LCOV - code coverage report
Current view: top level - src/fe - fe_monomial_vec.C (source / functions) Hit Total Coverage
Test: libMesh/libmesh: #4229 (6a9aeb) with base 727f46 Lines: 47 258 18.2 %
Date: 2025-08-19 19:27:09 Functions: 14 96 14.6 %
Legend: Lines: hit not hit

          Line data    Source code
       1             : // The libMesh Finite Element Library.
       2             : // Copyright (C) 2002-2025 Benjamin S. Kirk, John W. Peterson, Roy H. Stogner
       3             : 
       4             : // This library is free software; you can redistribute it and/or
       5             : // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
       6             : // License as published by the Free Software Foundation; either
       7             : // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
       8             : 
       9             : // This library is distributed in the hope that it will be useful,
      10             : // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
      11             : // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
      12             : // Lesser General Public License for more details.
      13             : 
      14             : // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
      15             : // License along with this library; if not, write to the Free Software
      16             : // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
      17             : 
      18             : // Local includes
      19             : #include "libmesh/dof_map.h"
      20             : #include "libmesh/elem.h"
      21             : #include "libmesh/fe.h"
      22             : #include "libmesh/fe_interface.h"
      23             : #include "libmesh/fe_macro.h"
      24             : #include "libmesh/tensor_value.h"
      25             : 
      26             : 
      27             : namespace libMesh
      28             : {
      29             : 
      30             : 
      31           0 : LIBMESH_DEFAULT_VECTORIZED_FE(0,MONOMIAL_VEC)
      32           0 : LIBMESH_DEFAULT_VECTORIZED_FE(1,MONOMIAL_VEC)
      33     1748970 : LIBMESH_DEFAULT_VECTORIZED_FE(2,MONOMIAL_VEC)
      34           0 : LIBMESH_DEFAULT_VECTORIZED_FE(3,MONOMIAL_VEC)
      35             : 
      36             : 
      37             : // ------------------------------------------------------------
      38             : // Vector monomial specific implementations
      39             : 
      40             : // Anonymous namespace for local helper functions
      41             : namespace
      42             : {
      43             : void
      44        2475 : monomial_vec_nodal_soln(const Elem * elem,
      45             :                         const Order order,
      46             :                         const std::vector<Number> & elem_soln,
      47             :                         const int dim,
      48             :                         std::vector<Number> & nodal_soln,
      49             :                         const bool add_p_level)
      50             : {
      51        2475 :   const unsigned int n_nodes = elem->n_nodes();
      52             : 
      53        2475 :   const ElemType elem_type = elem->type();
      54             : 
      55        2475 :   nodal_soln.resize(dim * n_nodes);
      56             : 
      57        2700 :   const Order totalorder = order + add_p_level*elem->p_level();
      58             : 
      59        2475 :   switch (totalorder)
      60             :   {
      61             :       // Constant shape functions
      62           0 :     case CONSTANT:
      63             :     {
      64           0 :       libmesh_assert_equal_to(elem_soln.size(), static_cast<unsigned int>(dim));
      65           0 :       switch (dim)
      66             :       {
      67           0 :         case 2:
      68             :         case 3:
      69             :         {
      70           0 :           for (unsigned int n = 0; n < n_nodes; n++)
      71           0 :             std::copy(elem_soln.begin(), elem_soln.end(), nodal_soln.begin() + dim*n);
      72           0 :           return;
      73             :         }
      74           0 :         default:
      75           0 :           libmesh_error_msg(
      76             :               "The monomial_vec_nodal_soln helper should only be called for 2 and 3 dimensions");
      77             :       }
      78             :     }
      79             : 
      80             :     // For other orders, do interpolation at the nodes
      81             :     // explicitly.
      82         225 :     default:
      83             :     {
      84             :       // FEType object to be passed to various FEInterface functions below.
      85         225 :       FEType fe_type(order, MONOMIAL);
      86             : 
      87        2475 :       const unsigned int n_sf = FEInterface::n_shape_functions(fe_type, elem);
      88             : 
      89         450 :       std::vector<Point> refspace_nodes;
      90        2475 :       FEBase::get_refspace_nodes(elem_type, refspace_nodes);
      91         225 :       libmesh_assert_equal_to(refspace_nodes.size(), n_nodes);
      92         225 :       libmesh_assert_equal_to(elem_soln.size(), n_sf * dim);
      93             : 
      94             :       // Zero before summation
      95         225 :       std::fill(nodal_soln.begin(), nodal_soln.end(), 0);
      96             : 
      97        7425 :       for (unsigned int d = 0; d < static_cast<unsigned int>(dim); d++)
      98       24750 :         for (unsigned int n = 0; n < n_nodes; n++)
      99             :           // u_i = Sum (alpha_i phi_i)
     100       79200 :           for (unsigned int i = 0; i < n_sf; i++)
     101       64800 :             nodal_soln[d + dim * n] += elem_soln[d + dim * i] *
     102       64800 :                                        FEInterface::shape(fe_type, elem, i, refspace_nodes[n]);
     103             : 
     104         225 :       return;
     105             :     } // default
     106             :   }   // switch
     107             : }
     108             : } // anonymous namespace
     109             : 
     110             : // Do full-specialization for every dimension, instead
     111             : // of explicit instantiation at the end of this file.
     112             : // This could be macro-ified so that it fits on one line...
     113           0 : LIBMESH_FE_NODAL_SOLN_DIM(MONOMIAL_VEC, (FE<0, MONOMIAL>::nodal_soln), 0)
     114           0 : LIBMESH_FE_NODAL_SOLN_DIM(MONOMIAL_VEC, (FE<1, MONOMIAL>::nodal_soln), 1)
     115             : 
     116             : template <>
     117             : void
     118        2475 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::nodal_soln(const Elem * elem,
     119             :                                 const Order order,
     120             :                                 const std::vector<Number> & elem_soln,
     121             :                                 std::vector<Number> & nodal_soln,
     122             :                                 const bool add_p_level,
     123             :                                 const unsigned)
     124             : {
     125        2475 :   monomial_vec_nodal_soln(elem, order, elem_soln, 2 /*dim*/, nodal_soln, add_p_level);
     126        2475 : }
     127             : 
     128             : template <>
     129             : void
     130           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::nodal_soln(const Elem * elem,
     131             :                                 const Order order,
     132             :                                 const std::vector<Number> & elem_soln,
     133             :                                 std::vector<Number> & nodal_soln,
     134             :                                 const bool add_p_level,
     135             :                                 const unsigned)
     136             : {
     137           0 :   monomial_vec_nodal_soln(elem, order, elem_soln, 3 /*dim*/, nodal_soln, add_p_level);
     138           0 : }
     139             : 
     140           0 : LIBMESH_FE_SIDE_NODAL_SOLN(MONOMIAL_VEC)
     141             : 
     142             : 
     143             : // Specialize for shape function routines by leveraging scalar MONOMIAL elements
     144             : 
     145             : // 0-D
     146             : template <>
     147             : RealVectorValue
     148           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::shape(const ElemType type,
     149             :                            const Order order,
     150             :                            const unsigned int i,
     151             :                            const Point & p)
     152             : {
     153           0 :   Real value = FE<0, MONOMIAL>::shape(type, order, i, p);
     154           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     155             : }
     156             : template <>
     157             : RealVectorValue
     158           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::shape_deriv(const ElemType type,
     159             :                                  const Order order,
     160             :                                  const unsigned int i,
     161             :                                  const unsigned int j,
     162             :                                  const Point & p)
     163             : {
     164           0 :   Real value = FE<0, MONOMIAL>::shape_deriv(type, order, i, j, p);
     165           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     166             : }
     167             : 
     168             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_SECOND_DERIVATIVES
     169             : 
     170             : template <>
     171             : RealVectorValue
     172           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::shape_second_deriv(const ElemType type,
     173             :                                         const Order order,
     174             :                                         const unsigned int i,
     175             :                                         const unsigned int j,
     176             :                                         const Point & p)
     177             : {
     178           0 :   Real value = FE<0, MONOMIAL>::shape_second_deriv(type, order, i, j, p);
     179           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     180             : }
     181             : #endif
     182             : 
     183             : // 1-D
     184             : template <>
     185             : RealVectorValue
     186           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::shape(const ElemType type,
     187             :                            const Order order,
     188             :                            const unsigned int i,
     189             :                            const Point & p)
     190             : {
     191           0 :   Real value = FE<1, MONOMIAL>::shape(type, order, i, p);
     192           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     193             : }
     194             : template <>
     195             : RealVectorValue
     196           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::shape_deriv(const ElemType type,
     197             :                                  const Order order,
     198             :                                  const unsigned int i,
     199             :                                  const unsigned int j,
     200             :                                  const Point & p)
     201             : {
     202           0 :   Real value = FE<1, MONOMIAL>::shape_deriv(type, order, i, j, p);
     203           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     204             : }
     205             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_SECOND_DERIVATIVES
     206             : template <>
     207             : RealVectorValue
     208           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::shape_second_deriv(const ElemType type,
     209             :                                         const Order order,
     210             :                                         const unsigned int i,
     211             :                                         const unsigned int j,
     212             :                                         const Point & p)
     213             : {
     214           0 :   Real value = FE<1, MONOMIAL>::shape_second_deriv(type, order, i, j, p);
     215           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     216             : }
     217             : 
     218             : #endif
     219             : 
     220             : // 2-D
     221             : template <>
     222             : RealVectorValue
     223           0 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::shape(const ElemType type,
     224             :                            const Order order,
     225             :                            const unsigned int i,
     226             :                            const Point & p)
     227             : {
     228           0 :   Real value = FE<2, MONOMIAL>::shape(type, order, i / 2, p);
     229             : 
     230           0 :   switch (i % 2)
     231             :   {
     232           0 :     case 0:
     233           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     234             : 
     235           0 :     case 1:
     236           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     237             : 
     238           0 :     default:
     239           0 :       libmesh_error_msg("i%2 must be either 0 or 1!");
     240             :   }
     241             : 
     242             :   // dummy
     243             :   return libMesh::RealVectorValue();
     244             : }
     245             : template <>
     246             : RealVectorValue
     247           0 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::shape_deriv(const ElemType type,
     248             :                                  const Order order,
     249             :                                  const unsigned int i,
     250             :                                  const unsigned int j,
     251             :                                  const Point & p)
     252             : {
     253           0 :   Real value = FE<2, MONOMIAL>::shape_deriv(type, order, i / 2, j, p);
     254             : 
     255           0 :   switch (i % 2)
     256             :   {
     257           0 :     case 0:
     258           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     259             : 
     260           0 :     case 1:
     261           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     262             : 
     263           0 :     default:
     264           0 :       libmesh_error_msg("i%2 must be either 0 or 1!");
     265             :   }
     266             : 
     267             :   // dummy
     268             :   return libMesh::RealVectorValue();
     269             : }
     270             : 
     271             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_SECOND_DERIVATIVES
     272             : template <>
     273             : RealVectorValue
     274           0 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::shape_second_deriv(const ElemType type,
     275             :                                         const Order order,
     276             :                                         const unsigned int i,
     277             :                                         const unsigned int j,
     278             :                                         const Point & p)
     279             : {
     280           0 :   Real value = FE<2, MONOMIAL>::shape_second_deriv(type, order, i / 2, j, p);
     281             : 
     282           0 :   switch (i % 2)
     283             :   {
     284           0 :     case 0:
     285           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     286             : 
     287           0 :     case 1:
     288           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     289             : 
     290           0 :     default:
     291           0 :       libmesh_error_msg("i%2 must be either 0 or 1!");
     292             :   }
     293             : 
     294             :   // dummy
     295             :   return libMesh::RealVectorValue();
     296             : }
     297             : 
     298             : #endif
     299             : 
     300             : // 3-D
     301             : template <>
     302             : RealVectorValue
     303           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::shape(const ElemType type,
     304             :                            const Order order,
     305             :                            const unsigned int i,
     306             :                            const Point & p)
     307             : {
     308           0 :   Real value = FE<3, MONOMIAL>::shape(type, order, i / 3, p);
     309             : 
     310           0 :   switch (i % 3)
     311             :   {
     312           0 :     case 0:
     313           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     314             : 
     315           0 :     case 1:
     316           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     317             : 
     318           0 :     case 2:
     319           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), Real(0), value);
     320             : 
     321           0 :     default:
     322           0 :       libmesh_error_msg("i%3 must be 0, 1, or 2!");
     323             :   }
     324             : 
     325             :   // dummy
     326             :   return libMesh::RealVectorValue();
     327             : }
     328             : template <>
     329             : RealVectorValue
     330           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::shape_deriv(const ElemType type,
     331             :                                  const Order order,
     332             :                                  const unsigned int i,
     333             :                                  const unsigned int j,
     334             :                                  const Point & p)
     335             : {
     336           0 :   Real value = FE<3, MONOMIAL>::shape_deriv(type, order, i / 3, j, p);
     337             : 
     338           0 :   switch (i % 3)
     339             :   {
     340           0 :     case 0:
     341           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     342             : 
     343           0 :     case 1:
     344           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     345             : 
     346           0 :     case 2:
     347           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), Real(0), value);
     348             : 
     349           0 :     default:
     350           0 :       libmesh_error_msg("i%3 must be 0, 1, or 2!");
     351             :   }
     352             : 
     353             :   // dummy
     354             :   return libMesh::RealVectorValue();
     355             : }
     356             : 
     357             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_SECOND_DERIVATIVES
     358             : 
     359             : template <>
     360             : RealVectorValue
     361           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::shape_second_deriv(const ElemType type,
     362             :                                         const Order order,
     363             :                                         const unsigned int i,
     364             :                                         const unsigned int j,
     365             :                                         const Point & p)
     366             : {
     367           0 :   Real value = FE<3, MONOMIAL>::shape_second_deriv(type, order, i / 3, j, p);
     368             : 
     369           0 :   switch (i % 3)
     370             :   {
     371           0 :     case 0:
     372           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     373             : 
     374           0 :     case 1:
     375           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     376             : 
     377           0 :     case 2:
     378           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), Real(0), value);
     379             : 
     380           0 :     default:
     381           0 :       libmesh_error_msg("i%3 must be 0, 1, or 2!");
     382             :   }
     383             : 
     384             :   // dummy
     385             :   return libMesh::RealVectorValue();
     386             : }
     387             : 
     388             : #endif
     389             : 
     390             : // 0-D
     391             : template <>
     392             : RealVectorValue
     393           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::shape(const Elem * elem,
     394             :                            const Order order,
     395             :                            const unsigned int i,
     396             :                            const Point & p,
     397             :                            const bool add_p_level)
     398             : {
     399             :   Real value =
     400           0 :       FE<0, MONOMIAL>::shape(elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i, p);
     401           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     402             : }
     403             : template <>
     404             : RealVectorValue
     405           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::shape_deriv(const Elem * elem,
     406             :                                  const Order order,
     407             :                                  const unsigned int i,
     408             :                                  const unsigned int j,
     409             :                                  const Point & p,
     410             :                                  const bool add_p_level)
     411             : {
     412           0 :   Real value = FE<0, MONOMIAL>::shape_deriv(
     413           0 :       elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i, j, p);
     414           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     415             : }
     416             : 
     417             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_SECOND_DERIVATIVES
     418             : 
     419             : template <>
     420             : RealVectorValue
     421           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::shape_second_deriv(const Elem * elem,
     422             :                                         const Order order,
     423             :                                         const unsigned int i,
     424             :                                         const unsigned int j,
     425             :                                         const Point & p,
     426             :                                         const bool add_p_level)
     427             : {
     428           0 :   Real value = FE<0, MONOMIAL>::shape_second_deriv(
     429           0 :       elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i, j, p);
     430           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     431             : }
     432             : 
     433             : #endif
     434             : 
     435             : // 1-D
     436             : template <>
     437             : RealVectorValue
     438           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::shape(const Elem * elem,
     439             :                            const Order order,
     440             :                            const unsigned int i,
     441             :                            const Point & p,
     442             :                            const bool add_p_level)
     443             : {
     444             :   Real value =
     445           0 :       FE<1, MONOMIAL>::shape(elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i, p);
     446           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     447             : }
     448             : template <>
     449             : RealVectorValue
     450           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::shape_deriv(const Elem * elem,
     451             :                                  const Order order,
     452             :                                  const unsigned int i,
     453             :                                  const unsigned int j,
     454             :                                  const Point & p,
     455             :                                  const bool add_p_level)
     456             : {
     457           0 :   Real value = FE<1, MONOMIAL>::shape_deriv(
     458           0 :       elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i, j, p);
     459           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     460             : }
     461             : 
     462             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_SECOND_DERIVATIVES
     463             : template <>
     464             : RealVectorValue
     465           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::shape_second_deriv(const Elem * elem,
     466             :                                         const Order order,
     467             :                                         const unsigned int i,
     468             :                                         const unsigned int j,
     469             :                                         const Point & p,
     470             :                                         const bool add_p_level)
     471             : {
     472           0 :   Real value = FE<1, MONOMIAL>::shape_second_deriv(
     473           0 :       elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i, j, p);
     474           0 :   return libMesh::RealVectorValue(value);
     475             : }
     476             : 
     477             : #endif
     478             : 
     479             : // 2-D
     480             : template <>
     481             : RealVectorValue
     482     1112430 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::shape(const Elem * elem,
     483             :                            const Order order,
     484             :                            const unsigned int i,
     485             :                            const Point & p,
     486             :                            const bool add_p_level)
     487             : {
     488             :   Real value =
     489     1314690 :       FE<2, MONOMIAL>::shape(elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i / 2, p);
     490             : 
     491     1112430 :   switch (i % 2)
     492             :   {
     493      556215 :     case 0:
     494       50565 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     495             : 
     496      556215 :     case 1:
     497       50565 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     498             : 
     499           0 :     default:
     500           0 :       libmesh_error_msg("i%2 must be either 0 or 1!");
     501             :   }
     502             : 
     503             :   // dummy
     504             :   return libMesh::RealVectorValue();
     505             : }
     506             : template <>
     507             : RealVectorValue
     508     1875920 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::shape_deriv(const Elem * elem,
     509             :                                  const Order order,
     510             :                                  const unsigned int i,
     511             :                                  const unsigned int j,
     512             :                                  const Point & p,
     513             :                                  const bool add_p_level)
     514             : {
     515     1875920 :   Real value = FE<2, MONOMIAL>::shape_deriv(
     516     2045376 :       elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i / 2, j, p);
     517             : 
     518     1875920 :   switch (i % 2)
     519             :   {
     520      937960 :     case 0:
     521       84728 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     522             : 
     523      937960 :     case 1:
     524       84728 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     525             : 
     526           0 :     default:
     527           0 :       libmesh_error_msg("i%2 must be either 0 or 1!");
     528             :   }
     529             : 
     530             :   // dummy
     531             :   return libMesh::RealVectorValue();
     532             : }
     533             : 
     534             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_SECOND_DERIVATIVES
     535             : template <>
     536             : RealVectorValue
     537           0 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::shape_second_deriv(const Elem * elem,
     538             :                                         const Order order,
     539             :                                         const unsigned int i,
     540             :                                         const unsigned int j,
     541             :                                         const Point & p,
     542             :                                         const bool add_p_level)
     543             : {
     544           0 :   Real value = FE<2, MONOMIAL>::shape_second_deriv(
     545           0 :       elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i / 2, j, p);
     546             : 
     547           0 :   switch (i % 2)
     548             :   {
     549           0 :     case 0:
     550           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     551             : 
     552           0 :     case 1:
     553           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     554             : 
     555           0 :     default:
     556           0 :       libmesh_error_msg("i%2 must be either 0 or 1!");
     557             :   }
     558             : 
     559             :   // dummy
     560             :   return libMesh::RealVectorValue();
     561             : }
     562             : 
     563             : #endif
     564             : 
     565             : // 3-D
     566             : template <>
     567             : RealVectorValue
     568           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::shape(const Elem * elem,
     569             :                            const Order order,
     570             :                            const unsigned int i,
     571             :                            const Point & p,
     572             :                            const bool add_p_level)
     573             : {
     574             :   Real value =
     575           0 :       FE<3, MONOMIAL>::shape(elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i / 3, p);
     576             : 
     577           0 :   switch (i % 3)
     578             :   {
     579           0 :     case 0:
     580           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     581             : 
     582           0 :     case 1:
     583           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     584             : 
     585           0 :     case 2:
     586           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), Real(0), value);
     587             : 
     588           0 :     default:
     589           0 :       libmesh_error_msg("i%3 must be 0, 1, or 2!");
     590             :   }
     591             : 
     592             :   // dummy
     593             :   return libMesh::RealVectorValue();
     594             : }
     595             : template <>
     596             : RealVectorValue
     597           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::shape_deriv(const Elem * elem,
     598             :                                  const Order order,
     599             :                                  const unsigned int i,
     600             :                                  const unsigned int j,
     601             :                                  const Point & p,
     602             :                                  const bool add_p_level)
     603             : {
     604           0 :   Real value = FE<3, MONOMIAL>::shape_deriv(
     605           0 :       elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i / 3, j, p);
     606             : 
     607           0 :   switch (i % 3)
     608             :   {
     609           0 :     case 0:
     610           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     611             : 
     612           0 :     case 1:
     613           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     614             : 
     615           0 :     case 2:
     616           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), Real(0), value);
     617             : 
     618           0 :     default:
     619           0 :       libmesh_error_msg("i%3 must be 0, 1, or 2!");
     620             :   }
     621             : 
     622             :   // dummy
     623             :   return libMesh::RealVectorValue();
     624             : }
     625             : 
     626             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_SECOND_DERIVATIVES
     627             : 
     628             : template <>
     629             : RealVectorValue
     630           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::shape_second_deriv(const Elem * elem,
     631             :                                         const Order order,
     632             :                                         const unsigned int i,
     633             :                                         const unsigned int j,
     634             :                                         const Point & p,
     635             :                                         const bool add_p_level)
     636             : {
     637           0 :   Real value = FE<3, MONOMIAL>::shape_second_deriv(
     638           0 :       elem->type(), order + add_p_level*elem->p_level(), i / 3, j, p);
     639             : 
     640           0 :   switch (i % 3)
     641             :   {
     642           0 :     case 0:
     643           0 :       return libMesh::RealVectorValue(value);
     644             : 
     645           0 :     case 1:
     646           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), value);
     647             : 
     648           0 :     case 2:
     649           0 :       return libMesh::RealVectorValue(Real(0), Real(0), value);
     650             : 
     651           0 :     default:
     652           0 :       libmesh_error_msg("i%3 must be 0, 1, or 2!");
     653             :   }
     654             : 
     655             :   // dummy
     656             :   return libMesh::RealVectorValue();
     657             : }
     658             : 
     659             : #endif
     660             : 
     661             : // Do full-specialization for every dimension, instead
     662             : // of explicit instantiation at the end of this function.
     663             : // This could be macro-ified.
     664           0 : template <> unsigned int FE<0, MONOMIAL_VEC>::n_dofs(const ElemType t, const Order o) { return FE<0, MONOMIAL>::n_dofs(t, o); }
     665           0 : template <> unsigned int FE<1, MONOMIAL_VEC>::n_dofs(const ElemType t, const Order o) { return FE<1, MONOMIAL>::n_dofs(t, o); }
     666           0 : template <> unsigned int FE<2, MONOMIAL_VEC>::n_dofs(const ElemType t, const Order o) { return 2 * FE<2, MONOMIAL>::n_dofs(t, o); }
     667           0 : template <> unsigned int FE<3, MONOMIAL_VEC>::n_dofs(const ElemType t, const Order o) { return 3 * FE<3, MONOMIAL>::n_dofs(t, o); }
     668             : 
     669           0 : template <> unsigned int FE<0, MONOMIAL_VEC>::n_dofs(const Elem * e, const Order o) { return FE<0, MONOMIAL>::n_dofs(e, o); }
     670           0 : template <> unsigned int FE<1, MONOMIAL_VEC>::n_dofs(const Elem * e, const Order o) { return FE<1, MONOMIAL>::n_dofs(e, o); }
     671      109815 : template <> unsigned int FE<2, MONOMIAL_VEC>::n_dofs(const Elem * e, const Order o) { return 2 * FE<2, MONOMIAL>::n_dofs(e, o); }
     672           0 : template <> unsigned int FE<3, MONOMIAL_VEC>::n_dofs(const Elem * e, const Order o) { return 3 * FE<3, MONOMIAL>::n_dofs(e, o); }
     673             : 
     674           0 : template <> unsigned int FE<0, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_at_node(const ElemType, const Order, const unsigned int) { return 0; }
     675           0 : template <> unsigned int FE<1, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_at_node(const ElemType, const Order, const unsigned int) { return 0; }
     676      343240 : template <> unsigned int FE<2, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_at_node(const ElemType, const Order, const unsigned int) { return 0; }
     677           0 : template <> unsigned int FE<3, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_at_node(const ElemType, const Order, const unsigned int) { return 0; }
     678             : 
     679           0 : template <> unsigned int FE<0, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_at_node(const Elem &, const Order, const unsigned int) { return 0; }
     680           0 : template <> unsigned int FE<1, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_at_node(const Elem &, const Order, const unsigned int) { return 0; }
     681       85292 : template <> unsigned int FE<2, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_at_node(const Elem &, const Order, const unsigned int) { return 0; }
     682           0 : template <> unsigned int FE<3, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_at_node(const Elem &, const Order, const unsigned int) { return 0; }
     683             : 
     684           0 : template <> unsigned int FE<0, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_per_elem(const ElemType t, const Order o) { return FE<0, MONOMIAL>::n_dofs_per_elem(t, o); }
     685           0 : template <> unsigned int FE<1, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_per_elem(const ElemType t, const Order o) { return FE<1, MONOMIAL>::n_dofs_per_elem(t, o); }
     686           0 : template <> unsigned int FE<2, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_per_elem(const ElemType t, const Order o) { return 2 * FE<2, MONOMIAL>::n_dofs_per_elem(t, o); }
     687           0 : template <> unsigned int FE<3, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_per_elem(const ElemType t, const Order o) { return 3 * FE<3, MONOMIAL>::n_dofs_per_elem(t, o); }
     688             : 
     689           0 : template <> unsigned int FE<0, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_per_elem(const Elem & e, const Order o) { return FE<0, MONOMIAL>::n_dofs_per_elem(e, o); }
     690           0 : template <> unsigned int FE<1, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_per_elem(const Elem & e, const Order o) { return FE<1, MONOMIAL>::n_dofs_per_elem(e, o); }
     691       96494 : template <> unsigned int FE<2, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_per_elem(const Elem & e, const Order o) { return 2 * FE<2, MONOMIAL>::n_dofs_per_elem(e, o); }
     692           0 : template <> unsigned int FE<3, MONOMIAL_VEC>::n_dofs_per_elem(const Elem & e, const Order o) { return 3 * FE<3, MONOMIAL>::n_dofs_per_elem(e, o); }
     693             : 
     694             : // Monomial FEMs are always C^0 continuous
     695             : template <>
     696             : FEContinuity
     697           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::get_continuity() const
     698             : {
     699           0 :   return DISCONTINUOUS;
     700             : }
     701             : template <>
     702             : FEContinuity
     703           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::get_continuity() const
     704             : {
     705           0 :   return DISCONTINUOUS;
     706             : }
     707             : template <>
     708             : FEContinuity
     709         355 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::get_continuity() const
     710             : {
     711         355 :   return DISCONTINUOUS;
     712             : }
     713             : template <>
     714             : FEContinuity
     715           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::get_continuity() const
     716             : {
     717           0 :   return DISCONTINUOUS;
     718             : }
     719             : 
     720             : // Monomial FEMs are not hierarchic
     721             : template <>
     722             : bool
     723           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::is_hierarchic() const
     724             : {
     725           0 :   return true;
     726             : }
     727             : template <>
     728             : bool
     729           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::is_hierarchic() const
     730             : {
     731           0 :   return true;
     732             : }
     733             : template <>
     734             : bool
     735           0 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::is_hierarchic() const
     736             : {
     737           0 :   return true;
     738             : }
     739             : template <>
     740             : bool
     741           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::is_hierarchic() const
     742             : {
     743           0 :   return true;
     744             : }
     745             : 
     746             : // Monomial FEM shapes do not need reinit (is this always true?)
     747             : template <>
     748             : bool
     749           0 : FE<0, MONOMIAL_VEC>::shapes_need_reinit() const
     750             : {
     751           0 :   return false;
     752             : }
     753             : template <>
     754             : bool
     755           0 : FE<1, MONOMIAL_VEC>::shapes_need_reinit() const
     756             : {
     757           0 :   return false;
     758             : }
     759             : template <>
     760             : bool
     761      102970 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::shapes_need_reinit() const
     762             : {
     763      102970 :   return false;
     764             : }
     765             : template <>
     766             : bool
     767           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::shapes_need_reinit() const
     768             : {
     769           0 :   return false;
     770             : }
     771             : 
     772             : // we only need instantiations of this function for
     773             : // Dim==2 and 3. There are no constraints for discontinuous elements, so
     774             : // we do nothing.
     775             : #ifdef LIBMESH_ENABLE_AMR
     776             : template <>
     777             : void
     778           0 : FE<2, MONOMIAL_VEC>::compute_constraints(DofConstraints &,
     779             :                                          DofMap &,
     780             :                                          const unsigned int,
     781             :                                          const Elem *)
     782             : {
     783           0 : }
     784             : 
     785             : template <>
     786             : void
     787           0 : FE<3, MONOMIAL_VEC>::compute_constraints(DofConstraints &,
     788             :                                          DofMap &,
     789             :                                          const unsigned int,
     790             :                                          const Elem *)
     791             : {
     792           0 : }
     793             : #endif // LIBMESH_ENABLE_AMR
     794             : 
     795             : } // namespace libMesh

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