src/turbulenceModels/incompressible/LES/SpalartAllmarasIDDES/SpalartAllmarasIDDES.C

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
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   8 License
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  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
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  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
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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 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  25
  26 #include "SpalartAllmarasIDDES.H"
  27 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  28
  29 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  30
  31 namespace Foam
  32 {
  33 namespace incompressible
  34 {
  35 namespace LESModels
  36 {
  37
  38 // * * * * * * * * * * * * * * Static Data Members * * * * * * * * * * * * * //
  39
  40 defineTypeNameAndDebug(SpalartAllmarasIDDES, 0);
  41 addToRunTimeSelectionTable(LESModel, SpalartAllmarasIDDES, dictionary);
  42
  43 // * * * * * * * * * * * * Private Member Functions  * * * * * * * * * * * * //
  44
  45 tmp<volScalarField> SpalartAllmarasIDDES::alpha() const
  46 {
  47     return max
  48     (
  49         0.25 - y_/static_cast<const volScalarField&>(hmax_()),
  50         scalar(-5)
  51     );
  52 }
  53
  54
  55 tmp<volScalarField> SpalartAllmarasIDDES::ft
  56 (
  57     const volScalarField& S
  58 ) const
  59 {
  60     return tanh(pow3(sqr(ct_)*rd(nuSgs_, S)));
  61 }
  62
  63
  64 tmp<volScalarField> SpalartAllmarasIDDES::fl
  65 (
  66     const volScalarField& S
  67 ) const
  68 {
  69     return tanh(pow(sqr(cl_)*rd(nu(), S), 10));
  70 }
  71
  72
  73 tmp<volScalarField> SpalartAllmarasIDDES::rd
  74 (
  75     const volScalarField& visc,
  76     const volScalarField& S
  77 ) const
  78 {
  79     return min
  80     (
  81         visc
  82        /(
  83            max
  84            (
  85                S,
  86                dimensionedScalar("SMALL", S.dimensions(), SMALL)
  87            )*sqr(kappa_*y_)
  88          + dimensionedScalar
  89            (
  90                "ROOTVSMALL",
  91                dimensionSet(0, 2 , -1, 0, 0),
  92                ROOTVSMALL
  93            )
  94        ),
  95        scalar(10)
  96     );
  97 }
  98
  99
 100 // * * * * * * * * * * * * Protected Member Functions  * * * * * * * * * * * //
 101
 102 tmp<volScalarField> SpalartAllmarasIDDES::fd(const volScalarField& S) const
 103 {
 104     return 1 - tanh(pow3(8*rd(nuEff(), S)));
 105 }
 106
 107
 108 tmp<volScalarField> SpalartAllmarasIDDES::dTilda(const volScalarField& S) const
 109 {
 110     const volScalarField alpha(this->alpha());
 111     const volScalarField expTerm(exp(sqr(alpha)));
 112
 113     tmp<volScalarField> fHill =
 114         2*(pos(alpha)*pow(expTerm, -11.09) + neg(alpha)*pow(expTerm, -9.0));
 115
 116     tmp<volScalarField> fStep = min(2*pow(expTerm, -9.0), scalar(1));
 117     const volScalarField fHyb(max(1 - fd(S), fStep));
 118     tmp<volScalarField> fAmp = 1 - max(ft(S), fl(S));
 119     tmp<volScalarField> fRestore = max(fHill - 1, scalar(0))*fAmp;
 120
 121     // IGNORING ft2 terms
 122     const volScalarField Psi
 123     (
 124         sqrt
 125         (
 126             min
 127             (
 128                 scalar(100),
 129                 (1 - Cb1_/(Cw1_*sqr(kappa_)*fwStar_)*fv2())/max(SMALL, fv1())
 130             )
 131         )
 132     );
 133
 134     return max
 135     (
 136         dimensionedScalar("SMALL", dimLength, SMALL),
 137         fHyb*(1 + fRestore*Psi)*y_
 138       + (1 - fHyb)*CDES_*Psi*delta()
 139     );
 140 }
 141
 142
 143 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
 144
 145 SpalartAllmarasIDDES::SpalartAllmarasIDDES
 146 (
 147     const volVectorField& U,
 148     const surfaceScalarField& phi,
 149     transportModel& transport,
 150     const word& turbulenceModelName,
 151     const word& modelName
 152 )
 153 :
 154     SpalartAllmaras(U, phi, transport, turbulenceModelName, modelName),
 155     hmax_
 156     (
 157         LESdelta::New
 158         (
 159             "hmax",
 160             mesh_,
 161             *this
 162         )
 163     ),
 164     IDDESDelta_
 165     (
 166         LESdelta::New
 167         (
 168             "IDDESDelta",
 169             mesh_,
 170             this->subDict(typeName + "Coeffs")
 171         )
 172     ),
 173     fwStar_
 174     (
 175         dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
 176         (
 177             "fwStar",
 178             coeffDict_,
 179             0.424
 180         )
 181     ),
 182     cl_
 183     (
 184         dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
 185         (
 186             "cl",
 187             coeffDict_,
 188             3.55
 189         )
 190     ),
 191     ct_
 192     (
 193         dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
 194         (
 195             "ct",
 196             coeffDict_,
 197             1.63
 198         )
 199     )
 200 {}
 201
 202
 203 bool SpalartAllmarasIDDES::read()
 204 {
 205     if (SpalartAllmaras::read())
 206     {
 207         fwStar_.readIfPresent(coeffDict());
 208         cl_.readIfPresent(coeffDict());
 209         ct_.readIfPresent(coeffDict());
 210
 211         return true;
 212     }
 213     else
 214     {
 215         return false;
 216     }
 217 }
 218
 219
 220 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 221
 222 } // End namespace LESModels
 223 } // End namespace incompressible
 224 } // End namespace Foam
 225
 226 // ************************************************************************* //