src/turbulenceModels/incompressible/LES/dynLagrangian/dynLagrangian.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
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   6      \\/     M anipulation  |
   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
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  10
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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::incompressible::LESModels::dynLagrangian
  26
  27 Description
  28     Dynamic eddy-viscosity model with Lagrangian averaging for incompressible
  29     flow
  30
  31     \verbatim
  32         B = 2/3*k*I - 2*nuSgs*dev(D)
  33         Beff = 2/3*k*I - 2*nuEff*dev(D)
  34
  35     where
  36
  37         D = symm(grad(U))
  38         nuSgs = (flm/fmm)*delta^2*sqrt(2)*|D|
  39         nuEff = nuSgs + nu
  40
  41         Two relaxation equations are used to evaluate flm and fmm:
  42
  43         d/dt(flm) + div(U*flm)
  44         =
  45         (1/T)*(L && M - flm)
  46
  47         d/dt(fmm) + div(U*fmm)
  48         =
  49         (1/T)*(M && M - flm)
  50
  51     where
  52
  53         L = F(U.U) - F(U).F(U)
  54         M = 2.0 delta^2 (F(|D|.D) - 4 F(|D|).F(D))
  55         T = 1.5*delta*(flm.fmm)^(-1.0/8.0)
  56
  57     \endverbatim
  58
  59     Reference:
  60     \verbatim
  61         "A Lagrangian dynamic subgrid-scale model of turbulence"
  62         Charles Meneveau,
  63         Thomas Lund,
  64         William Cabot,
  65         J. Fluid Mech (1996), vol 319, pp. 353-385
  66     \endverbatim
  67
  68 SourceFiles
  69     dynLagrangian.C
  70
  71 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  72
  73 #ifndef dynLagrangian_H
  74 #define dynLagrangian_H
  75
  76 #include "GenEddyVisc.H"
  77 #include "simpleFilter.H"
  78 #include "LESfilter.H"
  79
  80 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  81
  82 namespace Foam
  83 {
  84 namespace incompressible
  85 {
  86 namespace LESModels
  87 {
  88
  89 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  90                        Class dynLagrangian Declaration
  91 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  92
  93 class dynLagrangian
  94 :
  95     public GenEddyVisc
  96 {
  97     // Private data
  98
  99         volScalarField flm_;
 100         volScalarField fmm_;
 101
 102         dimensionedScalar theta_;
 103
 104         simpleFilter simpleFilter_;
 105         autoPtr<LESfilter> filterPtr_;
 106         LESfilter& filter_;
 107
 108         dimensionedScalar flm0_;
 109         dimensionedScalar fmm0_;
 110
 111
 112     // Private Member Functions
 113
 114         //- Update sub-grid scale fields
 115         void updateSubGridScaleFields
 116         (
 117             const tmp<volTensorField>& gradU
 118         );
 119
 120         // Disallow default bitwise copy construct and assignment
 121         dynLagrangian(const dynLagrangian&);
 122         dynLagrangian& operator=(const dynLagrangian&);
 123
 124
 125 public:
 126
 127     //- Runtime type information
 128     TypeName("dynLagrangian");
 129
 130     // Constructors
 131
 132         //- Construct from components
 133         dynLagrangian
 134         (
 135             const volVectorField& U,
 136             const surfaceScalarField& phi,
 137             transportModel& transport,
 138             const word& turbulenceModelName = turbulenceModel::typeName,
 139             const word& modelName = typeName
 140         );
 141
 142
 143     //- Destructor
 144     virtual ~dynLagrangian()
 145     {}
 146
 147
 148     // Member Functions
 149
 150         //- Return SGS kinetic energy
 151         tmp<volScalarField> k(const tmp<volTensorField>& gradU) const
 152         {
 153             return 2.0*sqr(delta())*magSqr(dev(symm(gradU)));
 154         }
 155
 156         //- Return SGS kinetic energy
 157         virtual tmp<volScalarField> k() const
 158         {
 159             return k(fvc::grad(U()));
 160         }
 161
 162         //- Return the effective diffusivity for k
 163         tmp<volScalarField> DkEff() const
 164         {
 165             return tmp<volScalarField>
 166             (
 167                 new volScalarField("DkEff", nuSgs_ + nu())
 168             );
 169         }
 170
 171         //- Correct Eddy-Viscosity and related properties
 172         virtual void correct(const tmp<volTensorField>& gradU);
 173
 174
 175         //- Read LESProperties dictionary
 176         virtual bool read();
 177 };
 178
 179
 180 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 181
 182 } // End namespace LESModels
 183 } // End namespace incompressible
 184 } // End namespace Foam
 185
 186 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 187
 188 #endif
 189
 190 // ************************************************************************* //