src/lagrangian/dieselSpray/injector/swirlInjector/swirlInjector.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
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   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
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  10
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  20
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  22     along with OpenFOAM; if not, write to the Free Software Foundation,
  23     Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  24
  25 Class
  26     Foam::swirlInjector
  27
  28 Description
  29     The swirl injector
  30
  31 SourceFiles
  32     swirlInjectorI.H
  33     swirlInjector.C
  34     swirlInjectorIO.C
  35
  36 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  37
  38 #ifndef swirlInjector_H
  39 #define swirlInjector_H
  40
  41 #include "injectorType.H"
  42 #include "vector.H"
  43
  44 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  45
  46 namespace Foam
  47 {
  48
  49 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  50                            Class swirlInjector Declaration
  51 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  52
  53 class swirlInjector
  54 :
  55     public injectorType
  56 {
  57
  58 private:
  59
  60     // Private data
  61
  62         typedef VectorSpace<Vector<scalar>, scalar, 2> pair;
  63
  64         dictionary propsDict_;
  65
  66         vector position_;
  67         vector direction_;
  68         scalar d_;
  69         scalar mass_;
  70         scalar injectionPressure_;
  71         scalar T_;
  72         label nParcels_;
  73         scalarField X_;
  74         List<pair> massFlowRateProfile_;
  75         List<pair> injectionPressureProfile_;
  76         List<pair> velocityProfile_;
  77         List<pair> CdProfile_;
  78         List<pair> TProfile_;
  79         scalar averageParcelMass_;
  80
  81         bool pressureIndependentVelocity_;
  82
  83         //- two orthogonal vectors that are also orthogonal
  84         //  to the injection direction
  85         vector tangentialInjectionVector1_, tangentialInjectionVector2_;
  86
  87
  88     // Private Member Functions
  89
  90         //- Disallow default bitwise copy construct
  91         swirlInjector(const swirlInjector&);
  92
  93         //- Disallow default bitwise assignment
  94         void operator=(const swirlInjector&);
  95
  96         //- Integrate the mass-flow profile and set
  97         //  the integral value
  98         void setIntegralProfileValue();
  99
 100         //- Create two vectors orthonoal to each other
 101         //  and the injection vector
 102         void setTangentialVectors();
 103
 104         //- Return the fraction of the total injected liquid
 105         scalar fractionOfInjection(const scalar time) const;
 106
 107
 108 /*
 109
 110         //- Return the average injection velocity
 111         scalar averageInjectionVelocityTime(const scalar liquidDensity) const;
 112
 113         //- Return the instantaneous injection velocity
 114         scalar injectionVelocity(const scalar, const scalar liquidDensity) const;
 115
 116 */
 117
 118 public:
 119
 120     //- Runtime type information
 121     TypeName("swirlInjector");
 122
 123
 124     // Constructors
 125
 126         //- Construct from components
 127         swirlInjector
 128         (
 129             const Time& t,
 130             const dictionary& dict
 131         );
 132
 133
 134     // Destructor
 135
 136         ~swirlInjector();
 137
 138
 139     // Member Functions
 140
 141         //- Return number of particles to inject
 142         label nParcelsToInject
 143         (
 144             const scalar t0,
 145             const scalar t1
 146         ) const;
 147
 148         //- Return the injection position
 149         const vector position(const label n) const;
 150
 151         //- Return the injection position
 152         vector position
 153         (
 154             const label n,
 155             const scalar time,
 156             const bool twoD,
 157             const scalar angleOfWedge,
 158             const vector& axisOfSymmetry,
 159             const vector& axisOfWedge,
 160             const vector& axisOfWedgeNormal,
 161             Random& rndGen
 162         ) const;
 163
 164         //- Return the number of holes
 165         label nHoles() const;
 166
 167         //- Return the injector diameter
 168         scalar d() const;
 169
 170         //- Return the injection direction
 171         const vector& direction
 172         (
 173             const label i,
 174             const scalar time
 175         ) const;
 176
 177         //- Return the mass of the injected particle
 178         scalar mass
 179         (
 180             const scalar t0,
 181             const scalar t1,
 182             const bool twoD,
 183             const scalar angleOfWedge
 184         ) const;
 185
 186         //- Return the mass injected by the injector
 187         scalar mass() const;
 188
 189         //- Return the mass flow rate profile
 190         List<pair> massFlowRateProfile() const;
 191
 192         //- Return the instantaneous mass flow rate profile
 193         scalar massFlowRate(const scalar time) const;
 194
 195         //- Return the pressure injection profile
 196         List<pair> injectionPressureProfile() const;
 197
 198         //- Return the instantaneous injection pressure
 199         scalar injectionPressure(const scalar time) const;
 200
 201         //- Return the velocity injection profile
 202         List<pair> velocityProfile() const;
 203
 204         //- Return the instantaneous velocity
 205         scalar velocity(const scalar time) const;
 206
 207         //- Return the discharge coefficient
 208         List<pair> CdProfile() const;
 209
 210         //- Return the instantaneous discharge coefficient
 211         scalar Cd(const scalar time) const;
 212
 213         //- Return the fuel mass fractions of the injected particle
 214         const scalarField& X() const;
 215
 216         //- Return the temperatue profile of the injected parcel
 217         List<pair> T() const;
 218
 219         //- Return the temperatue of the injected parcel
 220         scalar T(const scalar time) const;
 221
 222         //- Return the start-of-injection time
 223         scalar tsoi() const;
 224
 225         //- Return the end-of-injection time
 226         scalar teoi() const;
 227
 228         //- Return the injected liquid mass
 229         scalar injectedMass(const scalar t) const;
 230
 231         vector tan1(const label n) const;
 232         vector tan2(const label n) const;
 233
 234         void correctProfiles
 235         (
 236             const liquidMixture& fuel,
 237             const scalar referencePressure
 238         );
 239
 240         bool pressureIndependentVelocity() const
 241         {
 242             return pressureIndependentVelocity_;
 243         }
 244 };
 245
 246
 247 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 248
 249 } // End namespace Foam
 250
 251 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 252
 253 #endif
 254
 255 // ************************************************************************* //