poisson.hpp

#pragma once
 
#include <Eigen/Core>
#include <Eigen/SparseCore>
 
 
class PoissonSolver{
/*
 * This class describes the solution of a 1D poisson quattion discretized as three capacitors:
 *
 *      |-- cap0 --|-- cap1 --|-- cap2 --|
 *      |          |          |          |
 *      o----------o----------o----------o--> x 
 *     Fil        CE         AG         IC
 */
private:
                   
    // Finite difference system matrices
    Eigen::SparseMatrix<double>  m_cap0_mat, m_cap1_mat, m_cap2_mat;
 
    // Tri-diagonal sparse system matrix fct (stencilwidth 3)
    Eigen::SparseMatrix<double> tridiag(int size);
 
public:
    
    explicit PoissonSolver(Eigen::Vector4d positions, Eigen::Vector4d potentials, Eigen::Vector3i cells);
 
    // exposed to other classes
    Eigen::Vector3i m_cap_cells;
    Eigen::Vector4d m_cap_pots, m_cap_xpos;
    Eigen::VectorXd m_dx, m_nodes;
    
    Eigen::VectorXd solve_potential(Eigen::VectorXd& nodal_rho);
    Eigen::VectorXd solve_efield(Eigen::VectorXd& nodal_phi);    
 
};