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## 这个文件包含了数值相对论所需要的输入
## 小曲
## 2024/03/19 --- 2025/02/27
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import numpy   ## 导入 numpy 包 

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## 设置程序运行目录和计算资源

File_directionary   = "xiaoqu_Results_GW150914_test3body"  ## 程序运行目录
Output_directionary = "output_file"                 ## 存放二进制数据的子目录
MPI_processes       = 8                             ## 想要调用的进程数目

GPU_Calculation     = "no"                          ## 是否开启 GPU 计算，可选 yes 或 no
CPU_Part            = 0.5
GPU_Part            = 0.5

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## 设置程序计算方法

Symmetry                 = "equatorial-symmetry"   ## 系统对称性，可选 equatorial-symmetry、no-symmetry
Equation_Class           = "BSSN"                  ## 设置方程形式，可选 BSSN、Z4C、BSSN-EScalar、BSSN-EM
                                                   ##       BSSN 和 Z4C   适合于 GR 旋转黑洞的真空计算
                                                   ##       BSSN-EM      涉及 GR 带电黑洞的真空计算
                                                   ##       BSSN-EScalar 涉及到标量张量-F(R) 理论的计算，需要在后面设定额外参数
                                                   ## 注意：GPU 计算仅支持 BSSN
                                                   ## 这里没有选择 BSSN-EScalar，F(R) 理论的参数不是必须要设定的
Initial_Data_Method      = "Lousto-Analytical"     ## 设置求解数值相对论初值的方法
                                                   ## 可选 Ansorg-TwoPuncture、Lousto-Analytical、KerrSchild-Analytical
                                                   ## 注意：当前 BSSN-EM 的计算不支持用解析公式 Lousto-Analytical
Time_Evolution_Method    = "runge-kutta-45"        ## 时间演化方法，可选 runge-kutta-45
Finite_Diffenence_Method = "6th-order"             ## 有限差分方法，可选 2nd-order、4th-order、6th-order、8th-order

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## 设置时间演化信息

Start_Evolution_Time     = 0.0                    ## 起始演化时间
Final_Evolution_Time     = 50.0                   ## 最终演化时间
Check_Time               = 1000.0
Dump_Time                = 50.0                   ## 每隔一定时间间隔储存数据
D2_Dump_Time             = 300.0
Analysis_Time            = 0.1
Evolution_Step_Number    = 10000000               ## 时间迭代次数
Courant_Factor           = 0.5                    ## Courant 因子（决定每一步时间演化的时间间隔）
Dissipation              = 0.2                    ## 耗散因子

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## 设置多层格点信息

basic_grid_set    = "Patch"                          ## 设定网格类型，可选 Patch 和 Shell-Patch
grid_center_set   = "Cell"                           ## 网格中心设置，可选 Cell 和 Vertex

grid_level        = 11                                ## 设置格点的总层数
static_grid_level = 6                                ## 设置静态格点的层数
moving_grid_level = grid_level - static_grid_level   ## 可移动格点的层数

analysis_level    = 0
refinement_level  = 4                                ## 从该层开始进行时间细化

grid_maxvalue     =  500.0                           ## 设置最外层格点的坐标最大值
grid_minvalue     = - grid_maxvalue                  ## 设置最外层格点的坐标最小值ֵ

static_grid_number = 160                              ## 设置固定格点每一层每一维数的格点数目
moving_grid_number = 40                              ## 设置可移动格点每一层每一维数的格点数目
shell_grid_number  = [32, 32, 100]                    ## 设置最外层球状网格（shell patch）的格点数目
                                                     ## 以 phi、theta、r 的顺序给定
devide_factor      = 2.0                             ## 设置相邻两层网格分辨率的比例（不要轻易改变）
static_grid_type   = 'Linear'                        ## 设置固定格点的类型，可选 'Linear'
moving_grid_type   = 'Linear'                        ## 设置固定格点的类型，可选 'Linear'

quarter_sphere_number = 64                           ## 1/4 球面积分的格点数目

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## 设置黑洞 puncture （穿刺法）的信息

puncture_number       = 3                                     ## 设置 puncture 的数目

position_BH           = numpy.zeros( (puncture_number, 3) )   ## 初始化每个黑洞的初始位置
parameter_BH          = numpy.zeros( (puncture_number, 3) )   ## 初始化每个黑洞的参数
dimensionless_spin_BH = numpy.zeros( (puncture_number, 3) )   ## 初始化每个黑洞的无量纲自旋
momentum_BH           = numpy.zeros( (puncture_number, 3) )   ## 初始化每个黑洞的动量

puncture_data_set     = "Manually"                            ## 设置双星轨道坐标的方式，可选 Manually 和 TwoPuncture

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## 如果设置双星初始轨道坐标的方式选为 TwoPuncture，只需要给定黑洞参数，偏心率，距离即可

## 这一步要与初值求解中的 Ansorg-TwoPuncture 配合使用，否则可能会报错
## （也就是说，用 Ansorg-TwoPuncture 求解初值，轨道坐标设置可以设置 Manually 和 TwoPuncture，
##  但双星轨道坐标如果设置为 Manually 而不是 TwoPuncture，最好使用其它方法求解数值初值，否则可能会使 TwoPuncture 程序无法正确读入输入而报错）

Distance = 10.0
e0       = 0.0

## 设置每个黑洞的参数 (M Q* a*)  
## 质量  无量纲电荷  无量纲自旋
parameter_BH[0] = [ 0.3,  0.0,  0.0 ]   
parameter_BH[1] = [ 0.3,  0.0,  0.0 ]  
parameter_BH[2] = [ 0.4,  0.0,  0.0 ]  # 更多黑洞手动补加 
## 注意，如果求解数值相对论初值的方法选为 Ansorg-TwoPuncture ，第一个黑洞必须为质量较大的那个，且则黑洞总质量会自动 rescale 为 M=1 （其它情况下必须手动 rescale）

## 设置每个黑洞的无量纲自旋
## 无对称性时 ，需要手动给 3 个方向的自旋角动量
dimensionless_spin_BH[0] = [ 0.0,  0.0,  0.0 ]   
dimensionless_spin_BH[1] = [ 0.0,  0.0,  0.0 ]  
dimensionless_spin_BH[2] = [ 0.0,  0.0,  0.0 ]   # 更多黑洞手动补加

## 注意，如果设置双星初始轨道坐标的方式选为 TwoPuncture，则程序自动调整将较大质量黑洞放在 y 轴正向，将较小质量黑洞放在 y 轴负向
##       如果设置双星初始轨道坐标的方式选为 Manually，且则需要手动调整到 y 轴方向 
## use Brugmann's convention
##  -----0-----> y
##   -      +     

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## 如果设置 puncture data 的方式选为 Manually，需要手动给定所有黑洞参数

## 设置每个黑洞的初始位置
position_BH[0]  = [  0.0,  +5.0,   0.0 ]  
position_BH[1]  = [  0.0,  -5.0,   0.0 ] 
position_BH[2]  = [  0.0,   0.0,   0.0 ]  # 更多黑洞手动补加  

## 设置每个黑洞的动量信息  
momentum_BH[0]  = [ -0.03, -0.00025,  0.0 ]
momentum_BH[1]  = [ +0.03, +0.00025,  0.0 ]
momentum_BH[2]  = [  0.0,   0.0,      0.0 ]  # 更多黑洞手动补加 


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## 设置引力波和探测器的相关信息

GW_L_max        = 4                      ## 引力波最大的 L
GW_M_max        = 4                      ## 引力波最大的 M
Detector_Number = 11                     ## 探测器的数目
Detector_Rmin   = 50.0                   ## 最近探测器的距离
Detector_Rmax   = 150.0                  ## 最远探测器的距离

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## 设置表观视界的参数

AHF_Find       = "no"                    ## 是否开启表观视界计算，可选 yes 或 no

AHF_Find_Every = 24
AHF_Dump_Time  = 20.0

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