src/dynamicFvMesh/solidBodyMotionFvMesh/solidBodyMotionFunctions/SDA/SDA.C

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
   5     \\  /    A nd           | Copyright (C) 2011 OpenFOAM Foundation
   6      \\/     M anipulation  |
   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
   9     This file is part of OpenFOAM.
  10
  11     OpenFOAM is free software: you can redistribute it and/or modify it
  12     under the terms of the GNU General Public License as published by
  13     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  14     (at your option) any later version.
  15
  16     OpenFOAM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  17     ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  18     FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  19     for more details.
  20
  21     You should have received a copy of the GNU General Public License
  22     along with OpenFOAM.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  23
  24 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  25
  26 #include "SDA.H"
  27 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  28 #include "mathematicalConstants.H"
  29
  30 using namespace Foam::constant::mathematical;
  31
  32 // * * * * * * * * * * * * * * Static Data Members * * * * * * * * * * * * * //
  33
  34 namespace Foam
  35 {
  36 namespace solidBodyMotionFunctions
  37 {
  38     defineTypeNameAndDebug(SDA, 0);
  39     addToRunTimeSelectionTable(solidBodyMotionFunction, SDA, dictionary);
  40 }
  41 }
  42
  43
  44 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
  45
  46 Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::SDA
  47 (
  48     const dictionary& SBMFCoeffs,
  49     const Time& runTime
  50 )
  51 :
  52     solidBodyMotionFunction(SBMFCoeffs, runTime),
  53     CofG_(SBMFCoeffs_.lookup("CofG"))
  54 {
  55     read(SBMFCoeffs);
  56 }
  57
  58
  59 // * * * * * * * * * * * * * * * * Destructors * * * * * * * * * * * * * * * //
  60
  61 Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::~SDA()
  62 {}
  63
  64
  65 // * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * * //
  66
  67 Foam::septernion Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::transformation() const
  68 {
  69     scalar time = time_.value();
  70
  71     scalar Tpi = Tp_ + dTp_*(time/dTi_);   // Current roll period [sec]
  72     scalar wr = twoPi/Tpi; // Current Freq [/sec]
  73
  74     // Current Phase for roll [rad]
  75     scalar r = dTp_/dTi_;
  76     scalar u = Tp_ + r*time;
  77     scalar phr = twoPi*((Tp_/u - 1) + log(mag(u)) - log(Tp_))/r;
  78
  79     // Current Phase for Sway [rad]
  80     scalar phs = phr + pi;
  81
  82     // Current Phase for Heave [rad]
  83     scalar phh = phr + piByTwo;
  84
  85     scalar rollA = max(rollAmax_*exp(-sqr(Tpi - Tpn_)/(2*Q_)), rollAmin_);
  86
  87     vector T
  88     (
  89         0,
  90         swayA_*(sin(wr*time + phs) - sin(phs)),
  91         heaveA_*(sin(wr*time + phh) - sin(phh))
  92     );
  93     quaternion R(rollA*sin(wr*time + phr), 0, 0);
  94     septernion TR(septernion(CofG_ + T)*R*septernion(-CofG_));
  95
  96     Info<< "solidBodyMotionFunctions::SDA::transformation(): "
  97         << "Time = " << time << " transformation: " << TR << endl;
  98
  99     return TR;
 100 }
 101
 102
 103 bool Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::read(const dictionary& SBMFCoeffs)
 104 {
 105     solidBodyMotionFunction::read(SBMFCoeffs);
 106
 107     SBMFCoeffs_.lookup("CofG") >> CofG_;
 108     SBMFCoeffs_.lookup("lamda") >> lamda_;
 109     SBMFCoeffs_.lookup("rollAmax") >> rollAmax_;
 110     SBMFCoeffs_.lookup("rollAmin") >> rollAmin_;
 111     SBMFCoeffs_.lookup("heaveA") >> heaveA_;
 112     SBMFCoeffs_.lookup("swayA") >> swayA_;
 113     SBMFCoeffs_.lookup("Q") >> Q_;
 114     SBMFCoeffs_.lookup("Tp") >> Tp_;
 115     SBMFCoeffs_.lookup("Tpn") >> Tpn_;
 116     SBMFCoeffs_.lookup("dTi") >> dTi_;
 117     SBMFCoeffs_.lookup("dTp") >> dTp_;
 118
 119     // Rescale parameters according to the given scale parameter
 120     if (lamda_ > 1 + SMALL)
 121     {
 122         heaveA_ /= lamda_;
 123         swayA_ /= lamda_;
 124         Tp_ /= sqrt(lamda_);
 125         Tpn_ /= sqrt(lamda_);
 126         dTi_ /= sqrt(lamda_);
 127         dTp_ /= sqrt(lamda_);
 128     }
 129
 130     return true;
 131 }
 132
 133
 134 // ************************************************************************* //