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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  10
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  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 Class
  25     Foam::swirlInjector
  26
  27 Description
  28     The swirl injector
  29
  30 SourceFiles
  31     swirlInjectorI.H
  32     swirlInjector.C
  33     swirlInjectorIO.C
  34
  35 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  36
  37 #ifndef swirlInjector_H
  38 #define swirlInjector_H
  39
  40 #include "injectorType.H"
  41 #include "vector.H"
  42
  43 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  44
  45 namespace Foam
  46 {
  47
  48 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  49                            Class swirlInjector Declaration
  50 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  51
  52 class swirlInjector
  53 :
  54     public injectorType
  55 {
  56
  57 private:
  58
  59     // Private data
  60
  61         typedef VectorSpace<Vector<scalar>, scalar, 2> pair;
  62
  63         dictionary propsDict_;
  64
  65         vector position_;
  66         vector direction_;
  67         scalar d_;
  68         scalar mass_;
  69         scalar injectionPressure_;
  70         scalar T_;
  71         label nParcels_;
  72         scalarField X_;
  73         List<pair> massFlowRateProfile_;
  74         List<pair> injectionPressureProfile_;
  75         List<pair> velocityProfile_;
  76         List<pair> CdProfile_;
  77         List<pair> TProfile_;
  78         scalar averageParcelMass_;
  79
  80         bool pressureIndependentVelocity_;
  81
  82         //- two orthogonal vectors that are also orthogonal
  83         //  to the injection direction
  84         vector tangentialInjectionVector1_, tangentialInjectionVector2_;
  85
  86
  87     // Private Member Functions
  88
  89         //- Disallow default bitwise copy construct
  90         swirlInjector(const swirlInjector&);
  91
  92         //- Disallow default bitwise assignment
  93         void operator=(const swirlInjector&);
  94
  95         //- Integrate the mass-flow profile and set
  96         //  the integral value
  97         void setIntegralProfileValue();
  98
  99         //- Create two vectors orthonoal to each other
 100         //  and the injection vector
 101         void setTangentialVectors();
 102
 103         //- Return the fraction of the total injected liquid
 104         scalar fractionOfInjection(const scalar time) const;
 105
 106
 107         // //- Return the average injection velocity
 108         // scalar averageInjectionVelocityTime
 109         // (
 110         //     const scalar liquidDensity
 111         // ) const;
 112
 113         // //- Return the instantaneous injection velocity
 114         // scalar injectionVelocity
 115         // (
 116         //     const scalar,
 117         //     const scalar liquidDensity
 118         // ) const;
 119
 120
 121
 122 public:
 123
 124     //- Runtime type information
 125     TypeName("swirlInjector");
 126
 127
 128     // Constructors
 129
 130         //- Construct from components
 131         swirlInjector(const Time& t, const dictionary& dict);
 132
 133
 134     //- Destructor
 135     virtual ~swirlInjector();
 136
 137
 138     // Member Functions
 139
 140         //- Return number of particles to inject
 141         label nParcelsToInject
 142         (
 143             const scalar t0,
 144             const scalar t1
 145         ) const;
 146
 147         //- Return the injection position
 148         const vector position(const label n) const;
 149
 150         //- Return the injection position
 151         vector position
 152         (
 153             const label n,
 154             const scalar time,
 155             const bool twoD,
 156             const scalar angleOfWedge,
 157             const vector& axisOfSymmetry,
 158             const vector& axisOfWedge,
 159             const vector& axisOfWedgeNormal,
 160             cachedRandom& rndGen
 161         ) const;
 162
 163         //- Return the number of holes
 164         label nHoles() const;
 165
 166         //- Return the injector diameter
 167         scalar d() const;
 168
 169         //- Return the injection direction
 170         const vector& direction
 171         (
 172             const label i,
 173             const scalar time
 174         ) const;
 175
 176         //- Return the mass of the injected particle
 177         scalar mass
 178         (
 179             const scalar t0,
 180             const scalar t1,
 181             const bool twoD,
 182             const scalar angleOfWedge
 183         ) const;
 184
 185         //- Return the mass injected by the injector
 186         scalar mass() const;
 187
 188         //- Return the mass flow rate profile
 189         List<pair> massFlowRateProfile() const;
 190
 191         //- Return the instantaneous mass flow rate profile
 192         scalar massFlowRate(const scalar time) const;
 193
 194         //- Return the pressure injection profile
 195         List<pair> injectionPressureProfile() const;
 196
 197         //- Return the instantaneous injection pressure
 198         scalar injectionPressure(const scalar time) const;
 199
 200         //- Return the velocity injection profile
 201         List<pair> velocityProfile() const;
 202
 203         //- Return the instantaneous velocity
 204         scalar velocity(const scalar time) const;
 205
 206         //- Return the discharge coefficient
 207         List<pair> CdProfile() const;
 208
 209         //- Return the instantaneous discharge coefficient
 210         scalar Cd(const scalar time) const;
 211
 212         //- Return the fuel mass fractions of the injected particle
 213         const scalarField& X() const;
 214
 215         //- Return the temperatue profile of the injected parcel
 216         List<pair> T() const;
 217
 218         //- Return the temperatue of the injected parcel
 219         scalar T(const scalar time) const;
 220
 221         //- Return the start-of-injection time
 222         scalar tsoi() const;
 223
 224         //- Return the end-of-injection time
 225         scalar teoi() const;
 226
 227         //- Return the injected liquid mass
 228         scalar injectedMass(const scalar t) const;
 229
 230         vector tan1(const label n) const;
 231         vector tan2(const label n) const;
 232
 233         void correctProfiles
 234         (
 235             const liquidMixtureProperties& fuel,
 236             const scalar referencePressure
 237         );
 238
 239         bool pressureIndependentVelocity() const
 240         {
 241             return pressureIndependentVelocity_;
 242         }
 243 };
 244
 245
 246 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 247
 248 } // End namespace Foam
 249
 250 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 251
 252 #endif
 253
 254 // ************************************************************************* //