src/turbulenceModels/incompressible/RAS/derivedFvPatchFields/wallFunctions/nutWallFunctions/nutUWallFunction/nutUWallFunctionFvPatchScalarField.C

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
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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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  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 "nutUWallFunctionFvPatchScalarField.H"
  27 #include "RASModel.H"
  28 #include "fvPatchFieldMapper.H"
  29 #include "volFields.H"
  30 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  31
  32 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  33
  34 namespace Foam
  35 {
  36 namespace incompressible
  37 {
  38 namespace RASModels
  39 {
  40
  41 // * * * * * * * * * * * * Protected Member Functions  * * * * * * * * * * * //
  42
  43 tmp<scalarField> nutUWallFunctionFvPatchScalarField::calcNut() const
  44 {
  45     const label patchI = patch().index();
  46
  47     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
  48     const fvPatchVectorField& Uw = rasModel.U().boundaryField()[patchI];
  49     const scalarField magUp(mag(Uw.patchInternalField() - Uw));
  50     const scalarField& nuw = rasModel.nu()().boundaryField()[patchI];
  51
  52     tmp<scalarField> tyPlus = calcYPlus(magUp);
  53     scalarField& yPlus = tyPlus();
  54
  55     tmp<scalarField> tnutw(new scalarField(patch().size(), 0.0));
  56     scalarField& nutw = tnutw();
  57
  58     forAll(yPlus, facei)
  59     {
  60         if (yPlus[facei] > yPlusLam_)
  61         {
  62             nutw[facei] =
  63                 nuw[facei]*(yPlus[facei]*kappa_/log(E_*yPlus[facei]) - 1.0);
  64         }
  65     }
  66
  67     return tnutw;
  68 }
  69
  70
  71 tmp<scalarField> nutUWallFunctionFvPatchScalarField::calcYPlus
  72 (
  73     const scalarField& magUp
  74 ) const
  75 {
  76     const label patchI = patch().index();
  77
  78     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
  79     const scalarField& y = rasModel.y()[patchI];
  80     const scalarField& nuw = rasModel.nu()().boundaryField()[patchI];
  81
  82     tmp<scalarField> tyPlus(new scalarField(patch().size(), 0.0));
  83     scalarField& yPlus = tyPlus();
  84
  85     forAll(yPlus, facei)
  86     {
  87         scalar kappaRe = kappa_*magUp[facei]*y[facei]/nuw[facei];
  88
  89         scalar yp = yPlusLam_;
  90         scalar ryPlusLam = 1.0/yp;
  91
  92         int iter = 0;
  93         scalar yPlusLast = 0.0;
  94
  95         do
  96         {
  97             yPlusLast = yp;
  98             yp = (kappaRe + yp)/(1.0 + log(E_*yp));
  99
 100         } while (mag(ryPlusLam*(yp - yPlusLast)) > 0.01 && ++iter < 10 );
 101
 102         yPlus[facei] = max(0.0, yp);
 103     }
 104
 105     return tyPlus;
 106 }
 107
 108
 109 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
 110
 111 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 112 (
 113     const fvPatch& p,
 114     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF
 115 )
 116 :
 117     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(p, iF)
 118 {}
 119
 120
 121 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 122 (
 123     const nutUWallFunctionFvPatchScalarField& ptf,
 124     const fvPatch& p,
 125     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF,
 126     const fvPatchFieldMapper& mapper
 127 )
 128 :
 129     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(ptf, p, iF, mapper)
 130 {}
 131
 132
 133 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 134 (
 135     const fvPatch& p,
 136     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF,
 137     const dictionary& dict
 138 )
 139 :
 140     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(p, iF, dict)
 141 {}
 142
 143
 144 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 145 (
 146     const nutUWallFunctionFvPatchScalarField& sawfpsf
 147 )
 148 :
 149     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(sawfpsf)
 150 {}
 151
 152
 153 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 154 (
 155     const nutUWallFunctionFvPatchScalarField& sawfpsf,
 156     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF
 157 )
 158 :
 159     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(sawfpsf, iF)
 160 {}
 161
 162
 163 // * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * //
 164
 165 tmp<scalarField> nutUWallFunctionFvPatchScalarField::yPlus() const
 166 {
 167     const label patchI = patch().index();
 168     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
 169     const fvPatchVectorField& Uw = rasModel.U().boundaryField()[patchI];
 170     const scalarField magUp(mag(Uw.patchInternalField() - Uw));
 171
 172     return calcYPlus(magUp);
 173 }
 174
 175
 176 void nutUWallFunctionFvPatchScalarField::write(Ostream& os) const
 177 {
 178     fvPatchField<scalar>::write(os);
 179     writeLocalEntries(os);
 180     writeEntry("value", os);
 181 }
 182
 183
 184 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 185
 186 makePatchTypeField
 187 (
 188     fvPatchScalarField,
 189     nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 190 );
 191
 192 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 193
 194 } // End namespace RASModels
 195 } // End namespace incompressible
 196 } // End namespace Foam
 197
 198 // ************************************************************************* //