Add function estimating Function bounds over a BoundingBox

Add a function taylor_estimate_function_bounds, which estimates the
range of a Function over a BoundingBox by approximating the function
by a 2nd order Taylor polynomial. Both the range of the function value
and the range of each gradient component is estimated.

Merge pull request #12054 from tamiko/mpi_memory_leak

Utilities::MPI::mpi_sum_avg: create MPI_Datatype and MPI_Op once

Merge pull request #12060 from tamiko/fix_a_warning

fix a -Wdtor warning

Merge pull request #12056 from bangerth/doc

Make the documentation of TableBase less chatty.

fix a -Wdtor warning

add a changes entry

free allocated MPI resources before we call MPI_Finalize

force initialization of static struct

Utilities::MPI::mpi_sum_avg: create MPI_Datatype and MPI_Op once

Instead of repeatedly creating and freeing an MPI_Datatype and MPI_Op
for every invocation of Utilities::MPI::mpi_sum_avg let us define these
objects statically and create them only once.

This works around a memory leak issue with OpenMPI 4.1.0 that will leak
memory in the subsequent MPI_Allreduce call.

Upstream bug report: https://github.com/open-mpi/ompi/issues/8827

add a changes entry

add a test

MPI_InitFinalize: add an at_mpi_init and at_mpi_finalize signal handler

Make the documentation of TableBase less chatty.

In particular, remove the 'historical context' part.

Merge pull request #12055 from bangerth/grammar

Fix grammar.

Fix grammar.

Merge pull request #12052 from peterrum/vector_tools_evaluate_at_points_02_fix

Make test remote_point_evaluation/vector_tools_evaluate_at_points_02 more robust

Merge pull request #12051 from peterrum/fix_compute_diagonal_tests

Fix matrix_free/compute_diagonal tests in release mode

Merge pull request #12053 from peterrum/ecl_02_fix

Fix test matrix_free/ecl_02

Fix test matrix_free/ecl_02

Make test remote_point_evaluation/vector_tools_evaluate_at_points_02 more robust

Fix matrix_free/compute_diagonal tests in release mode

Merge pull request #12031 from bangerth/kinsol

Update the KINSOL callbacks to what KINSOL current provides.

Add tests for the new KINSOL interface.

Merge pull request #12049 from drwells/vtk-compatibility-tria

Remove remaining create_triangulation_compatibility calls.

Merge pull request #12048 from drwells/gmsh-compatibility-tria

Get rid of create_triangulation_compatibility in the GMSH reader.

Deprecate create_triangulation_compatibility.

Remove the rest of the create_triangulation_compatibility calls.

Make the vertex swapping algorithm work with the new-style ordering.

This is necessary for the tecplot reader, which relies on this behavior.

Get rid of create_triangulation_compatibility in the GMSH reader.

Merge pull request #12027 from bangerth/cmake

Improve error messages during configuration.

Merge pull request #12026 from bangerth/cmake-3

Use a better filename for SUNDIALS finding.

Merge pull request #12030 from bangerth/kinsol-versions

Support different KINSOL versions.

Merge pull request #12045 from drwells/dbmesh-xda-compatibility-tria

Remove two more create_triangulation_compatibility calls.

Merge pull request #12046 from drwells/grid-generator-compatibility-tria

Remove calls to create_triangulation_compatibility in GridGenerator.

Improve error messages during configuration.

Use a better filename for SUNDIALS finding.

Support different KINSOL versions.

Merge pull request #12044 from tamiko/fix_configure

CMake: FindKOKKOS: Work around configuration failure

Remove calls to create_triangulation_compatibility in GridGenerator.

Merge the two read_xda functions.

Get rid of create_triangulation_compatibility in the XDA reader.

Get rid of create_triangulation_compatibility in the DB Mesh reader.

Merge pull request #12043 from marcfehling/tut-list

Remove hp::DoFHandler from tutorial list.

CMake: FindKOKKOS: Work around configuration failure

Configuration did fail in the following situation
 - Kokkos installed via Trilinos (MPI enabled)
 - deal.II configured without MPI

In this situation FindTRILINOS.cmake bails out because of an MPI
configuration mismatch, so the manual search for Kokkos in
FindKOKKOS.cmake is triggered. The latter one fails because Kokkos
installed via Trilinos did export a valid project configuration only
containing the Kokkos::kokkos target and not the Kokkos::kokkoscore
target.

Work around this issue by only configuring if Kokkos::kokkoscore has
indeed been imported.

Remove hp::DoFHandler from tutorial list.

Merge pull request #12042 from drwells/ucd-compatibility-tria

Get rid of create_triangulation_compatibility in the UCD reader.

Merge pull request #12039 from drwells/unv-compatibility-tria

Get rid of create_triangulation_compatibility in the UNV reader.

Get rid of create_triangulation_compatibility in the UCD reader.

To keep reading input consistently this also requires that we slightly modify
the cell inversion algorithm. This is backwards-compatible since the option to
use the new style ordering was added in 7f9c1023b61.

Get rid of create_triangulation_compatibility in the UNV reader.

This case is interesting since the current code only works by coincidence. Our
test files have vertices numbered like

    2 ---- 3
    |      |
    |      |
    1 ---- 0

which we read in in the old-style (UCD) numbering, which is like mirroring
across the y-axis. This causes all the cells to have a negative measure (but they
aren't pinched). GridReordering then fixes this by swapping vertices 1 and 3 of
every single cell - i.e., adding another -1 factor to the measure, which now
causes all cells to have positive measure. Something similar happens in 3D.

As far as I can tell there is no widely accepted node numbering for UNV like
there is for everything else so I am going by what Salome generates. Since we
now use their numbering directly (instead of something that worked by
coincidence) the output files are slightly different but all cells do end up
looking correct (nothing is twisted when we visualize with VTK).

Merge pull request #12041 from marcfehling/cell-weights-empty

Bug in weighting_callback for uninitialized DoFHandlers.

Merge pull request #12040 from peterrum/process_dof_indices_fix_set_periodicity_constraints

Fix process_dof_indices (for artificial faces in DoFTools::set_periodicity_constraints)

Bug in weighting_callback for uninitialized DoFHandlers.

Fix process_dof_indices (for artificial faces in DoFTools::set_periodicity_constraints)

Merge pull request #12038 from bangerth/61

Clarify an issue in the introduction of step-61.

Merge pull request #12032 from peterrum/dof_handler_artificial_dofs

Do not allocate memory for DoFs on artificial cells

Clarify an issue in the introduction of step-61.

Do not allocate memory for DoFs on artificial cells

Merge pull request #12036 from bangerth/uniformity

Make tooltips more uniform in style.

Merge pull request #12033 from peterrum/find_vector_in_mf

Compare pointers in find_vector_in_mf

Make tooltips more uniform in style.

Compare pointers in find_vector_in_mf

Merge pull request #12028 from bangerth/cmake-2

Make cmake messages easier to read.

Update the KINSOL callbacks to what KINSOL current provides.

Make cmake error messages easier to read.

Merge pull request #12020 from bangerth/p2

Fix a typo.

Merge pull request #12019 from bangerth/15-5

Break generation of graphical data into its own function in step-15.

Merge pull request #12021 from bangerth/p1

Avoid unnecessary include files.

Add missing include files.

Fix a typo.

Break generation of graphical data into its own function in step-15.

Merge pull request #11869 from dangars/hdf5_bool

Add bool type to HDF5

Merge pull request #12018 from bangerth/table-3

Rename more local variables. Add to the documentation.

Slightly simplify the AlignedVector::reserve() function.

Rename variables in AlignedVector::reserve().

Simplify the logic of AlignedVector::reserve().

Merge pull request #12017 from bangerth/table-2

Rename member variables.

Rename member variables.

Merge pull request #12009 from bangerth/table

Use std::unique_ptr to manage memory in AlignedVector.

Merge pull request #11965 from peterrum/compute_nonzero_components_assert

FETools::Compositing::compute_nonzero_components(): add assert

Merge pull request #12010 from tjhei/fewer_prepare_refine_calls

p::d:Triangulation: fewer prepare_coarsening_and_refinement calls

Merge pull request #11995 from bangerth/p2

Add a test.

Use std::unique_ptr to manage memory in AlignedVector.

Simplify step-15 with the new function.

Simplify step-11 somewhat.

Adjust tests.

Add a changelog entry.

Add a default argument.

Deprecate a DoFTools function that returns by argument, rather than directly.

We want to move away from these kinds of functions, so deprecate it and replace it by
a function that does the right thing instead.

Add a changelog entry.

Deprecate a function in DoFTools.

While there also update the documentation of its replacement a bit.

FETools::Compositing::compute_nonzero_components(): add assert

add tests

reduce number of prepare_coarsening_and_refinement() calls

I noticed that we call prepare_coarsening_and_refinement() many times
when using a p::d::Triangulation. Many of these are certainly
unnecessary:

1. distributed tria for mesh_reconstruction_after_repartitioning. This
is used to remove all refinement and smoothing will be called inside the
execute...() call below. No need to call our more expensive version.

2. serial execute_coarsening_and_refinement() should not call the
derived version, which in turn calls the serial version.

For the test tests/distributed_grids/refine_periodic_01:
Before: 154 sequential, 154 parallel
After: 126 sequential, 53 parallel

fixup

Merge pull request #11990 from vachan-potluri/subdivided_hyper_cube-doc

Fix mistake in parameter description

Merge pull request #12005 from bangerth/kinsol

Some KINSOL documentation updates.

Merge pull request #12006 from bangerth/whitespace

Unify endlines at the end of files.

Merge pull request #12011 from tjhei/readme-typo

small readme.html fixes