src/engine/engineTime/engineTime.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | foam-extend: Open Source CFD
   4    \\    /   O peration     | Version:     3.2
   5     \\  /    A nd           | Web:         http://www.foam-extend.org
   6      \\/     M anipulation  | For copyright notice see file Copyright
   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
   9     This file is part of foam-extend.
  10
  11     foam-extend is free software: you can redistribute it and/or modify it
  12     under the terms of the GNU General Public License as published by the
  13     Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your
  14     option) any later version.
  15
  16     foam-extend is distributed in the hope that it will be useful, but
  17     WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19     General Public License for more details.
  20
  21     You should have received a copy of the GNU General Public License
  22     along with foam-extend.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  23
  24 Class
  25     Foam::engineTime
  26
  27 Description
  28     Manage time in terms of engine RPM and crank-angle.
  29
  30     When engineTime is in effect, the userTime is reported in degrees
  31     crank-angle instead of in seconds. The RPM to be used is specified in
  32     @c constant/engineGeometry. If only a time conversion is required,
  33     the geometric engine parameters can be dropped or set to zero.
  34
  35     For example,
  36     @verbatim
  37         rpm             rpm  [0 0 -1 0 0]  2000;
  38
  39         conRodLength    conRodLength  [0 1 0 0 0] 0.0;
  40         bore            bore          [0 1 0 0 0] 0.0;
  41         stroke          stroke        [0 1 0 0 0] 0.0;
  42         clearance       clearance     [0 1 0 0 0] 0.0;
  43     @endverbatim
  44
  45 Note
  46    The engineTime can currently only be selected at compile-time.
  47
  48 SourceFiles
  49     engineTime.C
  50
  51 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  52
  53 #ifndef engineTime_H
  54 #define engineTime_H
  55
  56 #include "objectRegistry.H"
  57 #include "foamTime.H"
  58 #include "dictionary.H"
  59 #include "dimensionedScalar.H"
  60
  61 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  62
  63 namespace Foam
  64 {
  65
  66 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  67                         Class engineTime Declaration
  68 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  69
  70 class engineTime
  71 :
  72     public Time
  73 {
  74     // Private data
  75
  76         IOdictionary dict_;
  77
  78         //- RPM is required
  79         dimensionedScalar rpm_;
  80
  81         //- Optional engine geometry parameters
  82         dimensionedScalar conRodLength_;
  83         dimensionedScalar bore_;
  84         dimensionedScalar stroke_;
  85         dimensionedScalar clearance_;
  86
  87
  88     // Private Member Functions
  89
  90         //- Disallow default bitwise copy construct
  91         engineTime(const engineTime&);
  92
  93         //- Disallow default bitwise assignment
  94         void operator=(const engineTime&);
  95
  96         //- Adjust read time values
  97         void timeAdjustment();
  98
  99 public:
 100
 101     //- Runtime type information
 102     TypeName("engineTime");
 103
 104     // Constructors
 105
 106         //- Construct from objectRegistry arguments
 107         engineTime
 108         (
 109             const word& name,
 110             const fileName& rootPath,
 111             const fileName& caseName,
 112             const fileName& systemName = "system",
 113             const fileName& constantName = "constant",
 114             const fileName& dictName = "engineGeometry"
 115         );
 116
 117     // Destructor
 118
 119         virtual ~engineTime()
 120         {}
 121
 122
 123     // Member Functions
 124
 125         // Conversion
 126
 127             //- Convert degrees to radians
 128             scalar degToRad(const scalar rad) const;
 129
 130             //- Convert degrees to seconds (for given engine speed in RPM)
 131             scalar degToTime(const scalar theta) const;
 132
 133             //- Convert seconds to degrees (for given engine speed in RPM)
 134             scalar timeToDeg(const scalar t) const;
 135
 136             //- Calculate the piston position from the engine geometry
 137             //  and given crank angle.
 138             scalar pistonPosition(const scalar theta) const;
 139
 140
 141         // Access
 142
 143             //- Return the engine geometry dictionary
 144             const dictionary& engineDict() const
 145             {
 146                 return dict_;
 147             }
 148
 149             //- Return the engines current operating RPM
 150             const dimensionedScalar& rpm() const
 151             {
 152                 return rpm_;
 153             }
 154
 155             //- Return the engines connecting-rod length
 156             const dimensionedScalar& conRodLength() const
 157             {
 158                 return conRodLength_;
 159             }
 160
 161             //- Return the engines bore
 162             const dimensionedScalar& bore() const
 163             {
 164                 return bore_;
 165             }
 166
 167             //- Return the engines stroke
 168             const dimensionedScalar& stroke() const
 169             {
 170                 return stroke_;
 171             }
 172
 173             //- Return the engines clearance-gap
 174             const dimensionedScalar& clearance() const
 175             {
 176                 return clearance_;
 177             }
 178
 179
 180             //- Return current crank-angle
 181             scalar theta() const;
 182
 183             //- Return current crank-angle translated to a single revolution
 184             //  (value between -180 and 180 with 0 = top dead centre)
 185             scalar thetaRevolution() const;
 186
 187             //- Return crank-angle increment
 188             scalar deltaTheta() const;
 189
 190             //- Return current piston position
 191             dimensionedScalar pistonPosition() const;
 192
 193             //- Return piston displacement for current time step
 194             dimensionedScalar pistonDisplacement() const;
 195
 196             //- Return piston speed for current time step
 197             dimensionedScalar pistonSpeed() const;
 198
 199
 200         // Member functions overriding the virtual functions in time
 201
 202             //- Convert the user-time (CA deg) to real-time (s).
 203             virtual scalar userTimeToTime(const scalar theta) const;
 204
 205             //- Convert the real-time (s) into user-time (CA deg)
 206             virtual scalar timeToUserTime(const scalar t) const;
 207
 208             //- Read the control dictionary and set the write controls etc.
 209             virtual void readDict();
 210
 211
 212         // Edit
 213
 214             //- Read the controlDict and set all the parameters
 215             virtual bool read();
 216 };
 217
 218
 219 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 220
 221 } // End namespace Foam
 222
 223 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 224
 225 #endif
 226
 227 // ************************************************************************* //