src/thermophysicalModels/radiationModels/submodels/absorptionEmissionModel/wideBandAbsorptionEmission/wideBandAbsorptionEmission.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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  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::radiation::wideBandAbsorptionEmission
  26
  27 Description
  28
  29     wideBandAbsorptionEmission radiation absorption and emission coefficients
  30     for continuous phase.
  31
  32     All the bands should have the same number of species and have to be entered
  33     in the same order.
  34
  35     There is no check of continuity of the bands. They should not ovelap or
  36     have gaps.
  37
  38     The emission constant proportionality is specified per band (EhrrCoeff).
  39
  40     The coefficients for the species in the lookup table have to be specified
  41     for use in moles x P [atm].i.e. (k[i] = species[i]*p*9.869231e-6).
  42
  43     The coefficients for CO and soot or any other added are multiplied by the
  44     respective mass fraction being solved.
  45
  46     The look Up table file should be in the constant directory.
  47
  48     band dictionary:
  49     \verbatim
  50         band0
  51         {
  52             bandLimits (1.0e-6 2.63e-6);
  53             EhrrCoeff       0.0;
  54             species
  55             {
  56                 CH4
  57                 {
  58                     Tcommon         300.;
  59                     Tlow            300.;
  60                     Thigh           2500.;
  61                     invTemp         false;
  62                     loTcoeffs (0 0 0 0 0 0) ;
  63                     hiTcoeffs (.1 0 0 0 0 0);
  64                 }
  65                 CO2
  66                 {
  67                     Tcommon         300.;
  68                     Tlow            300.;
  69                     Thigh           2500.;
  70                     invTemp         false;
  71                     loTcoeffs (0 0 0 0 0 0) ;
  72                     hiTcoeffs (.1 0 0 0 0 0);
  73                 }
  74                 H2O
  75                 {
  76                     Tcommon         300.;
  77                     Tlow            300.;
  78                     Thigh           2500.;
  79                     invTemp         false;
  80                     loTcoeffs (0 0 0 0 0 0) ;
  81                     hiTcoeffs (.1 0 0 0 0 0);
  82                 }
  83                 Ysoot
  84                 {
  85                     Tcommon         300.;
  86                     Tlow            300.;
  87                     Thigh           2500.;
  88                     invTemp         false;
  89                     loTcoeffs (0 0 0 0 0 0) ;
  90                     hiTcoeffs (.1 0 0 0 0 0);
  91                 }
  92             }
  93         }
  94     \endverbatim
  95
  96
  97 SourceFiles
  98     wideBandAbsorptionEmission.C
  99
 100 \*---------------------------------------------------------------------------*/
 101
 102 #ifndef wideBandAbsorptionEmission_H
 103 #define wideBandAbsorptionEmission_H
 104
 105 #include "interpolationLookUpTable.H"
 106 #include "absorptionEmissionModel.H"
 107 #include "HashTable.H"
 108 #include "absorptionCoeffs.H"
 109 #include "basicThermo.H"
 110
 111 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 112
 113 namespace Foam
 114 {
 115 namespace radiation
 116 {
 117
 118 /*---------------------------------------------------------------------------*\
 119                   Class wideBandAbsorptionEmission Declaration
 120 \*---------------------------------------------------------------------------*/
 121
 122 class wideBandAbsorptionEmission
 123 :
 124     public absorptionEmissionModel
 125 {
 126 public:
 127
 128     // Public data
 129
 130         //- Maximum number of species considered for absorptivity
 131         static const int nSpecies_ = 5;
 132
 133         //- Maximum number of bands
 134         static const int maxBands_ = 10;
 135
 136         //-  Absorption coefficients
 137         FixedList<FixedList<absorptionCoeffs, nSpecies_>, maxBands_> coeffs_;
 138
 139
 140 private:
 141
 142     // Private data
 143
 144         //- Absorption model dictionary
 145         dictionary coeffsDict_;
 146
 147         //- Hash table with species names
 148         HashTable<label> speciesNames_;
 149
 150         //- Indices of species in the look-up table
 151         FixedList<label, nSpecies_> specieIndex_;
 152
 153         //- Bands
 154         FixedList<Vector2D<scalar>, maxBands_> iBands_;
 155
 156         //- Proportion of the heat released rate emitted
 157         FixedList<scalar, maxBands_> iEhrrCoeffs_;
 158
 159         //- Lookup table of species related to ft
 160         mutable interpolationLookUpTable<scalar> lookUpTable_;
 161
 162         //- Thermo package
 163         const basicThermo& thermo_;
 164
 165         //- Bands
 166         label nBands_;
 167
 168         //- Pointer list of species being solved involved in the absorption
 169         UPtrList<volScalarField> Yj_;
 170
 171         // Total wave length covered by the bands
 172         scalar totalWaveLength_;
 173
 174
 175 public:
 176
 177     //- Runtime type information
 178     TypeName("wideBandAbsorptionEmission");
 179
 180
 181     // Constructors
 182
 183         //- Construct from components
 184         wideBandAbsorptionEmission
 185         (
 186             const dictionary& dict,
 187             const fvMesh& mesh
 188         );
 189
 190
 191     //- Destructor
 192     virtual ~wideBandAbsorptionEmission();
 193
 194
 195     // Member Functions
 196
 197         // Access
 198
 199             // Absorption coefficient
 200
 201                 //- Absorption coefficient for continuous phase
 202                 tmp<volScalarField> aCont(const label bandI = 0) const;
 203
 204
 205             // Emission coefficient
 206
 207                 //- Emission coefficient for continuous phase
 208                 tmp<volScalarField> eCont(const label bandI = 0) const;
 209
 210
 211             // Emission contribution
 212
 213                 //- Emission contribution for continuous phase
 214                 tmp<volScalarField> ECont(const label bandI = 0) const;
 215
 216
 217         inline bool isGrey() const
 218         {
 219             return false;
 220         }
 221
 222         //- Number of bands
 223         inline label nBands() const
 224         {
 225             return nBands_;
 226         }
 227
 228         //- Lower and upper limit of band i
 229         inline const Vector2D<scalar>& bands(const label i) const
 230         {
 231             return iBands_[i];
 232         }
 233
 234         //- Add contribution of ILambda to the total radiative intensity in
 235         //  direction i
 236         tmp<volScalarField> addIntensity
 237         (
 238             const label i,
 239             const volScalarField& ILambda
 240         ) const;
 241
 242         void correct
 243         (
 244             volScalarField& a_,
 245             PtrList<volScalarField>& aLambda
 246         ) const;
 247 };
 248
 249
 250 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 251
 252 } // End namespace radiation
 253 } // End namespace Foam
 254
 255 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 256
 257 #endif
 258
 259 // ************************************************************************* //