src/engine/engineTopoChangerMesh/engineValveSliding/engineValveSliding.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
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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
  27
  28 Description
  29
  30
  31 SourceFiles
  32
  33 Author
  34         Tommaso Lucchini
  35
  36 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  37
  38 #ifndef engineValveSliding_H
  39 #define engineValveSliding_H
  40
  41 #include "engineTopoChangerMesh.H"
  42 #include "enginePiston.H"
  43 #include "motionSolver.H"
  44 #include "polyPatchID.H"
  45 #include "thoboisSlidingValveBank.H"
  46 #include "twoDPointCorrector.H"
  47
  48 #include "faceSet.H"
  49 #include "pointSet.H"
  50 #include "cellSet.H"
  51 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  52
  53 namespace Foam
  54 {
  55
  56 // Class forward declarations
  57
  58 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  59                            Class verticalValves Declaration
  60 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  61
  62 class engineValveSliding
  63 :
  64     public engineTopoChangerMesh
  65 {
  66     // Private data
  67
  68         //- Piston patch
  69         enginePiston piston_;
  70
  71         //- vertical valves
  72         thoboisSlidingValveBank valves_;
  73
  74         //- Layering-to-deformation switch in crank-angle degrees
  75         scalar deformSwitch_;
  76
  77         //- Top valve tolerance, when valve lift < tol, valve top layering is disabled
  78         scalar valveTopTol_;
  79
  80         //- Piston Position
  81         scalar pistonPosition_;
  82
  83         //- Virtual position of the bottom of the valves
  84         scalarField valveBottomPosition_;
  85
  86         //- Virtual position of the bottom of the valves
  87         scalarField valvePistonPosition_;
  88
  89         //- deckHeight
  90         scalar deckHeight_;
  91
  92         //- min valveHead z
  93         scalarField minValveZ_;
  94
  95         //- tolerance for valve poppet faces (used to create a faceZone)
  96         scalar poppetValveTol_;
  97
  98         //- tolerance for valve poppet faces (used to create a faceZone)
  99         scalar bottomValveTol_;
 100
 101         //- Motion solver
 102         autoPtr<motionSolver> msPtr_;
 103
 104         //- Is the valve really closed
 105         boolList isReallyClosed_;
 106
 107         //- correct points motion after attach
 108         Switch correctPointsMotion_;
 109
 110     // Private Member Functions
 111
 112         //- Disallow default bitwise copy construct
 113         engineValveSliding(const engineValveSliding&);
 114
 115         //- Disallow default bitwise assignment
 116         void operator=(const engineValveSliding&);
 117
 118         //- Make layering modifiers live
 119         void makeLayersLive();
 120
 121         //- Make Sliding interface modifiers live
 122         void makeSlidersLive();
 123
 124         //- Is the sliding interface attached?
 125         bool attached() const;
 126
 127         //- Prepare valve attach/detach
 128         void valveDetach();
 129
 130         //- Prepare valve attach/detach
 131         void valveAttach();
 132
 133         //- Prepare valve attach/detach
 134         void prepareValveDetach();
 135
 136         //- Check if all patches exist, then calculate virtualPistonPosition,
 137         //- pistonPosition and deckHeight for the first time
 138         void checkAndCalculate();
 139
 140         //- Calculate the virtualPistonPosition,
 141         void setVirtualPositions();
 142
 143         //- Correct the vertical motion for the points below the "virtual piston",
 144         void correctVerticalMotion();
 145
 146         bool realDeformation() const;
 147
 148         bool inValve(const point& p, const label& i) const;
 149         bool inPiston(const point& p) const;
 150
 151         bool isACylinderHeadFace(const labelList& cylHeadFaces, const label face);
 152
 153 public:
 154
 155     //- Runtime type information
 156     TypeName("engineValveSliding");
 157
 158
 159     // Constructors
 160
 161         //- Construct from database
 162         explicit engineValveSliding(const IOobject& io);
 163
 164
 165     // Destructor - default
 166
 167
 168     // Member Functions
 169
 170         inline const enginePiston& piston() const;
 171         inline const thoboisSlidingValveBank& valves() const;
 172         inline const scalar& deformSwitch() const;
 173         inline const scalar& valveTopTol() const;
 174         inline const scalar& pistonPosition() const;
 175         inline scalar& pistonPosition();
 176         inline const scalar& deckHeight() const;
 177         inline scalar& deckHeight();
 178         inline const scalarField& minValveZ() const;
 179         inline scalarField& maxValveZ();
 180         inline const scalar& poppetValveTol() const;
 181         inline boolList& isReallyClosed();
 182         inline const boolList& isReallyClosed() const;
 183
 184
 185         //- Return true for mesh deformation mode
 186         bool deformation() const
 187         {
 188             return
 189                 engTime().thetaRevolution() > -deformSwitch_
 190              && engTime().thetaRevolution() < deformSwitch_;
 191         }
 192
 193         //- Return number of valves
 194         label nValves() const
 195         {
 196             return valves_.size();
 197         }
 198
 199         //- Add valve and piston zones and modifiers
 200         void addZonesAndModifiers();
 201
 202         //- Move and morph
 203         virtual bool update();
 204
 205         //- Set boundary velocities
 206         void setBoundaryVelocity(volVectorField& U);
 207
 208 };
 209
 210
 211 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 212
 213 } // End namespace Foam
 214
 215 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 216 #include "engineValveSlidingI.H"
 217
 218 #endif
 219
 220 // ************************************************************************* //