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00025
00026 #include "nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField.H"
00027 #include <finiteVolume/fvPatchFieldMapper.H>
00028 #include <finiteVolume/volFields.H>
00029 #include <OpenFOAM/addToRunTimeSelectionTable.H>
00030
00031
00032
00033 namespace Foam
00034 {
00035 namespace incompressible
00036 {
00037 namespace LESModels
00038 {
00039
00040
00041
00042 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField::
00043 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField
00044 (
00045 const fvPatch& p,
00046 const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF
00047 )
00048 :
00049 fixedValueFvPatchScalarField(p, iF),
00050 UName_("U"),
00051 nuName_("nu"),
00052 kappa_(0.41),
00053 E_(9.8)
00054 {}
00055
00056
00057 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField::
00058 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField
00059 (
00060 const nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField& ptf,
00061 const fvPatch& p,
00062 const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF,
00063 const fvPatchFieldMapper& mapper
00064 )
00065 :
00066 fixedValueFvPatchScalarField(ptf, p, iF, mapper),
00067 UName_(ptf.UName_),
00068 nuName_(ptf.nuName_),
00069 kappa_(ptf.kappa_),
00070 E_(ptf.E_)
00071 {}
00072
00073
00074 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField::
00075 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField
00076 (
00077 const fvPatch& p,
00078 const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF,
00079 const dictionary& dict
00080 )
00081 :
00082 fixedValueFvPatchScalarField(p, iF, dict),
00083 UName_(dict.lookupOrDefault<word>("U", "U")),
00084 nuName_(dict.lookupOrDefault<word>("nu", "nu")),
00085 kappa_(dict.lookupOrDefault<scalar>("kappa", 0.41)),
00086 E_(dict.lookupOrDefault<scalar>("E", 9.8))
00087 {}
00088
00089
00090 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField::
00091 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField
00092 (
00093 const nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField& nwfpsf
00094 )
00095 :
00096 fixedValueFvPatchScalarField(nwfpsf),
00097 UName_(nwfpsf.UName_),
00098 nuName_(nwfpsf.nuName_),
00099 kappa_(nwfpsf.kappa_),
00100 E_(nwfpsf.E_)
00101 {}
00102
00103
00104 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField::
00105 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField
00106 (
00107 const nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField& nwfpsf,
00108 const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF
00109 )
00110 :
00111 fixedValueFvPatchScalarField(nwfpsf, iF),
00112 UName_(nwfpsf.UName_),
00113 nuName_(nwfpsf.nuName_),
00114 kappa_(nwfpsf.kappa_),
00115 E_(nwfpsf.E_)
00116 {}
00117
00118
00119
00120
00121 void nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField::evaluate
00122 (
00123 const Pstream::commsTypes
00124 )
00125 {
00126 const scalarField& ry = patch().deltaCoeffs();
00127
00128 const fvPatchVectorField& U =
00129 patch().lookupPatchField<volVectorField, vector>(UName_);
00130
00131 scalarField magUp = mag(U.patchInternalField() - U);
00132
00133 const scalarField& nuw =
00134 patch().lookupPatchField<volScalarField, scalar>(nuName_);
00135
00136 scalarField& nuSgsw = *this;
00137
00138 scalarField magFaceGradU = mag(U.snGrad());
00139
00140 forAll(nuSgsw, facei)
00141 {
00142 scalar magUpara = magUp[facei];
00143
00144 scalar utau = sqrt((nuSgsw[facei] + nuw[facei])*magFaceGradU[facei]);
00145
00146 if (utau > VSMALL)
00147 {
00148 int iter = 0;
00149 scalar err = GREAT;
00150
00151 do
00152 {
00153 scalar kUu = min(kappa_*magUpara/utau, 50);
00154 scalar fkUu = exp(kUu) - 1 - kUu*(1 + 0.5*kUu);
00155
00156 scalar f =
00157 - utau/(ry[facei]*nuw[facei])
00158 + magUpara/utau
00159 + 1/E_*(fkUu - 1.0/6.0*kUu*sqr(kUu));
00160
00161 scalar df =
00162 - 1.0/(ry[facei]*nuw[facei])
00163 - magUpara/sqr(utau)
00164 - 1/E_*kUu*fkUu/utau;
00165
00166 scalar utauNew = utau - f/df;
00167 err = mag((utau - utauNew)/utau);
00168 utau = utauNew;
00169
00170 } while (utau > VSMALL && err > 0.01 && ++iter < 10);
00171
00172 nuSgsw[facei] =
00173 max(sqr(max(utau, 0))/magFaceGradU[facei] - nuw[facei], 0.0);
00174 }
00175 else
00176 {
00177 nuSgsw[facei] = 0;
00178 }
00179 }
00180
00181 fixedValueFvPatchScalarField::evaluate();
00182 }
00183
00184
00185 void nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField::write(Ostream& os) const
00186 {
00187 fvPatchField<scalar>::write(os);
00188 writeEntryIfDifferent<word>(os, "U", "U", UName_);
00189 writeEntryIfDifferent<word>(os, "nu", "nu", nuName_);
00190 os.writeKeyword("kappa") << kappa_ << token::END_STATEMENT << nl;
00191 os.writeKeyword("E") << E_ << token::END_STATEMENT << nl;
00192 writeEntry("value", os);
00193 }
00194
00195
00196
00197
00198 makePatchTypeField
00199 (
00200 fvPatchScalarField,
00201 nuSgsWallFunctionFvPatchScalarField
00202 );
00203
00204
00205
00206 }
00207 }
00208 }
00209
00210