src/turbulenceModels/incompressible/RAS/realizableKE/realizableKE.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
   5     \\  /    A nd           | Copyright (C) 2004-2011 OpenCFD Ltd.
   6      \\/     M anipulation  |
   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
   9     This file is part of OpenFOAM.
  10
  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
  13     the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  14     (at your option) any later version.
  15
  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
  18     FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  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 Class
  25     Foam::incompressible::RASModels::realizableKE
  26
  27 Description
  28     Realizable k-epsilon turbulence model for incompressible flows.
  29
  30     Model described in the paper:
  31     \verbatim
  32         "A New k-epsilon Eddy Viscosity Model for High Reynolds Number
  33         Turbulent Flows"
  34
  35         Tsan-Hsing Shih, William W. Liou, Aamir Shabbir, Zhigang Tang and
  36         Jiang Zhu
  37
  38         Computers and Fluids Vol. 24, No. 3, pp. 227-238, 1995
  39     \endverbatim
  40
  41     The default model coefficients correspond to the following:
  42     \verbatim
  43         realizableKECoeffs
  44         {
  45             Cmu         0.09;
  46             A0          4.0;
  47             C2          1.9;
  48             sigmak      1.0;
  49             sigmaEps    1.2;
  50         }
  51     \endverbatim
  52
  53 SourceFiles
  54     realizableKE.C
  55
  56 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  57
  58 #ifndef realizableKE_H
  59 #define realizableKE_H
  60
  61 #include "RASModel.H"
  62
  63 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  64
  65 namespace Foam
  66 {
  67 namespace incompressible
  68 {
  69 namespace RASModels
  70 {
  71
  72 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  73                            Class realizableKE Declaration
  74 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  75
  76 class realizableKE
  77 :
  78     public RASModel
  79 {
  80
  81 protected:
  82
  83     // Protected data
  84
  85         // Model coefficients
  86
  87             dimensionedScalar Cmu_;
  88             dimensionedScalar A0_;
  89             dimensionedScalar C2_;
  90             dimensionedScalar sigmak_;
  91             dimensionedScalar sigmaEps_;
  92
  93
  94         // Fields
  95
  96             volScalarField k_;
  97             volScalarField epsilon_;
  98             volScalarField nut_;
  99
 100
 101     // Protected Member Functions
 102
 103         tmp<volScalarField> rCmu
 104         (
 105             const volTensorField& gradU,
 106             const volScalarField& S2,
 107             const volScalarField& magS
 108         );
 109
 110         tmp<volScalarField> rCmu(const volTensorField& gradU);
 111
 112
 113 public:
 114
 115     //- Runtime type information
 116     TypeName("realizableKE");
 117
 118     // Constructors
 119
 120         //- Construct from components
 121         realizableKE
 122         (
 123             const volVectorField& U,
 124             const surfaceScalarField& phi,
 125             transportModel& transport,
 126             const word& turbulenceModelName = turbulenceModel::typeName,
 127             const word& modelName = typeName
 128         );
 129
 130
 131     //- Destructor
 132     virtual ~realizableKE()
 133     {}
 134
 135
 136     // Member Functions
 137
 138         //- Return the turbulence viscosity
 139         virtual tmp<volScalarField> nut() const
 140         {
 141             return nut_;
 142         }
 143
 144         //- Return the effective diffusivity for k
 145         tmp<volScalarField> DkEff() const
 146         {
 147             return tmp<volScalarField>
 148             (
 149                 new volScalarField("DkEff", nut_/sigmak_ + nu())
 150             );
 151         }
 152
 153         //- Return the effective diffusivity for epsilon
 154         tmp<volScalarField> DepsilonEff() const
 155         {
 156             return tmp<volScalarField>
 157             (
 158                 new volScalarField("DepsilonEff", nut_/sigmaEps_ + nu())
 159             );
 160         }
 161
 162         //- Return the turbulence kinetic energy
 163         virtual tmp<volScalarField> k() const
 164         {
 165             return k_;
 166         }
 167
 168         //- Return the turbulence kinetic energy dissipation rate
 169         virtual tmp<volScalarField> epsilon() const
 170         {
 171             return epsilon_;
 172         }
 173
 174         //- Return the Reynolds stress tensor
 175         virtual tmp<volSymmTensorField> R() const;
 176
 177         //- Return the effective stress tensor including the laminar stress
 178         virtual tmp<volSymmTensorField> devReff() const;
 179
 180         //- Return the source term for the momentum equation
 181         virtual tmp<fvVectorMatrix> divDevReff(volVectorField& U) const;
 182
 183         //- Solve the turbulence equations and correct the turbulence viscosity
 184         virtual void correct();
 185
 186         //- Read RASProperties dictionary
 187         virtual bool read();
 188 };
 189
 190
 191 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 192
 193 } // End namespace RASModels
 194 } // End namespace incompressible
 195 } // End namespace Foam
 196
 197 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 198
 199 #endif
 200
 201 // ************************************************************************* //