - uy) * (ux - uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq11 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux - 2. * ux * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (nx + nz - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq12 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux - 2. * ux * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (-(nx * (1 + ux)) - ny * uy - nz * (1 + uz)) *
|
|
(2 * chem * (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq13 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux + 2. * ux * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (nx - nx * ux - ny * uy - nz * (1 + uz)) *
|
|
(2 * chem * (ux - uz) * (ux - uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq14 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux + 2. * ux * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (nz - nx * (1 + ux) - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux - uz) * (ux - uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq15 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy - 2. * uy * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (ny + nz - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq16 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy - 2. * uy * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (-(nx * ux) - ny * (1 + uy) - nz * (1 + uz)) *
|
|
(2 * chem * (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq17 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy + 2. * uy * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (ny - nx * ux - ny * uy - nz * (1 + uz)) *
|
|
(2 * chem * (uy - uz) * (uy - uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq18 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy + 2. * uy * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (nz - nx * ux - ny * (1 + uy) - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uy - uz) * (uy - uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
|
|
//------------------------------------------------- BCK collison ------------------------------------------------------------//
|
|
// q=0
|
|
dist[n] =
|
|
m0 - (m0 - feq0) / tau +
|
|
0.25 * (2 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
(mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 1
|
|
dist[nr2] =
|
|
m1 - (m1 - feq1) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx * (-1 + ux) + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q=2
|
|
dist[nr1] =
|
|
m2 - (m2 - feq2) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 3
|
|
dist[nr4] =
|
|
m3 - (m3 - feq3) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx * ux + mgy * (-1 + uy) + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 4
|
|
dist[nr3] =
|
|
m4 - (m4 - feq4) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgy + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 5
|
|
dist[nr6] =
|
|
m5 - (m5 - feq5) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * ux + mgy * uy + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 6
|
|
dist[nr5] =
|
|
m6 - (m6 - feq6) / tau +
|
|
0.125 * (2 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgz + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 7
|
|
dist[nr8] =
|
|
m7 - (m7 - feq7) / tau +
|
|
0.0625 * (-2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx * (-1 + ux) + mgy * (-1 + uy) + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 8
|
|
dist[nr7] =
|
|
m8 - (m8 - feq8) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx + mgy + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 9
|
|
dist[nr10] =
|
|
m9 - (m9 - feq9) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fy + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgy + mgx * (-1 + ux) + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 10
|
|
dist[nr9] =
|
|
m10 - (m10 - feq10) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx * (1 + ux) + mgy * (-1 + uy) + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 11
|
|
dist[nr12] =
|
|
m11 - (m11 - feq11) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(-2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * (-1 + ux) + mgy * uy + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 12
|
|
dist[nr11] =
|
|
m12 - (m12 - feq12) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgx + mgz + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 13
|
|
dist[nr14] =
|
|
m13 - (m13 - feq13) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fz + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgz + mgx * (-1 + ux) + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q= 14
|
|
dist[nr13] =
|
|
m14 - (m14 - feq14) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * (1 + ux) + mgy * uy + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 15
|
|
dist[nr16] =
|
|
m15 - (m15 - feq15) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(-2 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * ux + mgy * (-1 + uy) + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 16
|
|
dist[nr15] =
|
|
m16 - (m16 - feq16) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgy + mgz + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 17
|
|
dist[nr18] =
|
|
m17 - (m17 - feq17) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgz + mgx * ux + mgy * (-1 + uy) + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 18
|
|
dist[nr17] =
|
|
m18 - (m18 - feq18) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * ux + mgy * (1 + uy) + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
|
|
//Update velocity on device
|
|
Vel[0 * Np + n] = ux;
|
|
Vel[1 * Np + n] = uy;
|
|
Vel[2 * Np + n] = uz;
|
|
//Update pressure on device
|
|
Pressure[n] = p;
|
|
//Update chemical potential on device
|
|
mu_phi[n] = chem;
|
|
//Update color gradient on device
|
|
ColorGrad[0 * Np + n] = nx;
|
|
ColorGrad[1 * Np + n] = ny;
|
|
ColorGrad[2 * Np + n] = nz;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q19_AAeven_FreeLeeModel(
|
|
int *Map, double *dist, double *Den, double *Phi, double *mu_phi,
|
|
double *Vel, double *Pressure, double *ColorGrad, double rhoA, double rhoB,
|
|
double tauA, double tauB, double kappa, double beta, double W, double Fx,
|
|
double Fy, double Fz, int strideY, int strideZ, int start, int finish,
|
|
int Np) {
|
|
|
|
int nn, nn2x, ijk;
|
|
//int nr1,nr2,nr3,nr4,nr5,nr6,nr7,nr8,nr9,nr10,nr11,nr12,nr13,nr14,nr15,nr16,nr17,nr18;
|
|
double ux, uy, uz; //fluid velocity
|
|
double p; //pressure
|
|
double chem; //chemical potential
|
|
double phi; //phase field
|
|
double rho0; //fluid density
|
|
// distribution functions
|
|
double m1, m2, m4, m6, m8, m9, m10, m11, m12, m13, m14, m15, m16, m17, m18;
|
|
double m0, m3, m5, m7;
|
|
double mm1, mm2, mm4, mm6, mm8, mm9, mm10, mm11, mm12, mm13, mm14, mm15,
|
|
mm16, mm17, mm18;
|
|
double mm3, mm5, mm7;
|
|
double feq0, feq1, feq2, feq3, feq4, feq5, feq6, feq7, feq8, feq9, feq10,
|
|
feq11, feq12, feq13, feq14, feq15, feq16, feq17, feq18;
|
|
double nx, ny, nz; //normal color gradient
|
|
double mgx, mgy, mgz; //mixed gradient reaching secondary neighbor
|
|
|
|
//double f0,f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7,f8,f9,f10,f11,f12,f13,f14,f15,f16,f17,f18;
|
|
//double h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6;//distributions for LB phase field
|
|
double tau; //position dependent LB relaxation time for fluid
|
|
//double C,theta;
|
|
//double M = 2.0/9.0*(tauM-0.5);//diffusivity (or mobility) for the phase field D3Q7
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
rho0 = Den[n]; //load density
|
|
|
|
// Get the 1D index based on regular data layout
|
|
ijk = Map[n];
|
|
phi = Phi[ijk]; // load phase field
|
|
|
|
// local relaxation time
|
|
tau = tauA + 0.5 * (1.0 - phi) * (tauB - tauA);
|
|
|
|
// COMPUTE THE COLOR GRADIENT
|
|
//........................................................................
|
|
//.................Read Phase Indicator Values............................
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m1 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 1
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m2 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 2
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m3 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 3
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m4 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 4
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m5 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 5
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m6 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 6
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m7 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 7
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m8 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 8
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m9 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 9
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m10 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 10
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m11 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 11
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m12 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 12
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m13 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 13
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m14 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 14
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m15 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 15
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m16 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 16
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m17 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 17
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m18 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 18
|
|
|
|
// compute mixed difference (Eq.30, A.Fukhari et al. JCP 315(2016) 434-457)
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm1 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 1
|
|
mm1 = 0.25 * (-mm1 + 5.0 * m1 - 3.0 * phi - m2);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm2 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 2
|
|
mm2 = 0.25 * (-mm2 + 5.0 * m2 - 3.0 * phi - m1);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm3 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 3
|
|
mm3 = 0.25 * (-mm3 + 5.0 * m3 - 3.0 * phi - m4);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm4 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 4
|
|
mm4 = 0.25 * (-mm4 + 5.0 * m4 - 3.0 * phi - m3);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm5 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 5
|
|
mm5 = 0.25 * (-mm5 + 5.0 * m5 - 3.0 * phi - m6);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm6 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 6
|
|
mm6 = 0.25 * (-mm6 + 5.0 * m6 - 3.0 * phi - m5);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm7 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 7
|
|
mm7 = 0.25 * (-mm7 + 5.0 * m7 - 3.0 * phi - m8);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm8 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 8
|
|
mm8 = 0.25 * (-mm8 + 5.0 * m8 - 3.0 * phi - m7);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm9 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 9
|
|
mm9 = 0.25 * (-mm9 + 5.0 * m9 - 3.0 * phi - m10);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm10 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 10
|
|
mm10 = 0.25 * (-mm10 + 5.0 * m10 - 3.0 * phi - m9);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm11 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 11
|
|
mm11 = 0.25 * (-mm11 + 5.0 * m11 - 3.0 * phi - m12);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm12 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 12
|
|
mm12 = 0.25 * (-mm12 + 5.0 * m12 - 3.0 * phi - m11);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm13 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 13
|
|
mm13 = 0.25 * (-mm13 + 5.0 * m13 - 3.0 * phi - m14);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm14 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 14
|
|
mm14 = 0.25 * (-mm14 + 5.0 * m14 - 3.0 * phi - m13);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm15 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 15
|
|
mm15 = 0.25 * (-mm15 + 5.0 * m15 - 3.0 * phi - m16);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm16 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 16
|
|
mm16 = 0.25 * (-mm16 + 5.0 * m16 - 3.0 * phi - m15);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm17 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 17
|
|
mm17 = 0.25 * (-mm17 + 5.0 * m17 - 3.0 * phi - m18);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm18 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 18
|
|
mm18 = 0.25 * (-mm18 + 5.0 * m18 - 3.0 * phi - m17);
|
|
|
|
//............Compute the Color Gradient...................................
|
|
nx = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(m1 - m2 + 0.5 * (m7 - m8 + m9 - m10 + m11 - m12 + m13 - m14));
|
|
ny = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(m3 - m4 + 0.5 * (m7 - m8 - m9 + m10 + m15 - m16 + m17 - m18));
|
|
nz = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(m5 - m6 + 0.5 * (m11 - m12 - m13 + m14 + m15 - m16 - m17 + m18));
|
|
//............Compute the Chemical Potential...............................
|
|
chem = 2.0 * 3.0 / 18.0 *
|
|
(m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 - 6 * phi +
|
|
0.5 * (m7 + m8 + m9 + m10 + m11 + m12 + m13 + m14 + m15 + m16 +
|
|
m17 + m18 -
|
|
12 * phi)); //intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
chem = 4.0 * beta * phi * (phi + 1.0) * (phi - 1.0) - kappa * chem;
|
|
//............Compute the Mixed Gradient...................................
|
|
mgx = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm1 - mm2 +
|
|
0.5 * (mm7 - mm8 + mm9 - mm10 + mm11 - mm12 + mm13 - mm14));
|
|
mgy = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm3 - mm4 +
|
|
0.5 * (mm7 - mm8 - mm9 + mm10 + mm15 - mm16 + mm17 - mm18));
|
|
mgz = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm5 - mm6 +
|
|
0.5 * (mm11 - mm12 - mm13 + mm14 + mm15 - mm16 - mm17 + mm18));
|
|
|
|
// q=0
|
|
m0 = dist[n];
|
|
// q=1
|
|
m1 = dist[2 * Np + n];
|
|
|
|
// q=2
|
|
m2 = dist[1 * Np + n];
|
|
|
|
// q=3
|
|
m3 = dist[4 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 4
|
|
m4 = dist[3 * Np + n];
|
|
|
|
// q=5
|
|
m5 = dist[6 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 6
|
|
m6 = dist[5 * Np + n];
|
|
|
|
// q=7
|
|
m7 = dist[8 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 8
|
|
m8 = dist[7 * Np + n];
|
|
|
|
// q=9
|
|
m9 = dist[10 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 10
|
|
m10 = dist[9 * Np + n];
|
|
|
|
// q=11
|
|
m11 = dist[12 * Np + n];
|
|
|
|
// q=12
|
|
m12 = dist[11 * Np + n];
|
|
|
|
// q=13
|
|
m13 = dist[14 * Np + n];
|
|
|
|
// q=14
|
|
m14 = dist[13 * Np + n];
|
|
|
|
// q=15
|
|
m15 = dist[16 * Np + n];
|
|
|
|
// q=16
|
|
m16 = dist[15 * Np + n];
|
|
|
|
// q=17
|
|
m17 = dist[18 * Np + n];
|
|
|
|
// q=18
|
|
m18 = dist[17 * Np + n];
|
|
|
|
//compute fluid velocity
|
|
ux = 3.0 / rho0 *
|
|
(m1 - m2 + m7 - m8 + m9 - m10 + m11 - m12 + m13 - m14 +
|
|
0.5 * (chem * nx + Fx) / 3.0);
|
|
uy = 3.0 / rho0 *
|
|
(m3 - m4 + m7 - m8 - m9 + m10 + m15 - m16 + m17 - m18 +
|
|
0.5 * (chem * ny + Fy) / 3.0);
|
|
uz = 3.0 / rho0 *
|
|
(m5 - m6 + m11 - m12 - m13 + m14 + m15 - m16 - m17 + m18 +
|
|
0.5 * (chem * nz + Fz) / 3.0);
|
|
|
|
//compute pressure
|
|
p = (m0 + m2 + m1 + m4 + m3 + m6 + m5 + m8 + m7 + m10 + m9 + m12 + m11 +
|
|
m14 + m13 + m16 + m15 + m18 + m17) +
|
|
0.5 * (rhoA - rhoB) / 2.0 / 3.0 * (ux * nx + uy * ny + uz * nz);
|
|
|
|
//compute equilibrium distributions
|
|
feq0 = 0.3333333333333333 * p -
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
0.16666666666666666 * rho0 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
0.5 * (-(nx * ux) - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(-0.08333333333333333 * (rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
chem * (0.3333333333333333 -
|
|
0.5 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq1 = 0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-ux * ux + 0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (nx - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ux * ux -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * ux * ux +
|
|
2 * chem * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq2 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 * (2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (nx + nx * ux + ny * uy + nz * uz) *
|
|
(-2. * chem * ux * ux +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4. * chem +
|
|
rhoB * (-2. * ux - 1. * ux * ux - 1. * uy * uy -
|
|
1. * uz * uz) +
|
|
rhoA * (2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.3333333333333333 * ((-1. * rhoA + rhoB) * ux * ux +
|
|
chem * (4. * ux + 2. * ux * ux +
|
|
2. * uy * uy + 2. * uz * uz)));
|
|
feq3 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (ny - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * uy * uy -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * uy * uy +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq4 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (ny + nx * ux + ny * uy + nz * uz) *
|
|
(-2. * chem * uy * uy +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4. * chem +
|
|
rhoB * (-1. * ux * ux - 2. * uy - 1. * uy * uy -
|
|
1. * uz * uz) +
|
|
rhoA * (ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.3333333333333333 * ((-1. * rhoA + rhoB) * uy * uy +
|
|
chem * (2. * ux * ux + 4. * uy +
|
|
2. * uy * uy + 2. * uz * uz)));
|
|
feq5 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (nx * ux + ny * uy + nz * (-1. + uz)) *
|
|
(-2. * chem * uz * uz +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4. * chem +
|
|
rhoB *
|
|
(-1. * ux * ux - 1. * uy * uy + (2. - 1. * uz) * uz) +
|
|
rhoA * (ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) +
|
|
0.3333333333333333 * ((-1. * rhoA + rhoB) * uz * uz +
|
|
chem * (2. * ux * ux + 2. * uy * uy +
|
|
uz * (-4. + 2. * uz))));
|
|
feq6 = 0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.125 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.0625 * (nz + nx * ux + ny * uy + nz * uz) *
|
|
(-2. * chem * uz * uz +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4. * chem +
|
|
rhoB * (-1. * ux * ux - 1. * uy * uy +
|
|
(-2. - 1. * uz) * uz) +
|
|
rhoA * (ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) +
|
|
0.3333333333333333 * ((-1. * rhoA + rhoB) * uz * uz +
|
|
chem * (2. * ux * ux + 2. * uy * uy +
|
|
uz * (4. + 2. * uz))));
|
|
feq7 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux - 2. * ux * uy -
|
|
1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (nx + ny - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq8 = 0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux - 2. * ux * uy -
|
|
1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (-(nx * (1 + ux)) - ny * (1 + uy) - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq9 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fy + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux + 2. * ux * uy -
|
|
1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (nx - nx * ux - ny * (1 + uy) - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux - uy) * (ux - uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq10 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux + 2. * ux * uy -
|
|
1. * uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (ny - nx * (1 + ux) - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux - uy) * (ux - uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq11 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux - 2. * ux * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (nx + nz - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq12 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux - 2. * ux * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (-(nx * (1 + ux)) - ny * uy - nz * (1 + uz)) *
|
|
(2 * chem * (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq13 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux + 2. * ux * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (nx - nx * ux - ny * uy - nz * (1 + uz)) *
|
|
(2 * chem * (ux - uz) * (ux - uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq14 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * ux * ux + 2. * ux * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (nz - nx * (1 + ux) - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux - uz) * (ux - uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq15 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy - 2. * uy * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (ny + nz - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq16 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy - 2. * uy * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (-(nx * ux) - ny * (1 + uy) - nz * (1 + uz)) *
|
|
(2 * chem * (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq17 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy + 2. * uy * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (ny - nx * ux - ny * uy - nz * (1 + uz)) *
|
|
(2 * chem * (uy - uz) * (uy - uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq18 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-(uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * uy * uy + 2. * uy * uz -
|
|
1. * uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (nz - nx * ux - ny * (1 + uy) - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uy - uz) * (uy - uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * (uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
|
|
//------------------------------------------------- BCK collison ------------------------------------------------------------//
|
|
// q=0
|
|
dist[n] =
|
|
m0 - (m0 - feq0) / tau +
|
|
0.25 * (2 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
(mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 1
|
|
dist[1 * Np + n] =
|
|
m1 - (m1 - feq1) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx * (-1 + ux) + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q=2
|
|
dist[2 * Np + n] =
|
|
m2 - (m2 - feq2) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 3
|
|
dist[3 * Np + n] =
|
|
m3 - (m3 - feq3) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx * ux + mgy * (-1 + uy) + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 4
|
|
dist[4 * Np + n] =
|
|
m4 - (m4 - feq4) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgy + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 5
|
|
dist[5 * Np + n] =
|
|
m5 - (m5 - feq5) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * ux + mgy * uy + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 6
|
|
dist[6 * Np + n] =
|
|
m6 - (m6 - feq6) / tau +
|
|
0.125 * (2 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgz + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 7
|
|
dist[7 * Np + n] =
|
|
m7 - (m7 - feq7) / tau +
|
|
0.0625 * (-2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx * (-1 + ux) + mgy * (-1 + uy) + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 8
|
|
dist[8 * Np + n] =
|
|
m8 - (m8 - feq8) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx + mgy + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 9
|
|
dist[9 * Np + n] =
|
|
m9 - (m9 - feq9) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fy + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgy + mgx * (-1 + ux) + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 10
|
|
dist[10 * Np + n] =
|
|
m10 - (m10 - feq10) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) +
|
|
(mgx * (1 + ux) + mgy * (-1 + uy) + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 11
|
|
dist[11 * Np + n] =
|
|
m11 - (m11 - feq11) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(-2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * (-1 + ux) + mgy * uy + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 12
|
|
dist[12 * Np + n] =
|
|
m12 - (m12 - feq12) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgx + mgz + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 13
|
|
dist[13 * Np + n] =
|
|
m13 - (m13 - feq13) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fz + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgz + mgx * (-1 + ux) + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q= 14
|
|
dist[14 * Np + n] =
|
|
m14 - (m14 - feq14) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * (1 + ux) + mgy * uy + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 15
|
|
dist[15 * Np + n] =
|
|
m15 - (m15 - feq15) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(-2 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * ux + mgy * (-1 + uy) + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 16
|
|
dist[16 * Np + n] =
|
|
m16 - (m16 - feq16) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgy + mgz + mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 17
|
|
dist[17 * Np + n] =
|
|
m17 - (m17 - feq17) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
(mgz + mgx * ux + mgy * (-1 + uy) + mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 18
|
|
dist[18 * Np + n] =
|
|
m18 - (m18 - feq18) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
(mgx * ux + mgy * (1 + uy) + mgz * (-1 + uz)) *
|
|
(-2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
|
|
//Update velocity on device
|
|
Vel[0 * Np + n] = ux;
|
|
Vel[1 * Np + n] = uy;
|
|
Vel[2 * Np + n] = uz;
|
|
//Update pressure on device
|
|
Pressure[n] = p;
|
|
//Update chemical potential on device
|
|
mu_phi[n] = chem;
|
|
//Update color gradient on device
|
|
ColorGrad[0 * Np + n] = nx;
|
|
ColorGrad[1 * Np + n] = ny;
|
|
ColorGrad[2 * Np + n] = nz;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q19_AAodd_FreeLeeModel_Combined(
|
|
int *neighborList, int *Map, double *dist, double *hq, double *Den,
|
|
double *Phi, double *mu_phi, double *Vel, double *Pressure,
|
|
double *ColorGrad, double rhoA, double rhoB, double tauA, double tauB,
|
|
double tauM, double kappa, double beta, double W, double Fx, double Fy,
|
|
double Fz, int strideY, int strideZ, int start, int finish, int Np) {
|
|
|
|
int nn, nn2x, ijk;
|
|
int nr1, nr2, nr3, nr4, nr5, nr6, nr7, nr8, nr9, nr10, nr11, nr12, nr13,
|
|
nr14, nr15, nr16, nr17, nr18;
|
|
double ux, uy, uz; //fluid velocity
|
|
double p; //pressure
|
|
double chem; //chemical potential
|
|
double phi; //phase field
|
|
double rho0; //fluid density
|
|
// distribution functions
|
|
double m1, m2, m4, m6, m8, m9, m10, m11, m12, m13, m14, m15, m16, m17, m18;
|
|
double m0, m3, m5, m7;
|
|
//double mm1,mm2,mm4,mm6,mm8,mm9,mm10,mm11,mm12,mm13,mm14,mm15,mm16,mm17,mm18;
|
|
//double mm3,mm5,mm7;
|
|
double feq0, feq1, feq2, feq3, feq4, feq5, feq6, feq7, feq8, feq9, feq10,
|
|
feq11, feq12, feq13, feq14, feq15, feq16, feq17, feq18;
|
|
double nx, ny, nz; //normal color gradient
|
|
double mgx, mgy, mgz; //mixed gradient reaching secondary neighbor
|
|
double dirGradC1, dirGradC2, dirGradC3, dirGradC4, dirGradC5, dirGradC6,
|
|
dirGradC7, dirGradC8, dirGradC9, dirGradC10, dirGradC11, dirGradC12;
|
|
double dirGradC13, dirGradC14, dirGradC15, dirGradC16, dirGradC17,
|
|
dirGradC18;
|
|
double dirGradM1, dirGradM2, dirGradM3, dirGradM4, dirGradM5, dirGradM6,
|
|
dirGradM7, dirGradM8, dirGradM9, dirGradM10, dirGradM11, dirGradM12;
|
|
double dirGradM13, dirGradM14, dirGradM15, dirGradM16, dirGradM17,
|
|
dirGradM18;
|
|
|
|
double h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6; //distributions for LB phase field
|
|
double tau; //position dependent LB relaxation time for fluid
|
|
double C, theta;
|
|
double M =
|
|
2.0 / 9.0 *
|
|
(tauM - 0.5); //diffusivity (or mobility) for the phase field D3Q7
|
|
double phi_temp;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
rho0 = Den[n]; //load density
|
|
|
|
// Get the 1D index based on regular data layout
|
|
ijk = Map[n];
|
|
phi = Phi[ijk]; // load phase field
|
|
phi_temp = phi;
|
|
if (phi > 1.f)
|
|
phi_temp = 1.0;
|
|
if (phi < -1.f)
|
|
phi_temp = -1.0;
|
|
|
|
// local relaxation time
|
|
tau = tauA + 0.5 * (1.0 - phi) * (tauB - tauA);
|
|
|
|
// COMPUTE THE COLOR GRADIENT
|
|
//........................................................................
|
|
//.................Read Phase Indicator Values............................
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m2 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 1
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m1 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 2
|
|
dirGradC1 = 0.5 * (m1 - m2);
|
|
dirGradC2 = 0.5 * (m2 - m1);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m4 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 3
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m3 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 4
|
|
dirGradC3 = 0.5 * (m3 - m4);
|
|
dirGradC4 = 0.5 * (m4 - m3);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m6 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 5
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m5 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 6
|
|
dirGradC5 = 0.5 * (m5 - m6);
|
|
dirGradC6 = 0.5 * (m6 - m5);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m8 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 7
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m7 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 8
|
|
dirGradC7 = 0.5 * (m7 - m8);
|
|
dirGradC8 = 0.5 * (m8 - m7);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m10 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 9
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m9 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 10
|
|
dirGradC9 = 0.5 * (m9 - m10);
|
|
dirGradC10 = 0.5 * (m10 - m9);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m12 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 11
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m11 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 12
|
|
dirGradC11 = 0.5 * (m11 - m12);
|
|
dirGradC12 = 0.5 * (m12 - m11);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m14 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 13
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m13 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 14
|
|
dirGradC13 = 0.5 * (m13 - m14);
|
|
dirGradC14 = 0.5 * (m14 - m13);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m16 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 15
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m15 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 16
|
|
dirGradC15 = 0.5 * (m15 - m16);
|
|
dirGradC16 = 0.5 * (m16 - m15);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m18 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 17
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m17 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 18
|
|
dirGradC17 = 0.5 * (m17 - m18);
|
|
dirGradC18 = 0.5 * (m18 - m17);
|
|
|
|
// compute mixed difference (Eq.30, A.Fukhari et al. JCP 315(2016) 434-457)
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM1 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 1
|
|
dirGradM1 = 0.25 * (-dirGradM1 + 5.0 * m1 - 3.0 * phi - m2);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM2 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 2
|
|
dirGradM2 = 0.25 * (-dirGradM2 + 5.0 * m2 - 3.0 * phi - m1);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM3 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 3
|
|
dirGradM3 = 0.25 * (-dirGradM3 + 5.0 * m3 - 3.0 * phi - m4);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM4 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 4
|
|
dirGradM4 = 0.25 * (-dirGradM4 + 5.0 * m4 - 3.0 * phi - m3);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM5 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 5
|
|
dirGradM5 = 0.25 * (-dirGradM5 + 5.0 * m5 - 3.0 * phi - m6);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM6 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 6
|
|
dirGradM6 = 0.25 * (-dirGradM6 + 5.0 * m6 - 3.0 * phi - m5);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM7 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 7
|
|
dirGradM7 = 0.25 * (-dirGradM7 + 5.0 * m7 - 3.0 * phi - m8);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM8 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 8
|
|
dirGradM8 = 0.25 * (-dirGradM8 + 5.0 * m8 - 3.0 * phi - m7);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM9 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 9
|
|
dirGradM9 = 0.25 * (-dirGradM9 + 5.0 * m9 - 3.0 * phi - m10);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM10 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 10
|
|
dirGradM10 = 0.25 * (-dirGradM10 + 5.0 * m10 - 3.0 * phi - m9);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM11 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 11
|
|
dirGradM11 = 0.25 * (-dirGradM11 + 5.0 * m11 - 3.0 * phi - m12);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM12 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 12
|
|
dirGradM12 = 0.25 * (-dirGradM12 + 5.0 * m12 - 3.0 * phi - m11);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM13 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 13
|
|
dirGradM13 = 0.25 * (-dirGradM13 + 5.0 * m13 - 3.0 * phi - m14);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM14 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 14
|
|
dirGradM14 = 0.25 * (-dirGradM14 + 5.0 * m14 - 3.0 * phi - m13);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM15 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 15
|
|
dirGradM15 = 0.25 * (-dirGradM15 + 5.0 * m15 - 3.0 * phi - m16);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM16 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 16
|
|
dirGradM16 = 0.25 * (-dirGradM16 + 5.0 * m16 - 3.0 * phi - m15);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM17 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 17
|
|
dirGradM17 = 0.25 * (-dirGradM17 + 5.0 * m17 - 3.0 * phi - m18);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM18 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 18
|
|
dirGradM18 = 0.25 * (-dirGradM18 + 5.0 * m18 - 3.0 * phi - m17);
|
|
|
|
//............Compute the Color Gradient...................................
|
|
nx = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradC1 - dirGradC2 +
|
|
0.5 * (dirGradC7 - dirGradC8 + dirGradC9 - dirGradC10 +
|
|
dirGradC11 - dirGradC12 + dirGradC13 - dirGradC14));
|
|
ny = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradC3 - dirGradC4 +
|
|
0.5 * (dirGradC7 - dirGradC8 - dirGradC9 + dirGradC10 +
|
|
dirGradC15 - dirGradC16 + dirGradC17 - dirGradC18));
|
|
nz = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradC5 - dirGradC6 +
|
|
0.5 * (dirGradC11 - dirGradC12 - dirGradC13 + dirGradC14 +
|
|
dirGradC15 - dirGradC16 - dirGradC17 + dirGradC18));
|
|
//............Compute the Chemical Potential...............................
|
|
//chem = 2.0*3.0/18.0*(m1+m2+m3+m4+m5+m6-6*phi+0.5*(m7+m8+m9+m10+m11+m12+m13+m14+m15+m16+m17+m18-12*phi));//intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
//chem = 4.0*beta*phi*(phi+1.0)*(phi-1.0)-kappa*chem;
|
|
chem = 2.0 * 3.0 / 18.0 *
|
|
(m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 - 6 * phi_temp +
|
|
0.5 * (m7 + m8 + m9 + m10 + m11 + m12 + m13 + m14 + m15 + m16 +
|
|
m17 + m18 -
|
|
12 * phi_temp)); //intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
chem = 4.0 * beta * phi_temp * (phi_temp + 1.0) * (phi_temp - 1.0) -
|
|
kappa * chem;
|
|
//............Compute the Mixed Gradient...................................
|
|
mgx = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradM1 - dirGradM2 +
|
|
0.5 * (dirGradM7 - dirGradM8 + dirGradM9 - dirGradM10 +
|
|
dirGradM11 - dirGradM12 + dirGradM13 - dirGradM14));
|
|
mgy = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradM3 - dirGradM4 +
|
|
0.5 * (dirGradM7 - dirGradM8 - dirGradM9 + dirGradM10 +
|
|
dirGradM15 - dirGradM16 + dirGradM17 - dirGradM18));
|
|
mgz = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradM5 - dirGradM6 +
|
|
0.5 * (dirGradM11 - dirGradM12 - dirGradM13 + dirGradM14 +
|
|
dirGradM15 - dirGradM16 - dirGradM17 + dirGradM18));
|
|
|
|
//de-noise color gradient and mixed gradient
|
|
C = sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
|
|
if (C < 1.0e-12)
|
|
nx = ny = nz = 0.0;
|
|
double mg_mag = sqrt(mgx * mgx + mgy * mgy + mgz * mgz);
|
|
if (mg_mag < 1.0e-12)
|
|
mgx = mgy = mgz = 0.0;
|
|
//maybe you can also de-noise chemical potential ? within the bulk phase chem should be zero
|
|
if (fabs(chem) < 1.0e-12)
|
|
chem = 0.0;
|
|
|
|
// q=0
|
|
m0 = dist[n];
|
|
// q=1
|
|
nr1 = neighborList[n]; // neighbor 2 ( > 10Np => odd part of dist)
|
|
m1 = dist[nr1]; // reading the f1 data into register fq
|
|
|
|
nr2 = neighborList[n + Np]; // neighbor 1 ( < 10Np => even part of dist)
|
|
m2 = dist[nr2]; // reading the f2 data into register fq
|
|
|
|
// q=3
|
|
nr3 = neighborList[n + 2 * Np]; // neighbor 4
|
|
m3 = dist[nr3];
|
|
|
|
// q = 4
|
|
nr4 = neighborList[n + 3 * Np]; // neighbor 3
|
|
m4 = dist[nr4];
|
|
|
|
// q=5
|
|
nr5 = neighborList[n + 4 * Np];
|
|
m5 = dist[nr5];
|
|
|
|
// q = 6
|
|
nr6 = neighborList[n + 5 * Np];
|
|
m6 = dist[nr6];
|
|
|
|
// q=7
|
|
nr7 = neighborList[n + 6 * Np];
|
|
m7 = dist[nr7];
|
|
|
|
// q = 8
|
|
nr8 = neighborList[n + 7 * Np];
|
|
m8 = dist[nr8];
|
|
|
|
// q=9
|
|
nr9 = neighborList[n + 8 * Np];
|
|
m9 = dist[nr9];
|
|
|
|
// q = 10
|
|
nr10 = neighborList[n + 9 * Np];
|
|
m10 = dist[nr10];
|
|
|
|
// q=11
|
|
nr11 = neighborList[n + 10 * Np];
|
|
m11 = dist[nr11];
|
|
|
|
// q=12
|
|
nr12 = neighborList[n + 11 * Np];
|
|
m12 = dist[nr12];
|
|
|
|
// q=13
|
|
nr13 = neighborList[n + 12 * Np];
|
|
m13 = dist[nr13];
|
|
|
|
// q=14
|
|
nr14 = neighborList[n + 13 * Np];
|
|
m14 = dist[nr14];
|
|
|
|
// q=15
|
|
nr15 = neighborList[n + 14 * Np];
|
|
m15 = dist[nr15];
|
|
|
|
// q=16
|
|
nr16 = neighborList[n + 15 * Np];
|
|
m16 = dist[nr16];
|
|
|
|
// q=17
|
|
nr17 = neighborList[n + 16 * Np];
|
|
m17 = dist[nr17];
|
|
|
|
// q=18
|
|
nr18 = neighborList[n + 17 * Np];
|
|
m18 = dist[nr18];
|
|
|
|
//compute fluid velocity
|
|
ux = 3.0 / rho0 *
|
|
(m1 - m2 + m7 - m8 + m9 - m10 + m11 - m12 + m13 - m14 +
|
|
0.5 * (chem * nx + Fx) /
|
|
1.0); // used to divide by 3.0 think that was wrong
|
|
uy = 3.0 / rho0 *
|
|
(m3 - m4 + m7 - m8 - m9 + m10 + m15 - m16 + m17 - m18 +
|
|
0.5 * (chem * ny + Fy) / 1.0);
|
|
uz = 3.0 / rho0 *
|
|
(m5 - m6 + m11 - m12 - m13 + m14 + m15 - m16 - m17 + m18 +
|
|
0.5 * (chem * nz + Fz) / 1.0);
|
|
//compute pressure
|
|
p = (m0 + m2 + m1 + m4 + m3 + m6 + m5 + m8 + m7 + m10 + m9 + m12 + m11 +
|
|
m14 + m13 + m16 + m15 + m18 + m17) +
|
|
0.5 * (rhoA - rhoB) / 2.0 / 3.0 * (ux * nx + uy * ny + uz * nz);
|
|
|
|
//compute equilibrium distributions
|
|
feq0 = 0.3333333333333333 * p -
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
0.16666666666666666 * rho0 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
0.5 * (-(nx * ux) - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(-0.08333333333333333 * (rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
chem * (0.3333333333333333 -
|
|
0.5 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq1 = 0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(ux * ux) + 0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC1 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux * ux) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq2 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 * (2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC2 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux * ux) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq3 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC3 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uy * uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq4 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC4 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uy * uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq5 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC5 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uz * uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)));
|
|
feq6 = 0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.125 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.0625 * (dirGradC6 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uz * uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))));
|
|
feq7 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC7 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy)) -
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq8 = 0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC8 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq9 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fy + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC9 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq10 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC10 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq11 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC11 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz)) -
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq12 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (dirGradC12 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq13 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (dirGradC13 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq14 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC14 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq15 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) - 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC15 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz)) -
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq16 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) - 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (dirGradC16 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq17 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) + 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (dirGradC17 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq18 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) + 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC18 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
|
|
//------------------------------------------------- BCK collison ------------------------------------------------------------//
|
|
// q=0
|
|
dist[n] =
|
|
m0 - (m0 - feq0) / tau +
|
|
0.25 * (2 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
(mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 1
|
|
dist[nr2] =
|
|
m1 - (m1 - feq1) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM1 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q=2
|
|
dist[nr1] =
|
|
m2 - (m2 - feq2) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM2 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 3
|
|
dist[nr4] =
|
|
m3 - (m3 - feq3) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM3 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 4
|
|
dist[nr3] =
|
|
m4 - (m4 - feq4) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM4 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 5
|
|
dist[nr6] =
|
|
m5 - (m5 - feq5) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM5 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 6
|
|
dist[nr5] =
|
|
m6 - (m6 - feq6) / tau +
|
|
0.125 * (2 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM6 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 7
|
|
dist[nr8] =
|
|
m7 - (m7 - feq7) / tau +
|
|
0.0625 * (-2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM7 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 8
|
|
dist[nr7] =
|
|
m8 - (m8 - feq8) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM8 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 9
|
|
dist[nr10] =
|
|
m9 - (m9 - feq9) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fy + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM9 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 10
|
|
dist[nr9] =
|
|
m10 - (m10 - feq10) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM10 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 11
|
|
dist[nr12] =
|
|
m11 - (m11 - feq11) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(-2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM11 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 12
|
|
dist[nr11] =
|
|
m12 - (m12 - feq12) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM12 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 13
|
|
dist[nr14] =
|
|
m13 - (m13 - feq13) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fz + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM13 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q= 14
|
|
dist[nr13] =
|
|
m14 - (m14 - feq14) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM14 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 15
|
|
dist[nr16] =
|
|
m15 - (m15 - feq15) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(-2 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM15 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 16
|
|
dist[nr15] =
|
|
m16 - (m16 - feq16) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM16 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 17
|
|
dist[nr18] =
|
|
m17 - (m17 - feq17) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM17 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 18
|
|
dist[nr17] =
|
|
m18 - (m18 - feq18) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM18 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
|
|
//Update color gradient on device
|
|
ColorGrad[0 * Np + n] = nx;
|
|
ColorGrad[1 * Np + n] = ny;
|
|
ColorGrad[2 * Np + n] = nz;
|
|
// ----------------------------- compute phase field evolution ----------------------------------------
|
|
//Normalize the Color Gradient
|
|
C = sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
|
|
if (C < 1.0e-14)
|
|
nx = ny = nz = 0.0;
|
|
//compute surface tension-related parameter
|
|
//theta = 4.5*M*2.0*(1-phi*phi)/W;
|
|
theta = 4.5 * M * 2.0 * (1 - phi_temp * phi_temp) / W;
|
|
|
|
//load distributions of phase field
|
|
//q=0
|
|
h0 = hq[n];
|
|
//q=1
|
|
h1 = hq[nr1];
|
|
|
|
//q=2
|
|
h2 = hq[nr2];
|
|
|
|
//q=3
|
|
h3 = hq[nr3];
|
|
|
|
//q=4
|
|
h4 = hq[nr4];
|
|
|
|
//q=5
|
|
h5 = hq[nr5];
|
|
|
|
//q=6
|
|
h6 = hq[nr6];
|
|
|
|
//-------------------------------- BGK collison for phase field ---------------------------------//
|
|
// q = 0
|
|
hq[n] = h0 - (h0 - 0.3333333333333333 * phi) / tauM;
|
|
|
|
// q = 1
|
|
hq[nr2] = h1 - (h1 - 0.1111111111111111 * nx * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * ux)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 2
|
|
hq[nr1] = h2 - (h2 + 0.1111111111111111 * nx * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * ux)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 3
|
|
hq[nr4] = h3 - (h3 - 0.1111111111111111 * ny * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * uy)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 4
|
|
hq[nr3] = h4 - (h4 + 0.1111111111111111 * ny * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * uy)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 5
|
|
hq[nr6] = h5 - (h5 - 0.1111111111111111 * nz * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * uz)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 6
|
|
hq[nr5] = h6 - (h6 + 0.1111111111111111 * nz * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * uz)) /
|
|
tauM;
|
|
//........................................................................
|
|
|
|
//Update velocity on device
|
|
Vel[0 * Np + n] = ux;
|
|
Vel[1 * Np + n] = uy;
|
|
Vel[2 * Np + n] = uz;
|
|
//Update pressure on device
|
|
Pressure[n] = p;
|
|
//Update chemical potential on device
|
|
mu_phi[n] = chem;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q19_AAeven_FreeLeeModel_Combined(
|
|
int *Map, double *dist, double *hq, double *Den, double *Phi,
|
|
double *mu_phi, double *Vel, double *Pressure, double *ColorGrad,
|
|
double rhoA, double rhoB, double tauA, double tauB, double tauM,
|
|
double kappa, double beta, double W, double Fx, double Fy, double Fz,
|
|
int strideY, int strideZ, int start, int finish, int Np) {
|
|
|
|
int nn, nn2x, ijk;
|
|
double ux, uy, uz; //fluid velocity
|
|
double p; //pressure
|
|
double chem; //chemical potential
|
|
double phi; //phase field
|
|
double rho0; //fluid density
|
|
// distribution functions
|
|
double m1, m2, m4, m6, m8, m9, m10, m11, m12, m13, m14, m15, m16, m17, m18;
|
|
double m0, m3, m5, m7;
|
|
//double mm1,mm2,mm4,mm6,mm8,mm9,mm10,mm11,mm12,mm13,mm14,mm15,mm16,mm17,mm18;
|
|
//double mm3,mm5,mm7;
|
|
double feq0, feq1, feq2, feq3, feq4, feq5, feq6, feq7, feq8, feq9, feq10,
|
|
feq11, feq12, feq13, feq14, feq15, feq16, feq17, feq18;
|
|
double nx, ny, nz; //normal color gradient
|
|
double mgx, mgy, mgz; //mixed gradient reaching secondary neighbor
|
|
double dirGradC1, dirGradC2, dirGradC3, dirGradC4, dirGradC5, dirGradC6,
|
|
dirGradC7, dirGradC8, dirGradC9, dirGradC10, dirGradC11, dirGradC12;
|
|
double dirGradC13, dirGradC14, dirGradC15, dirGradC16, dirGradC17,
|
|
dirGradC18;
|
|
double dirGradM1, dirGradM2, dirGradM3, dirGradM4, dirGradM5, dirGradM6,
|
|
dirGradM7, dirGradM8, dirGradM9, dirGradM10, dirGradM11, dirGradM12;
|
|
double dirGradM13, dirGradM14, dirGradM15, dirGradM16, dirGradM17,
|
|
dirGradM18;
|
|
|
|
double h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6; //distributions for LB phase field
|
|
double tau; //position dependent LB relaxation time for fluid
|
|
double C, theta;
|
|
double M =
|
|
2.0 / 9.0 *
|
|
(tauM - 0.5); //diffusivity (or mobility) for the phase field D3Q7
|
|
double phi_temp;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
rho0 = Den[n]; //load density
|
|
|
|
// Get the 1D index based on regular data layout
|
|
ijk = Map[n];
|
|
phi = Phi[ijk]; // load phase field
|
|
phi_temp = phi;
|
|
if (phi > 1.f)
|
|
phi_temp = 1.0;
|
|
if (phi < -1.f)
|
|
phi_temp = -1.0;
|
|
|
|
// local relaxation time
|
|
tau = tauA + 0.5 * (1.0 - phi) * (tauB - tauA);
|
|
|
|
// COMPUTE THE COLOR GRADIENT
|
|
//........................................................................
|
|
//.................Read Phase Indicator Values............................
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m2 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 1
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m1 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 2
|
|
dirGradC1 = 0.5 * (m1 - m2);
|
|
dirGradC2 = 0.5 * (m2 - m1);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m4 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 3
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m3 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 4
|
|
dirGradC3 = 0.5 * (m3 - m4);
|
|
dirGradC4 = 0.5 * (m4 - m3);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m6 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 5
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m5 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 6
|
|
dirGradC5 = 0.5 * (m5 - m6);
|
|
dirGradC6 = 0.5 * (m6 - m5);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m8 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 7
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m7 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 8
|
|
dirGradC7 = 0.5 * (m7 - m8);
|
|
dirGradC8 = 0.5 * (m8 - m7);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m10 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 9
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m9 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 10
|
|
dirGradC9 = 0.5 * (m9 - m10);
|
|
dirGradC10 = 0.5 * (m10 - m9);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m12 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 11
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m11 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 12
|
|
dirGradC11 = 0.5 * (m11 - m12);
|
|
dirGradC12 = 0.5 * (m12 - m11);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m14 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 13
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m13 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 14
|
|
dirGradC13 = 0.5 * (m13 - m14);
|
|
dirGradC14 = 0.5 * (m14 - m13);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m16 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 15
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m15 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 16
|
|
dirGradC15 = 0.5 * (m15 - m16);
|
|
dirGradC16 = 0.5 * (m16 - m15);
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m18 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 17
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m17 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 18
|
|
dirGradC17 = 0.5 * (m17 - m18);
|
|
dirGradC18 = 0.5 * (m18 - m17);
|
|
|
|
// compute mixed difference (Eq.30, A.Fukhari et al. JCP 315(2016) 434-457)
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM1 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 1
|
|
dirGradM1 = 0.25 * (-dirGradM1 + 5.0 * m1 - 3.0 * phi - m2);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM2 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 2
|
|
dirGradM2 = 0.25 * (-dirGradM2 + 5.0 * m2 - 3.0 * phi - m1);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM3 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 3
|
|
dirGradM3 = 0.25 * (-dirGradM3 + 5.0 * m3 - 3.0 * phi - m4);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM4 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 4
|
|
dirGradM4 = 0.25 * (-dirGradM4 + 5.0 * m4 - 3.0 * phi - m3);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM5 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 5
|
|
dirGradM5 = 0.25 * (-dirGradM5 + 5.0 * m5 - 3.0 * phi - m6);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM6 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 6
|
|
dirGradM6 = 0.25 * (-dirGradM6 + 5.0 * m6 - 3.0 * phi - m5);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM7 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 7
|
|
dirGradM7 = 0.25 * (-dirGradM7 + 5.0 * m7 - 3.0 * phi - m8);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM8 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 8
|
|
dirGradM8 = 0.25 * (-dirGradM8 + 5.0 * m8 - 3.0 * phi - m7);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM9 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 9
|
|
dirGradM9 = 0.25 * (-dirGradM9 + 5.0 * m9 - 3.0 * phi - m10);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM10 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 10
|
|
dirGradM10 = 0.25 * (-dirGradM10 + 5.0 * m10 - 3.0 * phi - m9);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM11 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 11
|
|
dirGradM11 = 0.25 * (-dirGradM11 + 5.0 * m11 - 3.0 * phi - m12);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM12 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 12
|
|
dirGradM12 = 0.25 * (-dirGradM12 + 5.0 * m12 - 3.0 * phi - m11);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM13 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 13
|
|
dirGradM13 = 0.25 * (-dirGradM13 + 5.0 * m13 - 3.0 * phi - m14);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM14 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 14
|
|
dirGradM14 = 0.25 * (-dirGradM14 + 5.0 * m14 - 3.0 * phi - m13);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM15 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 15
|
|
dirGradM15 = 0.25 * (-dirGradM15 + 5.0 * m15 - 3.0 * phi - m16);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM16 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 16
|
|
dirGradM16 = 0.25 * (-dirGradM16 + 5.0 * m16 - 3.0 * phi - m15);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM17 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 17
|
|
dirGradM17 = 0.25 * (-dirGradM17 + 5.0 * m17 - 3.0 * phi - m18);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
dirGradM18 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 18
|
|
dirGradM18 = 0.25 * (-dirGradM18 + 5.0 * m18 - 3.0 * phi - m17);
|
|
|
|
//............Compute the Color Gradient...................................
|
|
nx = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradC1 - dirGradC2 +
|
|
0.5 * (dirGradC7 - dirGradC8 + dirGradC9 - dirGradC10 +
|
|
dirGradC11 - dirGradC12 + dirGradC13 - dirGradC14));
|
|
ny = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradC3 - dirGradC4 +
|
|
0.5 * (dirGradC7 - dirGradC8 - dirGradC9 + dirGradC10 +
|
|
dirGradC15 - dirGradC16 + dirGradC17 - dirGradC18));
|
|
nz = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradC5 - dirGradC6 +
|
|
0.5 * (dirGradC11 - dirGradC12 - dirGradC13 + dirGradC14 +
|
|
dirGradC15 - dirGradC16 - dirGradC17 + dirGradC18));
|
|
//............Compute the Chemical Potential...............................
|
|
//chem = 2.0*3.0/18.0*(m1+m2+m3+m4+m5+m6-6*phi+0.5*(m7+m8+m9+m10+m11+m12+m13+m14+m15+m16+m17+m18-12*phi));//intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
//chem = 4.0*beta*phi*(phi+1.0)*(phi-1.0)-kappa*chem;
|
|
chem = 2.0 * 3.0 / 18.0 *
|
|
(m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 - 6 * phi_temp +
|
|
0.5 * (m7 + m8 + m9 + m10 + m11 + m12 + m13 + m14 + m15 + m16 +
|
|
m17 + m18 -
|
|
12 * phi_temp)); //intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
chem = 4.0 * beta * phi_temp * (phi_temp + 1.0) * (phi_temp - 1.0) -
|
|
kappa * chem;
|
|
//............Compute the Mixed Gradient...................................
|
|
mgx = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradM1 - dirGradM2 +
|
|
0.5 * (dirGradM7 - dirGradM8 + dirGradM9 - dirGradM10 +
|
|
dirGradM11 - dirGradM12 + dirGradM13 - dirGradM14));
|
|
mgy = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradM3 - dirGradM4 +
|
|
0.5 * (dirGradM7 - dirGradM8 - dirGradM9 + dirGradM10 +
|
|
dirGradM15 - dirGradM16 + dirGradM17 - dirGradM18));
|
|
mgz = 3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(dirGradM5 - dirGradM6 +
|
|
0.5 * (dirGradM11 - dirGradM12 - dirGradM13 + dirGradM14 +
|
|
dirGradM15 - dirGradM16 - dirGradM17 + dirGradM18));
|
|
|
|
//de-noise color gradient and mixed gradient
|
|
C = sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
|
|
if (C < 1.0e-12)
|
|
nx = ny = nz = 0.0;
|
|
double mg_mag = sqrt(mgx * mgx + mgy * mgy + mgz * mgz);
|
|
if (mg_mag < 1.0e-12)
|
|
mgx = mgy = mgz = 0.0;
|
|
//maybe you can also de-noise chemical potential ? within the bulk phase chem should be ZERO
|
|
if (fabs(chem) < 1.0e-12)
|
|
chem = 0.0;
|
|
|
|
// q=0
|
|
m0 = dist[n];
|
|
// q=1
|
|
m1 = dist[2 * Np + n];
|
|
|
|
// q=2
|
|
m2 = dist[1 * Np + n];
|
|
|
|
// q=3
|
|
m3 = dist[4 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 4
|
|
m4 = dist[3 * Np + n];
|
|
|
|
// q=5
|
|
m5 = dist[6 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 6
|
|
m6 = dist[5 * Np + n];
|
|
|
|
// q=7
|
|
m7 = dist[8 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 8
|
|
m8 = dist[7 * Np + n];
|
|
|
|
// q=9
|
|
m9 = dist[10 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 10
|
|
m10 = dist[9 * Np + n];
|
|
|
|
// q=11
|
|
m11 = dist[12 * Np + n];
|
|
|
|
// q=12
|
|
m12 = dist[11 * Np + n];
|
|
|
|
// q=13
|
|
m13 = dist[14 * Np + n];
|
|
|
|
// q=14
|
|
m14 = dist[13 * Np + n];
|
|
|
|
// q=15
|
|
m15 = dist[16 * Np + n];
|
|
|
|
// q=16
|
|
m16 = dist[15 * Np + n];
|
|
|
|
// q=17
|
|
m17 = dist[18 * Np + n];
|
|
|
|
// q=18
|
|
m18 = dist[17 * Np + n];
|
|
|
|
//compute fluid velocity
|
|
ux = 3.0 / rho0 *
|
|
(m1 - m2 + m7 - m8 + m9 - m10 + m11 - m12 + m13 - m14 +
|
|
0.5 * (chem * nx + Fx) / 1.0);
|
|
uy = 3.0 / rho0 *
|
|
(m3 - m4 + m7 - m8 - m9 + m10 + m15 - m16 + m17 - m18 +
|
|
0.5 * (chem * ny + Fy) / 1.0);
|
|
uz = 3.0 / rho0 *
|
|
(m5 - m6 + m11 - m12 - m13 + m14 + m15 - m16 - m17 + m18 +
|
|
0.5 * (chem * nz + Fz) / 1.0);
|
|
//compute pressure
|
|
p = (m0 + m2 + m1 + m4 + m3 + m6 + m5 + m8 + m7 + m10 + m9 + m12 + m11 +
|
|
m14 + m13 + m16 + m15 + m18 + m17) +
|
|
0.5 * (rhoA - rhoB) / 2.0 / 3.0 * (ux * nx + uy * ny + uz * nz);
|
|
|
|
//compute equilibrium distributions
|
|
feq0 = 0.3333333333333333 * p -
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
0.16666666666666666 * rho0 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
0.5 * (-(nx * ux) - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(-0.08333333333333333 * (rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
chem * (0.3333333333333333 -
|
|
0.5 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq1 = 0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(ux * ux) + 0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC1 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux * ux) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq2 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 * (2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC2 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux * ux) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq3 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC3 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uy * uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq4 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.125 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC4 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uy * uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq5 =
|
|
0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (dirGradC5 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uz * uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)));
|
|
feq6 = 0.05555555555555555 * p -
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.125 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.0625 * (dirGradC6 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * (uz * uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem -
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))));
|
|
feq7 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC7 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy)) -
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq8 = 0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC8 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq9 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fy + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC9 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq10 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC10 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)));
|
|
feq11 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC11 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz)) -
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq12 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (dirGradC12 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq13 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (dirGradC13 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq14 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC14 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq15 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) - 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC15 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz)) -
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
feq16 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) - 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (dirGradC16 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq17 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) + 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz))) -
|
|
0.03125 * (dirGradC17 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz))));
|
|
feq18 =
|
|
0.027777777777777776 * p -
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) + 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz)) -
|
|
0.03125 * (dirGradC18 - nx * ux - ny * uy - nz * uz) *
|
|
(2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(4 * chem - (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz)));
|
|
|
|
//------------------------------------------------- BCK collison ------------------------------------------------------------//
|
|
// q=0
|
|
dist[n] =
|
|
m0 - (m0 - feq0) / tau +
|
|
0.25 * (2 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
(mgx * ux + mgy * uy + mgz * uz) *
|
|
(2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 1
|
|
dist[1 * Np + n] =
|
|
m1 - (m1 - feq1) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM1 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q=2
|
|
dist[2 * Np + n] =
|
|
m2 - (m2 - feq2) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM2 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (ux * ux) +
|
|
2 * chem * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 3
|
|
dist[3 * Np + n] =
|
|
m3 - (m3 - feq3) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM3 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 4
|
|
dist[4 * Np + n] =
|
|
m4 - (m4 - feq4) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM4 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uy * uy) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 5
|
|
dist[5 * Np + n] =
|
|
m5 - (m5 - feq5) / tau +
|
|
0.125 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM5 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 6
|
|
dist[6 * Np + n] =
|
|
m6 - (m6 - feq6) / tau +
|
|
0.125 * (2 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM6 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
((-rhoA + rhoB) * (uz * uz) +
|
|
2 * chem * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem + (rhoA - rhoB) * (ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 7
|
|
dist[7 * Np + n] =
|
|
m7 - (m7 - feq7) / tau +
|
|
0.0625 * (-2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM7 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 8
|
|
dist[8 * Np + n] =
|
|
m8 - (m8 - feq8) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM8 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uy) * (ux + uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 9
|
|
dist[9 * Np + n] =
|
|
m9 - (m9 - feq9) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fy + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM9 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 10
|
|
dist[10 * Np + n] =
|
|
m10 - (m10 - feq10) / tau +
|
|
0.0625 * (2 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(dirGradM10 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uy) * (ux - uy))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy +
|
|
uz * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (2 * ux + ux * ux - 2 * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))));
|
|
|
|
// q = 11
|
|
dist[11 * Np + n] =
|
|
m11 - (m11 - feq11) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(-2 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM11 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 12
|
|
dist[12 * Np + n] =
|
|
m12 - (m12 - feq12) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM12 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux + uz) * (ux + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 13
|
|
dist[13 * Np + n] =
|
|
m13 - (m13 - feq13) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fz + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM13 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q= 14
|
|
dist[14 * Np + n] =
|
|
m14 - (m14 - feq14) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM14 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((ux - uz) * (ux - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 15
|
|
dist[15 * Np + n] =
|
|
m15 - (m15 - feq15) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(-2 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM15 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
|
|
// q = 16
|
|
dist[16 * Np + n] =
|
|
m16 - (m16 - feq16) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM16 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy + uz) * (uy + uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 17
|
|
dist[17 * Np + n] =
|
|
m17 - (m17 - feq17) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(dirGradM17 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz)))));
|
|
|
|
// q = 18
|
|
dist[18 * Np + n] =
|
|
m18 - (m18 - feq18) / tau +
|
|
0.0625 *
|
|
(2 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(dirGradM18 - mgx * ux - mgy * uy - mgz * uz) *
|
|
(-2 * chem * ((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-((rhoA - rhoB) * ((uy - uz) * (uy - uz))) +
|
|
2 * chem *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.1111111111111111 *
|
|
(-4 * chem +
|
|
(rhoA - rhoB) *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz))));
|
|
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
|
|
//Update color gradient on device
|
|
ColorGrad[0 * Np + n] = nx;
|
|
ColorGrad[1 * Np + n] = ny;
|
|
ColorGrad[2 * Np + n] = nz;
|
|
|
|
// ----------------------------- compute phase field evolution ----------------------------------------
|
|
//Normalize the Color Gradient
|
|
C = sqrt(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
|
|
if (C < 1.0e-14)
|
|
nx = ny = nz = 0.0;
|
|
//compute surface tension-related parameter
|
|
//theta = 4.5*M*2.0*(1-phi*phi)/W;
|
|
theta = 4.5 * M * 2.0 * (1 - phi_temp * phi_temp) / W;
|
|
|
|
//load distributions of phase field
|
|
//q=0
|
|
h0 = hq[n];
|
|
//q=1
|
|
h1 = hq[2 * Np + n];
|
|
|
|
//q=2
|
|
h2 = hq[1 * Np + n];
|
|
|
|
//q=3
|
|
h3 = hq[4 * Np + n];
|
|
|
|
//q=4
|
|
h4 = hq[3 * Np + n];
|
|
|
|
//q=5
|
|
h5 = hq[6 * Np + n];
|
|
|
|
//q=6
|
|
h6 = hq[5 * Np + n];
|
|
|
|
//-------------------------------- BGK collison for phase field ---------------------------------//
|
|
// q = 0
|
|
hq[n] = h0 - (h0 - 0.3333333333333333 * phi) / tauM;
|
|
|
|
// q = 1
|
|
hq[1 * Np + n] = h1 - (h1 - 0.1111111111111111 * nx * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * ux)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 2
|
|
hq[2 * Np + n] = h2 - (h2 + 0.1111111111111111 * nx * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * ux)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 3
|
|
hq[3 * Np + n] = h3 - (h3 - 0.1111111111111111 * ny * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * uy)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 4
|
|
hq[4 * Np + n] = h4 - (h4 + 0.1111111111111111 * ny * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * uy)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 5
|
|
hq[5 * Np + n] = h5 - (h5 - 0.1111111111111111 * nz * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 + 0.5 * uz)) /
|
|
tauM;
|
|
|
|
// q = 6
|
|
hq[6 * Np + n] = h6 - (h6 + 0.1111111111111111 * nz * theta -
|
|
phi * (0.1111111111111111 - 0.5 * uz)) /
|
|
tauM;
|
|
//........................................................................
|
|
|
|
//Update velocity on device
|
|
Vel[0 * Np + n] = ux;
|
|
Vel[1 * Np + n] = uy;
|
|
Vel[2 * Np + n] = uz;
|
|
//Update pressure on device
|
|
Pressure[n] = p;
|
|
//Update chemical potential on device
|
|
mu_phi[n] = chem;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
//extern "C" void ScaLBL_D3Q19_AAodd_FreeLeeModel_Combined(int *neighborList, int *Map, double *dist, double *hq, double *Den, double *Phi, double *mu_phi, double *Vel, double *Pressure, double *ColorGrad,
|
|
// double rhoA, double rhoB, double tauA, double tauB, double tauM, double kappa, double beta, double W, double Fx, double Fy, double Fz,
|
|
// int strideY, int strideZ, int start, int finish, int Np){
|
|
//
|
|
// int n,nn,nn2x,ijk;
|
|
// int nr1,nr2,nr3,nr4,nr5,nr6,nr7,nr8,nr9,nr10,nr11,nr12,nr13,nr14,nr15,nr16,nr17,nr18;
|
|
// double ux,uy,uz;//fluid velocity
|
|
// double p;//pressure
|
|
// double chem;//chemical potential
|
|
// double phi; //phase field
|
|
// double rho0;//fluid density
|
|
// // distribution functions
|
|
// double m1,m2,m4,m6,m8,m9,m10,m11,m12,m13,m14,m15,m16,m17,m18;
|
|
// double m0,m3,m5,m7;
|
|
// double mm1,mm2,mm4,mm6,mm8,mm9,mm10,mm11,mm12,mm13,mm14,mm15,mm16,mm17,mm18;
|
|
// double mm3,mm5,mm7;
|
|
// double feq0,feq1,feq2,feq3,feq4,feq5,feq6,feq7,feq8,feq9,feq10,feq11,feq12,feq13,feq14,feq15,feq16,feq17,feq18;
|
|
// double nx,ny,nz;//normal color gradient
|
|
// double mgx,mgy,mgz;//mixed gradient reaching secondary neighbor
|
|
//
|
|
// double h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6;//distributions for LB phase field
|
|
// double tau;//position dependent LB relaxation time for fluid
|
|
// double C,theta;
|
|
// double M = 2.0/9.0*(tauM-0.5);//diffusivity (or mobility) for the phase field D3Q7
|
|
// double phi_temp;
|
|
//
|
|
// for (int n=start; n<finish; n++){
|
|
//
|
|
// rho0 = Den[n];//load density
|
|
//
|
|
// // Get the 1D index based on regular data layout
|
|
// ijk = Map[n];
|
|
// phi = Phi[ijk];// load phase field
|
|
// phi_temp = phi;
|
|
// if (phi>1.f) phi_temp=1.0;
|
|
// if (phi<-1.f) phi_temp=-1.0;
|
|
//
|
|
// // local relaxation time
|
|
// tau=tauA + 0.5*(1.0-phi)*(tauB-tauA);
|
|
//
|
|
// // COMPUTE THE COLOR GRADIENT
|
|
// //........................................................................
|
|
// //.................Read Phase Indicator Values............................
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m1 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 1
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m2 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 2
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m3 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 3
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m4 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 4
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
// m5 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 5
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
// m6 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 6
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideY-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m7 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 7
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideY+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m8 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 8
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideY-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m9 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 9
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideY+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m10 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 10
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m11 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 11
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m12 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 12
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m13 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 13
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m14 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 14
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ-strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m15 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 15
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ+strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m16 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 16
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ-strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m17 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 17
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ+strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m18 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 18
|
|
//
|
|
// // compute mixed difference (Eq.30, A.Fukhari et al. JCP 315(2016) 434-457)
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm1 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 1
|
|
// mm1 = 0.25*(-mm1+5.0*m1-3.0*phi-m2);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm2 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 2
|
|
// mm2 = 0.25*(-mm2+5.0*m2-3.0*phi-m1);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm3 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 3
|
|
// mm3 = 0.25*(-mm3+5.0*m3-3.0*phi-m4);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm4 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 4
|
|
// mm4 = 0.25*(-mm4+5.0*m4-3.0*phi-m3);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm5 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 5
|
|
// mm5 = 0.25*(-mm5+5.0*m5-3.0*phi-m6);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm6 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 6
|
|
// mm6 = 0.25*(-mm6+5.0*m6-3.0*phi-m5);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideY*2-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm7 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 7
|
|
// mm7 = 0.25*(-mm7+5.0*m7-3.0*phi-m8);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideY*2+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm8 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 8
|
|
// mm8 = 0.25*(-mm8+5.0*m8-3.0*phi-m7);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideY*2-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm9 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 9
|
|
// mm9 = 0.25*(-mm9+5.0*m9-3.0*phi-m10);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideY*2+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm10 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 10
|
|
// mm10 = 0.25*(-mm10+5.0*m10-3.0*phi-m9);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm11 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 11
|
|
// mm11 = 0.25*(-mm11+5.0*m11-3.0*phi-m12);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm12 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 12
|
|
// mm12 = 0.25*(-mm12+5.0*m12-3.0*phi-m11);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm13 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 13
|
|
// mm13 = 0.25*(-mm13+5.0*m13-3.0*phi-m14);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm14 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 14
|
|
// mm14 = 0.25*(-mm14+5.0*m14-3.0*phi-m13);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2-strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm15 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 15
|
|
// mm15 = 0.25*(-mm15+5.0*m15-3.0*phi-m16);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2+strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm16 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 16
|
|
// mm16 = 0.25*(-mm16+5.0*m16-3.0*phi-m15);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2-strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm17 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 17
|
|
// mm17 = 0.25*(-mm17+5.0*m17-3.0*phi-m18);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2+strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm18 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 18
|
|
// mm18 = 0.25*(-mm18+5.0*m18-3.0*phi-m17);
|
|
//
|
|
//
|
|
// //............Compute the Color Gradient...................................
|
|
// nx = -3.0*1.0/18.0*(m1-m2+0.5*(m7-m8+m9-m10+m11-m12+m13-m14));
|
|
// ny = -3.0*1.0/18.0*(m3-m4+0.5*(m7-m8-m9+m10+m15-m16+m17-m18));
|
|
// nz = -3.0*1.0/18.0*(m5-m6+0.5*(m11-m12-m13+m14+m15-m16-m17+m18));
|
|
// //............Compute the Chemical Potential...............................
|
|
// //chem = 2.0*3.0/18.0*(m1+m2+m3+m4+m5+m6-6*phi+0.5*(m7+m8+m9+m10+m11+m12+m13+m14+m15+m16+m17+m18-12*phi));//intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
// //chem = 4.0*beta*phi*(phi+1.0)*(phi-1.0)-kappa*chem;
|
|
// chem = 2.0*3.0/18.0*(m1+m2+m3+m4+m5+m6-6*phi_temp+0.5*(m7+m8+m9+m10+m11+m12+m13+m14+m15+m16+m17+m18-12*phi_temp));//intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
// chem = 4.0*beta*phi_temp*(phi_temp+1.0)*(phi_temp-1.0)-kappa*chem;
|
|
// //............Compute the Mixed Gradient...................................
|
|
// mgx = -3.0*1.0/18.0*(mm1-mm2+0.5*(mm7-mm8+mm9-mm10+mm11-mm12+mm13-mm14));
|
|
// mgy = -3.0*1.0/18.0*(mm3-mm4+0.5*(mm7-mm8-mm9+mm10+mm15-mm16+mm17-mm18));
|
|
// mgz = -3.0*1.0/18.0*(mm5-mm6+0.5*(mm11-mm12-mm13+mm14+mm15-mm16-mm17+mm18));
|
|
//
|
|
// //de-noise color gradient and mixed gradient
|
|
// C = sqrt(nx*nx+ny*ny+nz*nz);
|
|
// if (C<1.0e-12) nx=ny=nz=0.0;
|
|
// double mg_mag = sqrt(mgx*mgx+mgy*mgy+mgz*mgz);
|
|
// if (mg_mag<1.0e-12) mgx=mgy=mgz=0.0;
|
|
// //maybe you can also de-noise chemical potential ? within the bulk phase chem should be zero
|
|
// if (fabs(chem)<1.0e-12) chem=0.0;
|
|
//
|
|
// // q=0
|
|
// m0 = dist[n];
|
|
// // q=1
|
|
// nr1 = neighborList[n]; // neighbor 2 ( > 10Np => odd part of dist)
|
|
// m1 = dist[nr1]; // reading the f1 data into register fq
|
|
//
|
|
// nr2 = neighborList[n+Np]; // neighbor 1 ( < 10Np => even part of dist)
|
|
// m2 = dist[nr2]; // reading the f2 data into register fq
|
|
//
|
|
// // q=3
|
|
// nr3 = neighborList[n+2*Np]; // neighbor 4
|
|
// m3 = dist[nr3];
|
|
//
|
|
// // q = 4
|
|
// nr4 = neighborList[n+3*Np]; // neighbor 3
|
|
// m4 = dist[nr4];
|
|
//
|
|
// // q=5
|
|
// nr5 = neighborList[n+4*Np];
|
|
// m5 = dist[nr5];
|
|
//
|
|
// // q = 6
|
|
// nr6 = neighborList[n+5*Np];
|
|
// m6 = dist[nr6];
|
|
//
|
|
// // q=7
|
|
// nr7 = neighborList[n+6*Np];
|
|
// m7 = dist[nr7];
|
|
//
|
|
// // q = 8
|
|
// nr8 = neighborList[n+7*Np];
|
|
// m8 = dist[nr8];
|
|
//
|
|
// // q=9
|
|
// nr9 = neighborList[n+8*Np];
|
|
// m9 = dist[nr9];
|
|
//
|
|
// // q = 10
|
|
// nr10 = neighborList[n+9*Np];
|
|
// m10 = dist[nr10];
|
|
//
|
|
// // q=11
|
|
// nr11 = neighborList[n+10*Np];
|
|
// m11 = dist[nr11];
|
|
//
|
|
// // q=12
|
|
// nr12 = neighborList[n+11*Np];
|
|
// m12 = dist[nr12];
|
|
//
|
|
// // q=13
|
|
// nr13 = neighborList[n+12*Np];
|
|
// m13 = dist[nr13];
|
|
//
|
|
// // q=14
|
|
// nr14 = neighborList[n+13*Np];
|
|
// m14 = dist[nr14];
|
|
//
|
|
// // q=15
|
|
// nr15 = neighborList[n+14*Np];
|
|
// m15 = dist[nr15];
|
|
//
|
|
// // q=16
|
|
// nr16 = neighborList[n+15*Np];
|
|
// m16 = dist[nr16];
|
|
//
|
|
// // q=17
|
|
// nr17 = neighborList[n+16*Np];
|
|
// m17 = dist[nr17];
|
|
//
|
|
// // q=18
|
|
// nr18 = neighborList[n+17*Np];
|
|
// m18 = dist[nr18];
|
|
//
|
|
// //compute fluid velocity
|
|
// ux = 3.0/rho0*(m1-m2+m7-m8+m9-m10+m11-m12+m13-m14+0.5*(chem*nx+Fx)/3.0);
|
|
// uy = 3.0/rho0*(m3-m4+m7-m8-m9+m10+m15-m16+m17-m18+0.5*(chem*ny+Fy)/3.0);
|
|
// uz = 3.0/rho0*(m5-m6+m11-m12-m13+m14+m15-m16-m17+m18+0.5*(chem*nz+Fz)/3.0);
|
|
// //compute pressure
|
|
// p = (m0+m2+m1+m4+m3+m6+m5+m8+m7+m10+m9+m12+m11+m14+m13+m16+m15+m18+m17)
|
|
// +0.5*(rhoA-rhoB)/2.0/3.0*(ux*nx+uy*ny+uz*nz);
|
|
//
|
|
// //compute equilibrium distributions
|
|
// feq0 = 0.3333333333333333*p - 0.25*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.6666666666666666 + ux*ux + uy*uy + uz*uz) -
|
|
// 0.16666666666666666*rho0*(ux*ux + uy*uy + uz*uz) - 0.5*(-(nx*ux) - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (-0.08333333333333333*(rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*uz) + chem*(0.3333333333333333 - 0.5*(ux*ux + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq1 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-ux*ux + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fx*(-1. + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) - 0.0625*(nx - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*ux*ux - 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*ux*ux + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq2 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-ux*ux + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fx + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) - 0.0625*(nx + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
// (-2.*chem*ux*ux + 0.1111111111111111*(-4.*chem + rhoB*(-2.*ux - 1.*ux*ux - 1.*uy*uy - 1.*uz*uz) +
|
|
// rhoA*(2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) + 0.3333333333333333*((-1.*rhoA + rhoB)*ux*ux +
|
|
// chem*(4.*ux + 2.*ux*ux + 2.*uy*uy + 2.*uz*uz)));
|
|
// feq3 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-uy*uy + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fx*ux + Fy*(-1. + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.0625*(ny - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*uy*uy - 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*uy*uy + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq4 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-uy*uy + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.0625*(ny + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
// (-2.*chem*uy*uy + 0.1111111111111111*(-4.*chem + rhoB*(-1.*ux*ux - 2.*uy - 1.*uy*uy - 1.*uz*uz) +
|
|
// rhoA*(ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) + 0.3333333333333333*((-1.*rhoA + rhoB)*uy*uy +
|
|
// chem*(2.*ux*ux + 4.*uy + 2.*uy*uy + 2.*uz*uz)));
|
|
// feq5 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-uz*uz + 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.0625*(nx*ux + ny*uy + nz*(-1. + uz))*
|
|
// (-2.*chem*uz*uz + 0.1111111111111111*(-4.*chem + rhoB*(-1.*ux*ux - 1.*uy*uy + (2. - 1.*uz)*uz) +
|
|
// rhoA*(ux*ux + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) + 0.3333333333333333*((-1.*rhoA + rhoB)*uz*uz +
|
|
// chem*(2.*ux*ux + 2.*uy*uy + uz*(-4. + 2.*uz))));
|
|
// feq6 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-uz*uz + 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.125*(Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.0625*(nz + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
// (-2.*chem*uz*uz + 0.1111111111111111*(-4.*chem + rhoB*(-1.*ux*ux - 1.*uy*uy + (-2. - 1.*uz)*uz) +
|
|
// rhoA*(ux*ux + uy*uy + uz*(2. + uz))) + 0.3333333333333333*((-1.*rhoA + rhoB)*uz*uz +
|
|
// chem*(2.*ux*ux + 2.*uy*uy + uz*(4. + 2.*uz))));
|
|
// feq7 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux + uy)*(ux + uy) + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*(-1. + ux) + Fy*(-1. + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux - 2.*ux*uy - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux - 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.03125*(nx + ny - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux + uy)*(ux + uy) + 0.3333333333333333*((rhoA - rhoB)*(ux + uy)*(ux + uy) - 2*chem*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq8 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux + uy)*(ux + uy) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx + Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux - 2.*ux*uy - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.03125*(-(nx*(1 + ux)) - ny*(1 + uy) - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux + uy)*(ux + uy) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux + uy)*(ux + uy)) +
|
|
// 2*chem*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq9 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux - uy)*(ux - uy) + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fy + Fx*(-1. + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux + 2.*ux*uy - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.03125*(nx - nx*ux - ny*(1 + uy) - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux - uy)*(ux - uy) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux - uy)*(ux - uy)) +
|
|
// 2*chem*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq10 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux - uy)*(ux - uy) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*(1 + ux) + Fy*(-1. + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux + 2.*ux*uy - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux - 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.03125*(ny - nx*(1 + ux) - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux - uy)*(ux - uy) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux - uy)*(ux - uy)) +
|
|
// 2*chem*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq11 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*(-1. + ux) + Fy*uy + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux - 2.*ux*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.03125*(nx + nz - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*((rhoA - rhoB)*(ux + uz)*(ux + uz) - 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)));
|
|
// feq12 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.0625*(Fx + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux - 2.*ux*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.03125*(-(nx*(1 + ux)) - ny*uy - nz*(1 + uz))*
|
|
// (2*chem*(ux + uz)*(ux + uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux + uz)*(ux + uz)) +
|
|
// 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))));
|
|
// feq13 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux - uz)*(ux - uz) + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.0625*(Fz + Fx*(-1. + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux + 2.*ux*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.03125*(nx - nx*ux - ny*uy - nz*(1 + uz))*
|
|
// (2*chem*(ux - uz)*(ux - uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux - uz)*(ux - uz)) +
|
|
// 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))));
|
|
// feq14 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux - uz)*(ux - uz) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*(1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux + 2.*ux*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.03125*(nz - nx*(1 + ux) - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux - uz)*(ux - uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux - uz)*(ux - uz)) +
|
|
// 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)));
|
|
// feq15 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*ux + Fy*(-1. + uy) + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy - 2.*uy*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2.*uy + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.03125*(ny + nz - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*((rhoA - rhoB)*(uy + uz)*(uy + uz) - 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)));
|
|
// feq16 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.0625*(Fy + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy - 2.*uy*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.03125*(-(nx*ux) - ny*(1 + uy) - nz*(1 + uz))*
|
|
// (2*chem*(uy + uz)*(uy + uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(uy + uz)*(uy + uz)) +
|
|
// 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))));
|
|
// feq17 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(uy - uz)*(uy - uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.0625*(Fz + Fx*ux + Fy*(-1. + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy + 2.*uy*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2.*uy + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.03125*(ny - nx*ux - ny*uy - nz*(1 + uz))*
|
|
// (2*chem*(uy - uz)*(uy - uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(uy - uz)*(uy - uz)) +
|
|
// 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))));
|
|
// feq18 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(uy - uz)*(uy - uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*ux + Fy*(1 + uy) + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy + 2.*uy*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2.*uy + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.03125*(nz - nx*ux - ny*(1 + uy) - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(uy - uz)*(uy - uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(uy - uz)*(uy - uz)) +
|
|
// 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)));
|
|
//
|
|
// //------------------------------------------------- BCK collison ------------------------------------------------------------//
|
|
// // q=0
|
|
// dist[n] = m0 - (m0-feq0)/tau + 0.25*(2*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.6666666666666666 + ux*ux + uy*uy + uz*uz) +
|
|
// (mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*(2*chem*(ux*ux + uy*uy + uz*uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 1
|
|
// dist[nr2] = m1 - (m1-feq1)/tau + 0.125*(2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - ux*ux +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx*(-1 + ux) + mgy*uy + mgz*uz)*(-2*chem*(ux*ux) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(ux*ux) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q=2
|
|
// dist[nr1] = m2 - (m2-feq2)/tau + 0.125*(2*(Fx + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - ux*ux +
|
|
// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*(-2*chem*(ux*ux) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(ux*ux) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 3
|
|
// dist[nr4] = m3 - (m3-feq3)/tau + 0.125*(2*(Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx*ux + mgy*(-1 + uy) + mgz*uz)*(-2*chem*(uy*uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uy*uy) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 4
|
|
// dist[nr3] = m4 - (m4-feq4)/tau + 0.125*(2*(Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgy + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*(-2*chem*(uy*uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uy*uy) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 5
|
|
// dist[nr6] = m5 - (m5-feq5)/tau + 0.125*(2*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*(-0.2222222222222222 - uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// (mgx*ux + mgy*uy + mgz*(-1 + uz))*(-2*chem*(uz*uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uz*uz) + 2*chem*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 6
|
|
// dist[nr5] = m6 - (m6-feq6)/tau + 0.125*(2*(Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// (mgz + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*(-2*chem*(uz*uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uz*uz) + 2*chem*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q = 7
|
|
// dist[nr8] = m7 - (m7-feq7)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
// (0.2222222222222222 + (ux + uy)*(ux + uy) -
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx*(-1 + ux) + mgy*(-1 + uy) + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux + uy)*(ux + uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uy)*(ux + uy))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 8
|
|
// dist[nr7] = m8 - (m8-feq8)/tau + 0.0625*(2*(Fx + Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux + uy)*(ux + uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx + mgy + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux + uy)*(ux + uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uy)*(ux + uy))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 9
|
|
// dist[nr10] = m9 - (m9-feq9)/tau + 0.0625*(2*(Fy + Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux - uy)*(ux - uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgy + mgx*(-1 + ux) + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux - uy)*(ux - uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uy)*(ux - uy))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 10
|
|
// dist[nr9] = m10 - (m10-feq10)/tau + 0.0625*(2*(Fx*(1 + ux) + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux - uy)*(ux - uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx*(1 + ux) + mgy*(-1 + uy) + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux - uy)*(ux - uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uy)*(ux - uy))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 11
|
|
// dist[nr12] = m11 - (m11-feq11)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*
|
|
// (0.2222222222222222 + (ux + uz)*(ux + uz) -
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// (mgx*(-1 + ux) + mgy*uy + mgz*(-1 + uz))*
|
|
// (-2*chem*((ux + uz)*(ux + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uz)*(ux + uz))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 12
|
|
// dist[nr11] = m12 - (m12-feq12)/tau + 0.0625*(2*(Fx + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
// + (mgx + mgz + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux + uz)*(ux + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uz)*(ux + uz))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q = 13
|
|
// dist[nr14] = m13 - (m13-feq13)/tau + 0.0625*(2*(Fz + Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux - uz)*(ux - uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// (mgz + mgx*(-1 + ux) + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux - uz)*(ux - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uz)*(ux - uz))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q= 14
|
|
// dist[nr13] = m14 - (m14-feq14)/tau + 0.0625*(2*(Fx*(1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux - uz)*(ux - uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// (mgx*(1 + ux) + mgy*uy + mgz*(-1 + uz))*
|
|
// (-2*chem*((ux - uz)*(ux - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uz)*(ux - uz))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 15
|
|
// dist[nr16] = m15 - (m15-feq15)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*(-1 + uz))*
|
|
// (0.2222222222222222 + (uy + uz)*(uy + uz) - 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))
|
|
// + (mgx*ux + mgy*(-1 + uy) + mgz*(-1 + uz))*
|
|
// (-2*chem*((uy + uz)*(uy + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((uy + uz)*(uy + uz))) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 16
|
|
// dist[nr15] = m16 - (m16-feq16)/tau + 0.0625*(2*(Fy + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
// + (mgy + mgz + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((uy + uz)*(uy + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((uy + uz)*(uy + uz))) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q = 17
|
|
// dist[nr18] = m17 - (m17-feq17)/tau + 0.0625*(2*(Fz + Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (uy - uz)*(uy - uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
// + (mgz + mgx*ux + mgy*(-1 + uy) + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((uy - uz)*(uy - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((uy - uz)*(uy - uz))) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q = 18
|
|
// dist[nr17] = m18 - (m18-feq18)/tau + 0.0625*(2*(Fx*ux + Fy*(1 + uy) + Fz*(-1 + uz))*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (uy - uz)*(uy - uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// (mgx*ux + mgy*(1 + uy) + mgz*(-1 + uz))*
|
|
// (-2*chem*((uy - uz)*(uy - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((uy - uz)*(uy - uz))) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
// //----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
//
|
|
//// //------------------------------------------ BCK collison without mixed grad ------------------------------------------------------------//
|
|
//// // q=0
|
|
//// dist[n] = m0 - (m0-feq0)/tau + 0.25*(2*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.6666666666666666 + ux*ux + uy*uy + uz*uz) +
|
|
//// (nx*ux + ny*uy + nz*uz)*(2*chem*(ux*ux + uy*uy + uz*uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 1
|
|
//// dist[nr2] = m1 - (m1-feq1)/tau + 0.125*(2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - ux*ux +
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx*(-1 + ux) + ny*uy + nz*uz)*(-2*chem*(ux*ux) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(ux*ux) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q=2
|
|
//// dist[nr1] = m2 - (m2-feq2)/tau + 0.125*(2*(Fx + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - ux*ux +
|
|
//// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*(-2*chem*(ux*ux) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(ux*ux) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 3
|
|
//// dist[nr4] = m3 - (m3-feq3)/tau + 0.125*(2*(Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uy*uy +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx*ux + ny*(-1 + uy) + nz*uz)*(-2*chem*(uy*uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uy*uy) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 4
|
|
//// dist[nr3] = m4 - (m4-feq4)/tau + 0.125*(2*(Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uy*uy +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (ny + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*(-2*chem*(uy*uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uy*uy) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 5
|
|
//// dist[nr6] = m5 - (m5-feq5)/tau + 0.125*(2*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*(-0.2222222222222222 - uz*uz +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// (nx*ux + ny*uy + nz*(-1 + uz))*(-2*chem*(uz*uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uz*uz) + 2*chem*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 6
|
|
//// dist[nr5] = m6 - (m6-feq6)/tau + 0.125*(2*(Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uz*uz +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// (nz + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*(-2*chem*(uz*uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uz*uz) + 2*chem*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q = 7
|
|
//// dist[nr8] = m7 - (m7-feq7)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
//// (0.2222222222222222 + (ux + uy)*(ux + uy) -
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx*(-1 + ux) + ny*(-1 + uy) + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux + uy)*(ux + uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uy)*(ux + uy))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 8
|
|
//// dist[nr7] = m8 - (m8-feq8)/tau + 0.0625*(2*(Fx + Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux + uy)*(ux + uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx + ny + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux + uy)*(ux + uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uy)*(ux + uy))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 9
|
|
//// dist[nr10] = m9 - (m9-feq9)/tau + 0.0625*(2*(Fy + Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux - uy)*(ux - uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (ny + nx*(-1 + ux) + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux - uy)*(ux - uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uy)*(ux - uy))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 10
|
|
//// dist[nr9] = m10 - (m10-feq10)/tau + 0.0625*(2*(Fx*(1 + ux) + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux - uy)*(ux - uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx*(1 + ux) + ny*(-1 + uy) + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux - uy)*(ux - uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uy)*(ux - uy))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 11
|
|
//// dist[nr12] = m11 - (m11-feq11)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*
|
|
//// (0.2222222222222222 + (ux + uz)*(ux + uz) -
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// (nx*(-1 + ux) + ny*uy + nz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-2*chem*((ux + uz)*(ux + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uz)*(ux + uz))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 12
|
|
//// dist[nr11] = m12 - (m12-feq12)/tau + 0.0625*(2*(Fx + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
//// + (nx + nz + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux + uz)*(ux + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uz)*(ux + uz))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q = 13
|
|
//// dist[nr14] = m13 - (m13-feq13)/tau + 0.0625*(2*(Fz + Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux - uz)*(ux - uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// (nz + nx*(-1 + ux) + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux - uz)*(ux - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uz)*(ux - uz))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q= 14
|
|
//// dist[nr13] = m14 - (m14-feq14)/tau + 0.0625*(2*(Fx*(1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux - uz)*(ux - uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// (nx*(1 + ux) + ny*uy + nz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-2*chem*((ux - uz)*(ux - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uz)*(ux - uz))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 15
|
|
//// dist[nr16] = m15 - (m15-feq15)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*(-1 + uz))*
|
|
//// (0.2222222222222222 + (uy + uz)*(uy + uz) - 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))
|
|
//// + (nx*ux + ny*(-1 + uy) + nz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-2*chem*((uy + uz)*(uy + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((uy + uz)*(uy + uz))) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 16
|
|
//// dist[nr15] = m16 - (m16-feq16)/tau + 0.0625*(2*(Fy + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
//// + (ny + nz + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((uy + uz)*(uy + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((uy + uz)*(uy + uz))) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q = 17
|
|
//// dist[nr18] = m17 - (m17-feq17)/tau + 0.0625*(2*(Fz + Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (uy - uz)*(uy - uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
//// + (nz + nx*ux + ny*(-1 + uy) + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((uy - uz)*(uy - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((uy - uz)*(uy - uz))) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q = 18
|
|
//// dist[nr17] = m18 - (m18-feq18)/tau + 0.0625*(2*(Fx*ux + Fy*(1 + uy) + Fz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (uy - uz)*(uy - uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// (nx*ux + ny*(1 + uy) + nz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-2*chem*((uy - uz)*(uy - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((uy - uz)*(uy - uz))) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//// //----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
//
|
|
// // ----------------------------- compute phase field evolution ----------------------------------------
|
|
// //Normalize the Color Gradient
|
|
// C = sqrt(nx*nx+ny*ny+nz*nz);
|
|
// double ColorMag = C;
|
|
// if (C==0.0) ColorMag=1.0;
|
|
// nx = nx/ColorMag;
|
|
// ny = ny/ColorMag;
|
|
// nz = nz/ColorMag;
|
|
// //compute surface tension-related parameter
|
|
// //theta = 4.5*M*2.0*(1-phi*phi)/W;
|
|
// theta = 4.5*M*2.0*(1-phi_temp*phi_temp)/W;
|
|
//
|
|
// //load distributions of phase field
|
|
// //q=0
|
|
// h0 = hq[n];
|
|
// //q=1
|
|
// h1 = hq[nr1];
|
|
//
|
|
// //q=2
|
|
// h2 = hq[nr2];
|
|
//
|
|
// //q=3
|
|
// h3 = hq[nr3];
|
|
//
|
|
// //q=4
|
|
// h4 = hq[nr4];
|
|
//
|
|
// //q=5
|
|
// h5 = hq[nr5];
|
|
//
|
|
// //q=6
|
|
// h6 = hq[nr6];
|
|
//
|
|
// //-------------------------------- BGK collison for phase field ---------------------------------//
|
|
// // q = 0
|
|
// hq[n] = h0 - (h0 - 0.3333333333333333*phi)/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 1
|
|
// hq[nr2] = h1 - (h1 - 0.1111111111111111*nx*theta - phi*(0.1111111111111111 + 0.5*ux))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 2
|
|
// hq[nr1] = h2 - (h2 + 0.1111111111111111*nx*theta - phi*(0.1111111111111111 - 0.5*ux))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 3
|
|
// hq[nr4] = h3 - (h3 - 0.1111111111111111*ny*theta - phi*(0.1111111111111111 + 0.5*uy))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 4
|
|
// hq[nr3] = h4 - (h4 + 0.1111111111111111*ny*theta - phi*(0.1111111111111111 - 0.5*uy))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 5
|
|
// hq[nr6] = h5 - (h5 - 0.1111111111111111*nz*theta - phi*(0.1111111111111111 + 0.5*uz))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 6
|
|
// hq[nr5] = h6 - (h6 + 0.1111111111111111*nz*theta - phi*(0.1111111111111111 - 0.5*uz))/tauM;
|
|
// //........................................................................
|
|
//
|
|
// //Update velocity on device
|
|
// Vel[0*Np+n] = ux;
|
|
// Vel[1*Np+n] = uy;
|
|
// Vel[2*Np+n] = uz;
|
|
// //Update pressure on device
|
|
// Pressure[n] = p;
|
|
// //Update chemical potential on device
|
|
// mu_phi[n] = chem;
|
|
// //Update color gradient on device
|
|
// ColorGrad[0*Np+n] = nx;
|
|
// ColorGrad[1*Np+n] = ny;
|
|
// ColorGrad[2*Np+n] = nz;
|
|
//
|
|
// }
|
|
//}
|
|
|
|
//extern "C" void ScaLBL_D3Q19_AAeven_FreeLeeModel_Combined(int *Map, double *dist, double *hq, double *Den, double *Phi, double *mu_phi, double *Vel, double *Pressure, double *ColorGrad,
|
|
// double rhoA, double rhoB, double tauA, double tauB, double tauM, double kappa, double beta, double W, double Fx, double Fy, double Fz,
|
|
// int strideY, int strideZ, int start, int finish, int Np){
|
|
//
|
|
// int n,nn,nn2x,ijk;
|
|
// double ux,uy,uz;//fluid velocity
|
|
// double p;//pressure
|
|
// double chem;//chemical potential
|
|
// double phi; //phase field
|
|
// double rho0;//fluid density
|
|
// // distribution functions
|
|
// double m1,m2,m4,m6,m8,m9,m10,m11,m12,m13,m14,m15,m16,m17,m18;
|
|
// double m0,m3,m5,m7;
|
|
// double mm1,mm2,mm4,mm6,mm8,mm9,mm10,mm11,mm12,mm13,mm14,mm15,mm16,mm17,mm18;
|
|
// double mm3,mm5,mm7;
|
|
// double feq0,feq1,feq2,feq3,feq4,feq5,feq6,feq7,feq8,feq9,feq10,feq11,feq12,feq13,feq14,feq15,feq16,feq17,feq18;
|
|
// double nx,ny,nz;//normal color gradient
|
|
// double mgx,mgy,mgz;//mixed gradient reaching secondary neighbor
|
|
//
|
|
// double h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6;//distributions for LB phase field
|
|
// double tau;//position dependent LB relaxation time for fluid
|
|
// double C,theta;
|
|
// double M = 2.0/9.0*(tauM-0.5);//diffusivity (or mobility) for the phase field D3Q7
|
|
// double phi_temp;
|
|
//
|
|
// for (int n=start; n<finish; n++){
|
|
//
|
|
// rho0 = Den[n];//load density
|
|
//
|
|
// // Get the 1D index based on regular data layout
|
|
// ijk = Map[n];
|
|
// phi = Phi[ijk];// load phase field
|
|
// phi_temp = phi;
|
|
// if (phi>1.f) phi_temp=1.0;
|
|
// if (phi<-1.f) phi_temp=-1.0;
|
|
//
|
|
// // local relaxation time
|
|
// tau=tauA + 0.5*(1.0-phi)*(tauB-tauA);
|
|
//
|
|
// // COMPUTE THE COLOR GRADIENT
|
|
// //........................................................................
|
|
// //.................Read Phase Indicator Values............................
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m1 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 1
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m2 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 2
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m3 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 3
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m4 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 4
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
// m5 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 5
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
// m6 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 6
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideY-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m7 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 7
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideY+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m8 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 8
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideY-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m9 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 9
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideY+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m10 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 10
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m11 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 11
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m12 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 12
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ-1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m13 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 13
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ+1; // neighbor index (get convention)
|
|
// m14 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 14
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ-strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m15 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 15
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ+strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m16 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 16
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk+strideZ-strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m17 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 17
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn = ijk-strideZ+strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
// m18 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 18
|
|
//
|
|
// // compute mixed difference (Eq.30, A.Fukhari et al. JCP 315(2016) 434-457)
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm1 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 1
|
|
// mm1 = 0.25*(-mm1+5.0*m1-3.0*phi-m2);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm2 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 2
|
|
// mm2 = 0.25*(-mm2+5.0*m2-3.0*phi-m1);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm3 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 3
|
|
// mm3 = 0.25*(-mm3+5.0*m3-3.0*phi-m4);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm4 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 4
|
|
// mm4 = 0.25*(-mm4+5.0*m4-3.0*phi-m3);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm5 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 5
|
|
// mm5 = 0.25*(-mm5+5.0*m5-3.0*phi-m6);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm6 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 6
|
|
// mm6 = 0.25*(-mm6+5.0*m6-3.0*phi-m5);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideY*2-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm7 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 7
|
|
// mm7 = 0.25*(-mm7+5.0*m7-3.0*phi-m8);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideY*2+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm8 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 8
|
|
// mm8 = 0.25*(-mm8+5.0*m8-3.0*phi-m7);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideY*2-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm9 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 9
|
|
// mm9 = 0.25*(-mm9+5.0*m9-3.0*phi-m10);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideY*2+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm10 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 10
|
|
// mm10 = 0.25*(-mm10+5.0*m10-3.0*phi-m9);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm11 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 11
|
|
// mm11 = 0.25*(-mm11+5.0*m11-3.0*phi-m12);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm12 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 12
|
|
// mm12 = 0.25*(-mm12+5.0*m12-3.0*phi-m11);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2-2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm13 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 13
|
|
// mm13 = 0.25*(-mm13+5.0*m13-3.0*phi-m14);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2+2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm14 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 14
|
|
// mm14 = 0.25*(-mm14+5.0*m14-3.0*phi-m13);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2-strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm15 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 15
|
|
// mm15 = 0.25*(-mm15+5.0*m15-3.0*phi-m16);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2+strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm16 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 16
|
|
// mm16 = 0.25*(-mm16+5.0*m16-3.0*phi-m15);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk+strideZ*2-strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm17 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 17
|
|
// mm17 = 0.25*(-mm17+5.0*m17-3.0*phi-m18);
|
|
// //........................................................................
|
|
// nn2x = ijk-strideZ*2+strideY*2; // neighbor index (get convention)
|
|
// mm18 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 18
|
|
// mm18 = 0.25*(-mm18+5.0*m18-3.0*phi-m17);
|
|
//
|
|
//
|
|
// //............Compute the Color Gradient...................................
|
|
// nx = -3.0*1.0/18.0*(m1-m2+0.5*(m7-m8+m9-m10+m11-m12+m13-m14));
|
|
// ny = -3.0*1.0/18.0*(m3-m4+0.5*(m7-m8-m9+m10+m15-m16+m17-m18));
|
|
// nz = -3.0*1.0/18.0*(m5-m6+0.5*(m11-m12-m13+m14+m15-m16-m17+m18));
|
|
// //............Compute the Chemical Potential...............................
|
|
// //chem = 2.0*3.0/18.0*(m1+m2+m3+m4+m5+m6-6*phi+0.5*(m7+m8+m9+m10+m11+m12+m13+m14+m15+m16+m17+m18-12*phi));//intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
// //chem = 4.0*beta*phi*(phi+1.0)*(phi-1.0)-kappa*chem;
|
|
// chem = 2.0*3.0/18.0*(m1+m2+m3+m4+m5+m6-6*phi_temp+0.5*(m7+m8+m9+m10+m11+m12+m13+m14+m15+m16+m17+m18-12*phi_temp));//intermediate var, i.e. the laplacian
|
|
// chem = 4.0*beta*phi_temp*(phi_temp+1.0)*(phi_temp-1.0)-kappa*chem;
|
|
// //............Compute the Mixed Gradient...................................
|
|
// mgx = -3.0*1.0/18.0*(mm1-mm2+0.5*(mm7-mm8+mm9-mm10+mm11-mm12+mm13-mm14));
|
|
// mgy = -3.0*1.0/18.0*(mm3-mm4+0.5*(mm7-mm8-mm9+mm10+mm15-mm16+mm17-mm18));
|
|
// mgz = -3.0*1.0/18.0*(mm5-mm6+0.5*(mm11-mm12-mm13+mm14+mm15-mm16-mm17+mm18));
|
|
//
|
|
// //de-noise color gradient and mixed gradient
|
|
// C = sqrt(nx*nx+ny*ny+nz*nz);
|
|
// if (C<1.0e-12) nx=ny=nz=0.0;
|
|
// double mg_mag = sqrt(mgx*mgx+mgy*mgy+mgz*mgz);
|
|
// if (mg_mag<1.0e-12) mgx=mgy=mgz=0.0;
|
|
// //maybe you can also de-noise chemical potential ? within the bulk phase chem should be ZERO
|
|
// if (fabs(chem)<1.0e-12) chem=0.0;
|
|
//
|
|
// // q=0
|
|
// m0 = dist[n];
|
|
// // q=1
|
|
// m1 = dist[2*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=2
|
|
// m2 = dist[1*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=3
|
|
// m3 = dist[4*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q = 4
|
|
// m4 = dist[3*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=5
|
|
// m5 = dist[6*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q = 6
|
|
// m6 = dist[5*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=7
|
|
// m7 = dist[8*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q = 8
|
|
// m8 = dist[7*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=9
|
|
// m9 = dist[10*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q = 10
|
|
// m10 = dist[9*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=11
|
|
// m11 = dist[12*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=12
|
|
// m12 = dist[11*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=13
|
|
// m13 = dist[14*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=14
|
|
// m14 = dist[13*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=15
|
|
// m15 = dist[16*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=16
|
|
// m16 = dist[15*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=17
|
|
// m17 = dist[18*Np+n];
|
|
//
|
|
// // q=18
|
|
// m18 = dist[17*Np+n];
|
|
//
|
|
// //compute fluid velocity
|
|
// ux = 3.0/rho0*(m1-m2+m7-m8+m9-m10+m11-m12+m13-m14+0.5*(chem*nx+Fx)/3.0);
|
|
// uy = 3.0/rho0*(m3-m4+m7-m8-m9+m10+m15-m16+m17-m18+0.5*(chem*ny+Fy)/3.0);
|
|
// uz = 3.0/rho0*(m5-m6+m11-m12-m13+m14+m15-m16-m17+m18+0.5*(chem*nz+Fz)/3.0);
|
|
// //compute pressure
|
|
// p = (m0+m2+m1+m4+m3+m6+m5+m8+m7+m10+m9+m12+m11+m14+m13+m16+m15+m18+m17)
|
|
// +0.5*(rhoA-rhoB)/2.0/3.0*(ux*nx+uy*ny+uz*nz);
|
|
//
|
|
// //compute equilibrium distributions
|
|
// feq0 = 0.3333333333333333*p - 0.25*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.6666666666666666 + ux*ux + uy*uy + uz*uz) -
|
|
// 0.16666666666666666*rho0*(ux*ux + uy*uy + uz*uz) - 0.5*(-(nx*ux) - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (-0.08333333333333333*(rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*uz) + chem*(0.3333333333333333 - 0.5*(ux*ux + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq1 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-ux*ux + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fx*(-1. + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) - 0.0625*(nx - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*ux*ux - 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*ux*ux + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq2 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-ux*ux + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fx + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) - 0.0625*(nx + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
// (-2.*chem*ux*ux + 0.1111111111111111*(-4.*chem + rhoB*(-2.*ux - 1.*ux*ux - 1.*uy*uy - 1.*uz*uz) +
|
|
// rhoA*(2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) + 0.3333333333333333*((-1.*rhoA + rhoB)*ux*ux +
|
|
// chem*(4.*ux + 2.*ux*ux + 2.*uy*uy + 2.*uz*uz)));
|
|
// feq3 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-uy*uy + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fx*ux + Fy*(-1. + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.0625*(ny - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*uy*uy - 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*uy*uy + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq4 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-uy*uy + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.0625*(ny + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
// (-2.*chem*uy*uy + 0.1111111111111111*(-4.*chem + rhoB*(-1.*ux*ux - 2.*uy - 1.*uy*uy - 1.*uz*uz) +
|
|
// rhoA*(ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) + 0.3333333333333333*((-1.*rhoA + rhoB)*uy*uy +
|
|
// chem*(2.*ux*ux + 4.*uy + 2.*uy*uy + 2.*uz*uz)));
|
|
// feq5 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-uz*uz + 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.125*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.0625*(nx*ux + ny*uy + nz*(-1. + uz))*
|
|
// (-2.*chem*uz*uz + 0.1111111111111111*(-4.*chem + rhoB*(-1.*ux*ux - 1.*uy*uy + (2. - 1.*uz)*uz) +
|
|
// rhoA*(ux*ux + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) + 0.3333333333333333*((-1.*rhoA + rhoB)*uz*uz +
|
|
// chem*(2.*ux*ux + 2.*uy*uy + uz*(-4. + 2.*uz))));
|
|
// feq6 = 0.05555555555555555*p - 0.08333333333333333*rho0*(-uz*uz + 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.125*(Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.0625*(nz + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
// (-2.*chem*uz*uz + 0.1111111111111111*(-4.*chem + rhoB*(-1.*ux*ux - 1.*uy*uy + (-2. - 1.*uz)*uz) +
|
|
// rhoA*(ux*ux + uy*uy + uz*(2. + uz))) + 0.3333333333333333*((-1.*rhoA + rhoB)*uz*uz +
|
|
// chem*(2.*ux*ux + 2.*uy*uy + uz*(4. + 2.*uz))));
|
|
// feq7 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux + uy)*(ux + uy) + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*(-1. + ux) + Fy*(-1. + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux - 2.*ux*uy - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux - 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.03125*(nx + ny - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux + uy)*(ux + uy) + 0.3333333333333333*((rhoA - rhoB)*(ux + uy)*(ux + uy) - 2*chem*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq8 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux + uy)*(ux + uy) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx + Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux - 2.*ux*uy - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.03125*(-(nx*(1 + ux)) - ny*(1 + uy) - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux + uy)*(ux + uy) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux + uy)*(ux + uy)) +
|
|
// 2*chem*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq9 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux - uy)*(ux - uy) + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fy + Fx*(-1. + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux + 2.*ux*uy - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.03125*(nx - nx*ux - ny*(1 + uy) - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux - uy)*(ux - uy) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux - uy)*(ux - uy)) +
|
|
// 2*chem*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq10 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux - uy)*(ux - uy) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*(1 + ux) + Fy*(-1. + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux + 2.*ux*uy - 1.*uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux - 2.*uy + uy*uy + uz*uz)) - 0.03125*(ny - nx*(1 + ux) - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux - uy)*(ux - uy) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux - uy)*(ux - uy)) +
|
|
// 2*chem*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)));
|
|
// feq11 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*(-1. + ux) + Fy*uy + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux - 2.*ux*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.03125*(nx + nz - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*((rhoA - rhoB)*(ux + uz)*(ux + uz) - 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)));
|
|
// feq12 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.0625*(Fx + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux - 2.*ux*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.03125*(-(nx*(1 + ux)) - ny*uy - nz*(1 + uz))*
|
|
// (2*chem*(ux + uz)*(ux + uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux + uz)*(ux + uz)) +
|
|
// 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))));
|
|
// feq13 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux - uz)*(ux - uz) + 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.0625*(Fz + Fx*(-1. + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux + 2.*ux*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2.*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.03125*(nx - nx*ux - ny*uy - nz*(1 + uz))*
|
|
// (2*chem*(ux - uz)*(ux - uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux - uz)*(ux - uz)) +
|
|
// 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))));
|
|
// feq14 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(ux - uz)*(ux - uz) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*(1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*ux*ux + 2.*ux*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(2.*ux + ux*ux + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.03125*(nz - nx*(1 + ux) - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(ux - uz)*(ux - uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(ux - uz)*(ux - uz)) +
|
|
// 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)));
|
|
// feq15 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*ux + Fy*(-1. + uy) + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy - 2.*uy*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2.*uy + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.03125*(ny + nz - nx*ux - ny*uy - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*((rhoA - rhoB)*(uy + uz)*(uy + uz) - 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)));
|
|
// feq16 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.0625*(Fy + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy - 2.*uy*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2.*uy + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.03125*(-(nx*ux) - ny*(1 + uy) - nz*(1 + uz))*
|
|
// (2*chem*(uy + uz)*(uy + uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(uy + uz)*(uy + uz)) +
|
|
// 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))));
|
|
// feq17 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(uy - uz)*(uy - uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) -
|
|
// 0.0625*(Fz + Fx*ux + Fy*(-1. + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy + 2.*uy*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2.*uy + uy*uy + uz*(2. + uz))) - 0.03125*(ny - nx*ux - ny*uy - nz*(1 + uz))*
|
|
// (2*chem*(uy - uz)*(uy - uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(uy - uz)*(uy - uz)) +
|
|
// 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))));
|
|
// feq18 = 0.027777777777777776*p - 0.041666666666666664*rho0*
|
|
// (-(uy - uz)*(uy - uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) -
|
|
// 0.0625*(Fx*ux + Fy*(1 + uy) + Fz*(-1. + uz))*(-0.2222222222222222 - 1.*uy*uy + 2.*uy*uz - 1.*uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2.*uy + uy*uy + (-2. + uz)*uz)) - 0.03125*(nz - nx*ux - ny*(1 + uy) - nz*uz)*
|
|
// (2*chem*(uy - uz)*(uy - uz) - 0.3333333333333333*(-((rhoA - rhoB)*(uy - uz)*(uy - uz)) +
|
|
// 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) + 0.1111111111111111*
|
|
// (4*chem - (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)));
|
|
//
|
|
// //------------------------------------------------- BCK collison ------------------------------------------------------------//
|
|
// // q=0
|
|
// dist[n] = m0 - (m0-feq0)/tau + 0.25*(2*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.6666666666666666 + ux*ux + uy*uy + uz*uz) +
|
|
// (mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*(2*chem*(ux*ux + uy*uy + uz*uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 1
|
|
// dist[1*Np+n] = m1 - (m1-feq1)/tau + 0.125*(2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - ux*ux +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx*(-1 + ux) + mgy*uy + mgz*uz)*(-2*chem*(ux*ux) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(ux*ux) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q=2
|
|
// dist[2*Np+n] = m2 - (m2-feq2)/tau + 0.125*(2*(Fx + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - ux*ux +
|
|
// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*(-2*chem*(ux*ux) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(ux*ux) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 3
|
|
// dist[3*Np+n] = m3 - (m3-feq3)/tau + 0.125*(2*(Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx*ux + mgy*(-1 + uy) + mgz*uz)*(-2*chem*(uy*uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uy*uy) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 4
|
|
// dist[4*Np+n] = m4 - (m4-feq4)/tau + 0.125*(2*(Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uy*uy +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgy + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*(-2*chem*(uy*uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uy*uy) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 5
|
|
// dist[5*Np+n] = m5 - (m5-feq5)/tau + 0.125*(2*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*(-0.2222222222222222 - uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// (mgx*ux + mgy*uy + mgz*(-1 + uz))*(-2*chem*(uz*uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uz*uz) + 2*chem*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 6
|
|
// dist[6*Np+n] = m6 - (m6-feq6)/tau + 0.125*(2*(Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uz*uz +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// (mgz + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*(-2*chem*(uz*uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uz*uz) + 2*chem*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q = 7
|
|
// dist[7*Np+n] = m7 - (m7-feq7)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
// (0.2222222222222222 + (ux + uy)*(ux + uy) -
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx*(-1 + ux) + mgy*(-1 + uy) + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux + uy)*(ux + uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uy)*(ux + uy))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 8
|
|
// dist[8*Np+n] = m8 - (m8-feq8)/tau + 0.0625*(2*(Fx + Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux + uy)*(ux + uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx + mgy + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux + uy)*(ux + uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uy)*(ux + uy))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 9
|
|
// dist[9*Np+n] = m9 - (m9-feq9)/tau + 0.0625*(2*(Fy + Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux - uy)*(ux - uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgy + mgx*(-1 + ux) + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux - uy)*(ux - uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uy)*(ux - uy))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 10
|
|
// dist[10*Np+n] = m10 - (m10-feq10)/tau + 0.0625*(2*(Fx*(1 + ux) + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux - uy)*(ux - uy) +
|
|
// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// (mgx*(1 + ux) + mgy*(-1 + uy) + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux - uy)*(ux - uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uy)*(ux - uy))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 11
|
|
// dist[11*Np+n] = m11 - (m11-feq11)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*
|
|
// (0.2222222222222222 + (ux + uz)*(ux + uz) -
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// (mgx*(-1 + ux) + mgy*uy + mgz*(-1 + uz))*
|
|
// (-2*chem*((ux + uz)*(ux + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uz)*(ux + uz))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 12
|
|
// dist[12*Np+n] = m12 - (m12-feq12)/tau + 0.0625*(2*(Fx + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
// + (mgx + mgz + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux + uz)*(ux + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uz)*(ux + uz))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q = 13
|
|
// dist[13*Np+n] = m13 - (m13-feq13)/tau + 0.0625*(2*(Fz + Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux - uz)*(ux - uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// (mgz + mgx*(-1 + ux) + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((ux - uz)*(ux - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uz)*(ux - uz))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q= 14
|
|
// dist[14*Np+n] = m14 - (m14-feq14)/tau + 0.0625*(2*(Fx*(1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (ux - uz)*(ux - uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// (mgx*(1 + ux) + mgy*uy + mgz*(-1 + uz))*
|
|
// (-2*chem*((ux - uz)*(ux - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uz)*(ux - uz))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 15
|
|
// dist[15*Np+n] = m15 - (m15-feq15)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*(-1 + uz))*
|
|
// (0.2222222222222222 + (uy + uz)*(uy + uz) - 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))
|
|
// + (mgx*ux + mgy*(-1 + uy) + mgz*(-1 + uz))*
|
|
// (-2*chem*((uy + uz)*(uy + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((uy + uz)*(uy + uz))) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//
|
|
// // q = 16
|
|
// dist[16*Np+n] = m16 - (m16-feq16)/tau + 0.0625*(2*(Fy + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
// + (mgy + mgz + mgx*ux + mgy*uy + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((uy + uz)*(uy + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((uy + uz)*(uy + uz))) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q = 17
|
|
// dist[17*Np+n] = m17 - (m17-feq17)/tau + 0.0625*(2*(Fz + Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (uy - uz)*(uy - uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
// + (mgz + mgx*ux + mgy*(-1 + uy) + mgz*uz)*
|
|
// (-2*chem*((uy - uz)*(uy - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((uy - uz)*(uy - uz))) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
//
|
|
// // q = 18
|
|
// dist[18*Np+n] = m18 - (m18-feq18)/tau + 0.0625*(2*(Fx*ux + Fy*(1 + uy) + Fz*(-1 + uz))*
|
|
// (-0.2222222222222222 - (uy - uz)*(uy - uz) +
|
|
// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// (mgx*ux + mgy*(1 + uy) + mgz*(-1 + uz))*
|
|
// (-2*chem*((uy - uz)*(uy - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
// (-((rhoA - rhoB)*((uy - uz)*(uy - uz))) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
// //----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
//
|
|
//// //----------------------------------------- BCK collison without mixed grad ------------------------------------------------------------//
|
|
//// // q=0
|
|
//// dist[n] = m0 - (m0-feq0)/tau + 0.25*(2*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.6666666666666666 + ux*ux + uy*uy + uz*uz) +
|
|
//// (nx*ux + ny*uy + nz*uz)*(2*chem*(ux*ux + uy*uy + uz*uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 1
|
|
//// dist[1*Np+n] = m1 - (m1-feq1)/tau + 0.125*(2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - ux*ux +
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx*(-1 + ux) + ny*uy + nz*uz)*(-2*chem*(ux*ux) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(ux*ux) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q=2
|
|
//// dist[2*Np+n] = m2 - (m2-feq2)/tau + 0.125*(2*(Fx + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - ux*ux +
|
|
//// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*(-2*chem*(ux*ux) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(ux*ux) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 3
|
|
//// dist[3*Np+n] = m3 - (m3-feq3)/tau + 0.125*(2*(Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uy*uy +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx*ux + ny*(-1 + uy) + nz*uz)*(-2*chem*(uy*uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uy*uy) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 4
|
|
//// dist[4*Np+n] = m4 - (m4-feq4)/tau + 0.125*(2*(Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uy*uy +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (ny + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*(-2*chem*(uy*uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uy*uy) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 5
|
|
//// dist[5*Np+n] = m5 - (m5-feq5)/tau + 0.125*(2*(Fx*ux + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*(-0.2222222222222222 - uz*uz +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// (nx*ux + ny*uy + nz*(-1 + uz))*(-2*chem*(uz*uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uz*uz) + 2*chem*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 6
|
|
//// dist[6*Np+n] = m6 - (m6-feq6)/tau + 0.125*(2*(Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*(-0.2222222222222222 - uz*uz +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// (nz + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*(-2*chem*(uz*uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*((-rhoA + rhoB)*(uz*uz) + 2*chem*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q = 7
|
|
//// dist[7*Np+n] = m7 - (m7-feq7)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
//// (0.2222222222222222 + (ux + uy)*(ux + uy) -
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx*(-1 + ux) + ny*(-1 + uy) + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux + uy)*(ux + uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uy)*(ux + uy))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 8
|
|
//// dist[8*Np+n] = m8 - (m8-feq8)/tau + 0.0625*(2*(Fx + Fy + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux + uy)*(ux + uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx + ny + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux + uy)*(ux + uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uy)*(ux + uy))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 9
|
|
//// dist[9*Np+n] = m9 - (m9-feq9)/tau + 0.0625*(2*(Fy + Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux - uy)*(ux - uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (ny + nx*(-1 + ux) + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux - uy)*(ux - uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uy)*(ux - uy))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 10
|
|
//// dist[10*Np+n] = m10 - (m10-feq10)/tau + 0.0625*(2*(Fx*(1 + ux) + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux - uy)*(ux - uy) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// (nx*(1 + ux) + ny*(-1 + uy) + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux - uy)*(ux - uy)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uy)*(ux - uy))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 11
|
|
//// dist[11*Np+n] = m11 - (m11-feq11)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*
|
|
//// (0.2222222222222222 + (ux + uz)*(ux + uz) -
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// (nx*(-1 + ux) + ny*uy + nz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-2*chem*((ux + uz)*(ux + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uz)*(ux + uz))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 12
|
|
//// dist[12*Np+n] = m12 - (m12-feq12)/tau + 0.0625*(2*(Fx + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux + uz)*(ux + uz) + 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
//// + (nx + nz + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux + uz)*(ux + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux + uz)*(ux + uz))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q = 13
|
|
//// dist[13*Np+n] = m13 - (m13-feq13)/tau + 0.0625*(2*(Fz + Fx*(-1 + ux) + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux - uz)*(ux - uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// (nz + nx*(-1 + ux) + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((ux - uz)*(ux - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uz)*(ux - uz))) + 2*chem*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(-2*ux + ux*ux + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q= 14
|
|
//// dist[14*Np+n] = m14 - (m14-feq14)/tau + 0.0625*(2*(Fx*(1 + ux) + Fy*uy + Fz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (ux - uz)*(ux - uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// (nx*(1 + ux) + ny*uy + nz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-2*chem*((ux - uz)*(ux - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((ux - uz)*(ux - uz))) + 2*chem*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(2*ux + ux*ux + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 15
|
|
//// dist[15*Np+n] = m15 - (m15-feq15)/tau + 0.0625*(-2*(Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*(-1 + uz))*
|
|
//// (0.2222222222222222 + (uy + uz)*(uy + uz) - 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))
|
|
//// + (nx*ux + ny*(-1 + uy) + nz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-2*chem*((uy + uz)*(uy + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((uy + uz)*(uy + uz))) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
////
|
|
//// // q = 16
|
|
//// dist[16*Np+n] = m16 - (m16-feq16)/tau + 0.0625*(2*(Fy + Fz + Fx*ux + Fy*uy + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (uy + uz)*(uy + uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
//// + (ny + nz + nx*ux + ny*uy + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((uy + uz)*(uy + uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((uy + uz)*(uy + uz))) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q = 17
|
|
//// dist[17*Np+n] = m17 - (m17-feq17)/tau + 0.0625*(2*(Fz + Fx*ux + Fy*(-1 + uy) + Fz*uz)*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (uy - uz)*(uy - uz) + 0.3333333333333333*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))
|
|
//// + (nz + nx*ux + ny*(-1 + uy) + nz*uz)*
|
|
//// (-2*chem*((uy - uz)*(uy - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((uy - uz)*(uy - uz))) + 2*chem*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz))) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux - 2*uy + uy*uy + uz*(2 + uz)))));
|
|
////
|
|
//// // q = 18
|
|
//// dist[18*Np+n] = m18 - (m18-feq18)/tau + 0.0625*(2*(Fx*ux + Fy*(1 + uy) + Fz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-0.2222222222222222 - (uy - uz)*(uy - uz) +
|
|
//// 0.3333333333333333*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// (nx*ux + ny*(1 + uy) + nz*(-1 + uz))*
|
|
//// (-2*chem*((uy - uz)*(uy - uz)) + 0.3333333333333333*
|
|
//// (-((rhoA - rhoB)*((uy - uz)*(uy - uz))) + 2*chem*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz)) +
|
|
//// 0.1111111111111111*(-4*chem + (rhoA - rhoB)*(ux*ux + 2*uy + uy*uy + (-2 + uz)*uz))));
|
|
//// //----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
//
|
|
// // ----------------------------- compute phase field evolution ----------------------------------------
|
|
// //Normalize the Color Gradient
|
|
// C = sqrt(nx*nx+ny*ny+nz*nz);
|
|
// double ColorMag = C;
|
|
// if (C==0.0) ColorMag=1.0;
|
|
// nx = nx/ColorMag;
|
|
// ny = ny/ColorMag;
|
|
// nz = nz/ColorMag;
|
|
// //compute surface tension-related parameter
|
|
// //theta = 4.5*M*2.0*(1-phi*phi)/W;
|
|
// theta = 4.5*M*2.0*(1-phi_temp*phi_temp)/W;
|
|
//
|
|
// //load distributions of phase field
|
|
// //q=0
|
|
// h0 = hq[n];
|
|
// //q=1
|
|
// h1 = hq[2*Np+n];
|
|
//
|
|
// //q=2
|
|
// h2 = hq[1*Np+n];
|
|
//
|
|
// //q=3
|
|
// h3 = hq[4*Np+n];
|
|
//
|
|
// //q=4
|
|
// h4 = hq[3*Np+n];
|
|
//
|
|
// //q=5
|
|
// h5 = hq[6*Np+n];
|
|
//
|
|
// //q=6
|
|
// h6 = hq[5*Np+n];
|
|
//
|
|
// //-------------------------------- BGK collison for phase field ---------------------------------//
|
|
// // q = 0
|
|
// hq[n] = h0 - (h0 - 0.3333333333333333*phi)/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 1
|
|
// hq[1*Np+n] = h1 - (h1 - 0.1111111111111111*nx*theta - phi*(0.1111111111111111 + 0.5*ux))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 2
|
|
// hq[2*Np+n] = h2 - (h2 + 0.1111111111111111*nx*theta - phi*(0.1111111111111111 - 0.5*ux))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 3
|
|
// hq[3*Np+n] = h3 - (h3 - 0.1111111111111111*ny*theta - phi*(0.1111111111111111 + 0.5*uy))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 4
|
|
// hq[4*Np+n] = h4 - (h4 + 0.1111111111111111*ny*theta - phi*(0.1111111111111111 - 0.5*uy))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 5
|
|
// hq[5*Np+n] = h5 - (h5 - 0.1111111111111111*nz*theta - phi*(0.1111111111111111 + 0.5*uz))/tauM;
|
|
//
|
|
// // q = 6
|
|
// hq[6*Np+n] = h6 - (h6 + 0.1111111111111111*nz*theta - phi*(0.1111111111111111 - 0.5*uz))/tauM;
|
|
// //........................................................................
|
|
//
|
|
// //Update velocity on device
|
|
// Vel[0*Np+n] = ux;
|
|
// Vel[1*Np+n] = uy;
|
|
// Vel[2*Np+n] = uz;
|
|
// //Update pressure on device
|
|
// Pressure[n] = p;
|
|
// //Update chemical potential on device
|
|
// mu_phi[n] = chem;
|
|
// //Update color gradient on device
|
|
// ColorGrad[0*Np+n] = nx;
|
|
// ColorGrad[1*Np+n] = ny;
|
|
// ColorGrad[2*Np+n] = nz;
|
|
//
|
|
// }
|
|
//}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q19_AAodd_FreeLeeModel_SingleFluid_BGK(
|
|
int *neighborList, double *dist, double *Vel, double *Pressure, double tau,
|
|
double rho0, double Fx, double Fy, double Fz, int start, int finish,
|
|
int Np) {
|
|
|
|
int nr1, nr2, nr3, nr4, nr5, nr6, nr7, nr8, nr9, nr10, nr11, nr12, nr13,
|
|
nr14, nr15, nr16, nr17, nr18;
|
|
double ux, uy, uz; //fluid velocity
|
|
double p; //pressure
|
|
// distribution functions
|
|
double m1, m2, m4, m6, m8, m9, m10, m11, m12, m13, m14, m15, m16, m17, m18;
|
|
double m0, m3, m5, m7;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
// q=0
|
|
m0 = dist[n];
|
|
// q=1
|
|
nr1 = neighborList[n]; // neighbor 2 ( > 10Np => odd part of dist)
|
|
m1 = dist[nr1]; // reading the f1 data into register fq
|
|
|
|
nr2 = neighborList[n + Np]; // neighbor 1 ( < 10Np => even part of dist)
|
|
m2 = dist[nr2]; // reading the f2 data into register fq
|
|
|
|
// q=3
|
|
nr3 = neighborList[n + 2 * Np]; // neighbor 4
|
|
m3 = dist[nr3];
|
|
|
|
// q = 4
|
|
nr4 = neighborList[n + 3 * Np]; // neighbor 3
|
|
m4 = dist[nr4];
|
|
|
|
// q=5
|
|
nr5 = neighborList[n + 4 * Np];
|
|
m5 = dist[nr5];
|
|
|
|
// q = 6
|
|
nr6 = neighborList[n + 5 * Np];
|
|
m6 = dist[nr6];
|
|
|
|
// q=7
|
|
nr7 = neighborList[n + 6 * Np];
|
|
m7 = dist[nr7];
|
|
|
|
// q = 8
|
|
nr8 = neighborList[n + 7 * Np];
|
|
m8 = dist[nr8];
|
|
|
|
// q=9
|
|
nr9 = neighborList[n + 8 * Np];
|
|
m9 = dist[nr9];
|
|
|
|
// q = 10
|
|
nr10 = neighborList[n + 9 * Np];
|
|
m10 = dist[nr10];
|
|
|
|
// q=11
|
|
nr11 = neighborList[n + 10 * Np];
|
|
m11 = dist[nr11];
|
|
|
|
// q=12
|
|
nr12 = neighborList[n + 11 * Np];
|
|
m12 = dist[nr12];
|
|
|
|
// q=13
|
|
nr13 = neighborList[n + 12 * Np];
|
|
m13 = dist[nr13];
|
|
|
|
// q=14
|
|
nr14 = neighborList[n + 13 * Np];
|
|
m14 = dist[nr14];
|
|
|
|
// q=15
|
|
nr15 = neighborList[n + 14 * Np];
|
|
m15 = dist[nr15];
|
|
|
|
// q=16
|
|
nr16 = neighborList[n + 15 * Np];
|
|
m16 = dist[nr16];
|
|
|
|
// q=17
|
|
nr17 = neighborList[n + 16 * Np];
|
|
m17 = dist[nr17];
|
|
|
|
// q=18
|
|
nr18 = neighborList[n + 17 * Np];
|
|
m18 = dist[nr18];
|
|
|
|
//compute fluid velocity
|
|
ux = 3.0 / rho0 *
|
|
(m1 - m2 + m7 - m8 + m9 - m10 + m11 - m12 + m13 - m14 +
|
|
0.5 * (Fx) / 3.0);
|
|
uy = 3.0 / rho0 *
|
|
(m3 - m4 + m7 - m8 - m9 + m10 + m15 - m16 + m17 - m18 +
|
|
0.5 * (Fy) / 3.0);
|
|
uz = 3.0 / rho0 *
|
|
(m5 - m6 + m11 - m12 - m13 + m14 + m15 - m16 - m17 + m18 +
|
|
0.5 * (Fz) / 3.0);
|
|
//compute pressure
|
|
p = (m0 + m2 + m1 + m4 + m3 + m6 + m5 + m8 + m7 + m10 + m9 + m12 + m11 +
|
|
m14 + m13 + m16 + m15 + m18 + m17);
|
|
|
|
//------------------------------------------------- BCK collison ------------------------------------------------------------//
|
|
// q=0
|
|
dist[n] = m0 +
|
|
0.5 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
(m0 - 0.3333333333333333 * p +
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
0.16666666666666666 * rho0 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz)) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 1
|
|
dist[nr2] =
|
|
m1 +
|
|
0.25 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m1 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(ux * ux) + 0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.125 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q=2
|
|
dist[nr1] =
|
|
m2 +
|
|
0.25 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m2 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.125 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 3
|
|
dist[nr4] =
|
|
m3 +
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m3 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 4
|
|
dist[nr3] =
|
|
m4 +
|
|
0.25 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m4 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.125 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 5
|
|
dist[nr6] =
|
|
m5 +
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m5 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 6
|
|
dist[nr5] =
|
|
m6 +
|
|
0.25 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m6 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.125 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 7
|
|
dist[nr8] =
|
|
m7 -
|
|
0.125 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m7 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 8
|
|
dist[nr7] = m8 +
|
|
0.125 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m8 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2. * ux + ux * ux + 2. * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 9
|
|
dist[nr10] =
|
|
m9 +
|
|
0.125 * (Fy + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m9 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fy + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 10
|
|
dist[nr9] = m10 +
|
|
0.125 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m10 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (2. * ux + ux * ux - 2. * uy +
|
|
uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 11
|
|
dist[nr12] = m11 -
|
|
0.125 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m11 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (-2. * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 12
|
|
dist[nr11] = m12 +
|
|
0.125 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m12 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.0625 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (2. * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 13
|
|
dist[nr14] = m13 +
|
|
0.125 * (Fz + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m13 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (-2. * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q= 14
|
|
dist[nr13] = m14 +
|
|
0.125 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m14 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (2. * ux + ux * ux + uy * uy +
|
|
(-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 15
|
|
dist[nr16] = m15 -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m15 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) - 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2. * uy + uy * uy +
|
|
(-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 16
|
|
dist[nr15] = m16 +
|
|
0.125 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m16 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.0625 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) - 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2. * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 17
|
|
dist[nr18] = m17 +
|
|
0.125 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m17 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) + 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2. * uy + uy * uy +
|
|
uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 18
|
|
dist[nr17] = m18 +
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m18 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) + 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2. * uy + uy * uy +
|
|
(-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
|
|
//Update velocity on device
|
|
Vel[0 * Np + n] = ux;
|
|
Vel[1 * Np + n] = uy;
|
|
Vel[2 * Np + n] = uz;
|
|
//Update pressure on device
|
|
Pressure[n] = p;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q19_AAeven_FreeLeeModel_SingleFluid_BGK(
|
|
double *dist, double *Vel, double *Pressure, double tau, double rho0,
|
|
double Fx, double Fy, double Fz, int start, int finish, int Np) {
|
|
|
|
double ux, uy, uz; //fluid velocity
|
|
double p; //pressure
|
|
// distribution functions
|
|
double m1, m2, m4, m6, m8, m9, m10, m11, m12, m13, m14, m15, m16, m17, m18;
|
|
double m0, m3, m5, m7;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
// q=0
|
|
m0 = dist[n];
|
|
// q=1
|
|
m1 = dist[2 * Np + n];
|
|
|
|
// q=2
|
|
m2 = dist[1 * Np + n];
|
|
|
|
// q=3
|
|
m3 = dist[4 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 4
|
|
m4 = dist[3 * Np + n];
|
|
|
|
// q=5
|
|
m5 = dist[6 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 6
|
|
m6 = dist[5 * Np + n];
|
|
|
|
// q=7
|
|
m7 = dist[8 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 8
|
|
m8 = dist[7 * Np + n];
|
|
|
|
// q=9
|
|
m9 = dist[10 * Np + n];
|
|
|
|
// q = 10
|
|
m10 = dist[9 * Np + n];
|
|
|
|
// q=11
|
|
m11 = dist[12 * Np + n];
|
|
|
|
// q=12
|
|
m12 = dist[11 * Np + n];
|
|
|
|
// q=13
|
|
m13 = dist[14 * Np + n];
|
|
|
|
// q=14
|
|
m14 = dist[13 * Np + n];
|
|
|
|
// q=15
|
|
m15 = dist[16 * Np + n];
|
|
|
|
// q=16
|
|
m16 = dist[15 * Np + n];
|
|
|
|
// q=17
|
|
m17 = dist[18 * Np + n];
|
|
|
|
// q=18
|
|
m18 = dist[17 * Np + n];
|
|
|
|
//compute fluid velocity
|
|
ux = 3.0 / rho0 *
|
|
(m1 - m2 + m7 - m8 + m9 - m10 + m11 - m12 + m13 - m14 +
|
|
0.5 * (Fx) / 3.0);
|
|
uy = 3.0 / rho0 *
|
|
(m3 - m4 + m7 - m8 - m9 + m10 + m15 - m16 + m17 - m18 +
|
|
0.5 * (Fy) / 3.0);
|
|
uz = 3.0 / rho0 *
|
|
(m5 - m6 + m11 - m12 - m13 + m14 + m15 - m16 - m17 + m18 +
|
|
0.5 * (Fz) / 3.0);
|
|
//compute pressure
|
|
p = (m0 + m2 + m1 + m4 + m3 + m6 + m5 + m8 + m7 + m10 + m9 + m12 + m11 +
|
|
m14 + m13 + m16 + m15 + m18 + m17);
|
|
|
|
//------------------------------------------------- BCK collison ------------------------------------------------------------//
|
|
// q=0
|
|
dist[n] = m0 +
|
|
0.5 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) -
|
|
(m0 - 0.3333333333333333 * p +
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.6666666666666666 + ux * ux + uy * uy + uz * uz) +
|
|
0.16666666666666666 * rho0 * (ux * ux + uy * uy + uz * uz)) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 1
|
|
dist[1 * Np + n] =
|
|
m1 +
|
|
0.25 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 * (-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m1 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(ux * ux) + 0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.125 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q=2
|
|
dist[2 * Np + n] =
|
|
m2 +
|
|
0.25 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - ux * ux +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m2 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 * (2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.125 * (Fx + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 3
|
|
dist[3 * Np + n] =
|
|
m3 +
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m3 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 4
|
|
dist[4 * Np + n] =
|
|
m4 +
|
|
0.25 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uy * uy +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m4 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.125 * (Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 5
|
|
dist[5 * Np + n] =
|
|
m5 +
|
|
0.25 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m5 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 6
|
|
dist[6 * Np + n] =
|
|
m6 +
|
|
0.25 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - uz * uz +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m6 - 0.05555555555555555 * p +
|
|
0.08333333333333333 * rho0 *
|
|
(-(uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.125 * (Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 * (ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 7
|
|
dist[7 * Np + n] =
|
|
m7 -
|
|
0.125 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uy) * (ux + uy) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m7 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 8
|
|
dist[8 * Np + n] =
|
|
m8 +
|
|
0.125 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uy) * (ux + uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m8 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uy) * (ux + uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx + Fy + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 9
|
|
dist[9 * Np + n] =
|
|
m9 +
|
|
0.125 * (Fy + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m9 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fy + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 10
|
|
dist[10 * Np + n] =
|
|
m10 +
|
|
0.125 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uy) * (ux - uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) -
|
|
(m10 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uy) * (ux - uy)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uy -
|
|
1. * (uy * uy) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 11
|
|
dist[11 * Np + n] =
|
|
m11 -
|
|
0.125 * (Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (ux + uz) * (ux + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m11 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 12
|
|
dist[12 * Np + n] =
|
|
m12 +
|
|
0.125 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux + uz) * (ux + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m12 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux + uz) * (ux + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.0625 * (Fx + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) - 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 13
|
|
dist[13 * Np + n] =
|
|
m13 +
|
|
0.125 * (Fz + Fx * (-1 + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m13 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2 * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * (-1. + ux) + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(-2. * ux + ux * ux + uy * uy + uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q= 14
|
|
dist[14 * Np + n] =
|
|
m14 +
|
|
0.125 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (ux - uz) * (ux - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m14 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((ux - uz) * (ux - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2 * ux + ux * ux + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * (1 + ux) + Fy * uy + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (ux * ux) + 2. * ux * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(2. * ux + ux * ux + uy * uy + (-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 15
|
|
dist[15 * Np + n] =
|
|
m15 -
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(0.2222222222222222 + (uy + uz) * (uy + uz) -
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m15 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) - 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 16
|
|
dist[16 * Np + n] =
|
|
m16 +
|
|
0.125 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy + uz) * (uy + uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m16 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy + uz) * (uy + uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.0625 * (Fy + Fz + Fx * ux + Fy * uy + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) - 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 17
|
|
dist[17 * Np + n] =
|
|
m17 +
|
|
0.125 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1 + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) -
|
|
(m17 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2 * uy + uy * uy + uz * (2 + uz))) +
|
|
0.0625 * (Fz + Fx * ux + Fy * (-1. + uy) + Fz * uz) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) + 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux - 2. * uy + uy * uy + uz * (2. + uz)))) /
|
|
tau;
|
|
|
|
// q = 18
|
|
dist[18 * Np + n] =
|
|
m18 +
|
|
0.125 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1 + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - (uy - uz) * (uy - uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) -
|
|
(m18 - 0.027777777777777776 * p +
|
|
0.041666666666666664 * rho0 *
|
|
(-((uy - uz) * (uy - uz)) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2 * uy + uy * uy + (-2 + uz) * uz)) +
|
|
0.0625 * (Fx * ux + Fy * (1 + uy) + Fz * (-1. + uz)) *
|
|
(-0.2222222222222222 - 1. * (uy * uy) + 2. * uy * uz -
|
|
1. * (uz * uz) +
|
|
0.3333333333333333 *
|
|
(ux * ux + 2. * uy + uy * uy + (-2. + uz) * uz))) /
|
|
tau;
|
|
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
|
|
|
|
//Update velocity on device
|
|
Vel[0 * Np + n] = ux;
|
|
Vel[1 * Np + n] = uy;
|
|
Vel[2 * Np + n] = uz;
|
|
//Update pressure on device
|
|
Pressure[n] = p;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
extern "C" void ScaLBL_D3Q9_MGTest(int *Map, double *Phi, double *ColorGrad,
|
|
int strideY, int strideZ, int start,
|
|
int finish, int Np) {
|
|
|
|
int nn, nn2x, ijk;
|
|
double m1, m2, m4, m6, m8, m9, m10, m11, m12, m13, m14, m15, m16, m17, m18;
|
|
double m3, m5, m7;
|
|
double mm1, mm2, mm4, mm6, mm8, mm9, mm10, mm11, mm12, mm13, mm14, mm15,
|
|
mm16, mm17, mm18;
|
|
double mm3, mm5, mm7;
|
|
//double nx,ny,nz;//normal color gradient
|
|
double mgx, mgy, mgz; //mixed gradient reaching secondary neighbor
|
|
double phi;
|
|
|
|
for (int n = start; n < finish; n++) {
|
|
|
|
// Get the 1D index based on regular data layout
|
|
ijk = Map[n];
|
|
phi = Phi[ijk]; // load phase field
|
|
// COMPUTE THE COLOR GRADIENT
|
|
//........................................................................
|
|
//.................Read Phase Indicator Values............................
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m1 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 1
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m2 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 2
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m3 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 3
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m4 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 4
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m5 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 5
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ; // neighbor index (get convention)
|
|
m6 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 6
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m7 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 7
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m8 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 8
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideY - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m9 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 9
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideY + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m10 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 10
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m11 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 11
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m12 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 12
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m13 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 13
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + 1; // neighbor index (get convention)
|
|
m14 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 14
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m15 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 15
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m16 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 16
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk + strideZ - strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m17 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 17
|
|
//........................................................................
|
|
nn = ijk - strideZ + strideY; // neighbor index (get convention)
|
|
m18 = Phi[nn]; // get neighbor for phi - 18
|
|
|
|
// compute mixed difference (Eq.30, A.Fukhari et al. JCP 315(2016) 434-457)
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm1 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 1
|
|
mm1 = 0.25 * (-mm1 + 5.0 * m1 - 3.0 * phi - m2);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm2 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 2
|
|
mm2 = 0.25 * (-mm2 + 5.0 * m2 - 3.0 * phi - m1);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm3 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 3
|
|
mm3 = 0.25 * (-mm3 + 5.0 * m3 - 3.0 * phi - m4);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm4 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 4
|
|
mm4 = 0.25 * (-mm4 + 5.0 * m4 - 3.0 * phi - m3);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm5 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 5
|
|
mm5 = 0.25 * (-mm5 + 5.0 * m5 - 3.0 * phi - m6);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm6 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 6
|
|
mm6 = 0.25 * (-mm6 + 5.0 * m6 - 3.0 * phi - m5);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm7 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 7
|
|
mm7 = 0.25 * (-mm7 + 5.0 * m7 - 3.0 * phi - m8);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm8 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 8
|
|
mm8 = 0.25 * (-mm8 + 5.0 * m8 - 3.0 * phi - m7);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideY * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm9 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 9
|
|
mm9 = 0.25 * (-mm9 + 5.0 * m9 - 3.0 * phi - m10);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideY * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm10 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 10
|
|
mm10 = 0.25 * (-mm10 + 5.0 * m10 - 3.0 * phi - m9);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm11 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 11
|
|
mm11 = 0.25 * (-mm11 + 5.0 * m11 - 3.0 * phi - m12);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm12 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 12
|
|
mm12 = 0.25 * (-mm12 + 5.0 * m12 - 3.0 * phi - m11);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk + strideZ * 2 - 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm13 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 13
|
|
mm13 = 0.25 * (-mm13 + 5.0 * m13 - 3.0 * phi - m14);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x = ijk - strideZ * 2 + 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm14 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 14
|
|
mm14 = 0.25 * (-mm14 + 5.0 * m14 - 3.0 * phi - m13);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm15 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 15
|
|
mm15 = 0.25 * (-mm15 + 5.0 * m15 - 3.0 * phi - m16);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm16 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 16
|
|
mm16 = 0.25 * (-mm16 + 5.0 * m16 - 3.0 * phi - m15);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk + strideZ * 2 - strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm17 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 17
|
|
mm17 = 0.25 * (-mm17 + 5.0 * m17 - 3.0 * phi - m18);
|
|
//........................................................................
|
|
nn2x =
|
|
ijk - strideZ * 2 + strideY * 2; // neighbor index (get convention)
|
|
mm18 = Phi[nn2x]; // get neighbor for phi - 18
|
|
mm18 = 0.25 * (-mm18 + 5.0 * m18 - 3.0 * phi - m17);
|
|
|
|
//............Compute the Color Gradient...................................
|
|
//nx = -3.0*1.0/18.0*(m1-m2+0.5*(m7-m8+m9-m10+m11-m12+m13-m14));
|
|
//ny = -3.0*1.0/18.0*(m3-m4+0.5*(m7-m8-m9+m10+m15-m16+m17-m18));
|
|
//nz = -3.0*1.0/18.0*(m5-m6+0.5*(m11-m12-m13+m14+m15-m16-m17+m18));
|
|
//............Compute the Mixed Gradient...................................
|
|
mgx = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm1 - mm2 +
|
|
0.5 * (mm7 - mm8 + mm9 - mm10 + mm11 - mm12 + mm13 - mm14));
|
|
mgy = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm3 - mm4 +
|
|
0.5 * (mm7 - mm8 - mm9 + mm10 + mm15 - mm16 + mm17 - mm18));
|
|
mgz = -3.0 * 1.0 / 18.0 *
|
|
(mm5 - mm6 +
|
|
0.5 * (mm11 - mm12 - mm13 + mm14 + mm15 - mm16 - mm17 + mm18));
|
|
|
|
ColorGrad[0 * Np + n] = mgx;
|
|
ColorGrad[1 * Np + n] = mgy;
|
|
ColorGrad[2 * Np + n] = mgz;
|
|
}
|
|
}
|