applications/solvers/combustion/PDRFoam/laminarFlameSpeed/SCOPE/SCOPELaminarFlameSpeed.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
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   8 License
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  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::laminarFlameSpeedModels::SCOPE
  26
  27 Description
  28     Laminar flame speed obtained from the SCOPE correlation.
  29
  30     Seven parameters are specified in terms of polynomial functions of
  31     stoichiometry. Two polynomials are fitted, covering different parts of the
  32     flammable range. If the mixture is outside the fitted range, linear
  33     interpolation is used between the extreme of the polynomio and the upper or
  34     lower flammable limit with the Markstein number constant.
  35
  36     Variations of pressure and temperature from the reference values are taken
  37     into account through \f$ pexp \f$ and \f$ texp \f$
  38
  39     The laminar burning velocity fitting polynomial is:
  40
  41     \f$ Su = a_{0}(1+a_{1}x+K+..a_{i}x^{i}..+a_{6}x^{6}) (p/p_{ref})^{pexp}
  42     (T/T_{ref})^{texp} \f$
  43
  44     where:
  45
  46         \f$ a_{i} \f$ are the polinomial coefficients.
  47
  48         \f$ pexp \f$ and \f$ texp \f$ are the pressure and temperature factors
  49         respectively.
  50
  51         \f$ x \f$ is the equivalence ratio.
  52
  53         \f$ T_{ref} \f$ and \f$ p_{ref} \f$ are the temperature and pressure
  54         references for the laminar burning velocity.
  55
  56
  57 SourceFiles
  58     SCOPELaminarFlameSpeed.C
  59
  60 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  61
  62 #ifndef SCOPE_H
  63 #define SCOPE_H
  64
  65 #include "laminarFlameSpeed.H"
  66
  67 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  68
  69 namespace Foam
  70 {
  71 namespace laminarFlameSpeedModels
  72 {
  73
  74 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  75                            Class SCOPE Declaration
  76 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  77
  78 class SCOPE
  79 :
  80     public laminarFlameSpeed
  81 {
  82     // Private Data
  83
  84         class polynomial
  85         :
  86             public FixedList<scalar, 7>
  87         {
  88         public:
  89
  90             //- Lower limit
  91             scalar ll;
  92
  93             //- Upper polynomial limit
  94             scalar ul;
  95
  96             //- Value at lower limit
  97             scalar llv;
  98
  99             //- Value at upper limit
 100             scalar ulv;
 101
 102             //- Changeover point from lower to upper polynomial
 103             scalar lu;
 104
 105             //- Construct from dictionary
 106             polynomial(const dictionary& polyDict);
 107         };
 108
 109
 110         dictionary coeffsDict_;
 111
 112         //- Lower flamability limit
 113         scalar LFL_;
 114
 115         //- Upper flamability limit
 116         scalar UFL_;
 117
 118         //- Lower Su polynomial
 119         polynomial SuPolyL_;
 120
 121         //- Upper Su polynomial
 122         polynomial SuPolyU_;
 123
 124         //- Temperature correction exponent
 125         scalar Texp_;
 126
 127         //- Pressure correction exponent
 128         scalar pexp_;
 129
 130         //- Lower Ma polynomial
 131         polynomial MaPolyL_;
 132
 133         //- Upper Ma polynomial
 134         polynomial MaPolyU_;
 135
 136
 137     // Private member functions
 138
 139         //- Polynomial evaluated from the given equivalence ratio
 140         //  and polynomial coefficients
 141         static inline scalar polyPhi(scalar phi, const polynomial& a);
 142
 143         //- Laminar flame speed evaluated from the given equivalence ratio
 144         //  at the reference temperature and pressure
 145         inline scalar SuRef(scalar phi) const;
 146
 147         //- Markstein evaluated from the given equivalence ratio
 148         inline scalar Ma(scalar phi) const;
 149
 150         //- Laminar flame speed evaluated from the given equivalence ratio
 151         //  corrected for temperature and pressure dependence
 152         inline scalar Su0pTphi(scalar p, scalar Tu, scalar phi) const;
 153
 154         //- Laminar flame speed evaluated from the given uniform
 155         //  equivalence ratio corrected for temperature and pressure dependence
 156         tmp<volScalarField> Su0pTphi
 157         (
 158             const volScalarField& p,
 159             const volScalarField& Tu,
 160             scalar phi
 161         ) const;
 162
 163         //- Laminar flame speed evaluated from the given equivalence ratio
 164         //  distribution corrected for temperature and pressure dependence
 165         tmp<volScalarField> Su0pTphi
 166         (
 167             const volScalarField& p,
 168             const volScalarField& Tu,
 169             const volScalarField& phi
 170         ) const;
 171
 172         //- Return the Markstein number
 173         //  evaluated from the given equivalence ratio
 174         tmp<volScalarField> Ma(const volScalarField& phi) const;
 175
 176         //- Construct as copy (not implemented)
 177         SCOPE(const SCOPE&);
 178
 179         void operator=(const SCOPE&);
 180
 181
 182 public:
 183
 184     //- Runtime type information
 185     TypeName("SCOPE");
 186
 187     // Constructors
 188
 189         //- Construct from dictionary and hhuCombustionThermo
 190         SCOPE
 191         (
 192             const dictionary&,
 193             const hhuCombustionThermo&
 194         );
 195
 196
 197     //- Destructor
 198     ~SCOPE();
 199
 200
 201     // Member functions
 202
 203         //- Return the Markstein number
 204         tmp<volScalarField> Ma() const;
 205
 206         //- Return the laminar flame speed [m/s]
 207         tmp<volScalarField> operator()() const;
 208 };
 209
 210
 211 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 212
 213 } // End laminarFlameSpeedModels
 214 } // End namespace Foam
 215
 216 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 217
 218 #endif
 219
 220 // ************************************************************************* //