src/lagrangian/dieselSpray/spraySubModels/dispersionModel/gradientDispersionRAS/gradientDispersionRAS.C

   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
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  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
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  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 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  25
  26 #include "error.H"
  27
  28 #include "gradientDispersionRAS.H"
  29 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  30
  31 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  32
  33 namespace Foam
  34 {
  35
  36 // * * * * * * * * * * * * * * Static Data Members * * * * * * * * * * * * * //
  37
  38 defineTypeNameAndDebug(gradientDispersionRAS, 0);
  39
  40 addToRunTimeSelectionTable
  41 (
  42     dispersionModel,
  43     gradientDispersionRAS,
  44     dictionary
  45 );
  46
  47
  48 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
  49
  50 // Construct from components
  51 gradientDispersionRAS::gradientDispersionRAS
  52 (
  53     const dictionary& dict,
  54     spray& sm
  55 )
  56 :
  57     dispersionRASModel(dict, sm)
  58 {}
  59
  60
  61 // * * * * * * * * * * * * * * * * Destructor  * * * * * * * * * * * * * * * //
  62
  63 gradientDispersionRAS::~gradientDispersionRAS()
  64 {}
  65
  66
  67 // * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * //
  68
  69 void gradientDispersionRAS::disperseParcels() const
  70 {
  71
  72     const scalar cps = 0.16432;
  73
  74     scalar dt = spray_.runTime().deltaT().value();
  75     const volScalarField& k = turbulence().k();
  76     volVectorField gradk = fvc::grad(k);
  77     const volScalarField& epsilon = turbulence().epsilon();
  78     const volVectorField& U = spray_.U();
  79
  80     for
  81     (
  82         spray::iterator elmnt = spray_.begin();
  83         elmnt != spray_.end();
  84         ++elmnt
  85     )
  86     {
  87         label celli = elmnt().cell();
  88         scalar UrelMag = mag(elmnt().U() - U[celli] - elmnt().Uturb());
  89
  90         scalar Tturb = min
  91         (
  92             k[celli]/epsilon[celli],
  93             cps*pow(k[celli], 1.5)/epsilon[celli]/(UrelMag + SMALL)
  94         );
  95         // parcel is perturbed by the turbulence
  96         if (dt < Tturb)
  97         {
  98             elmnt().tTurb() += dt;
  99
 100             if (elmnt().tTurb() > Tturb)
 101             {
 102                 elmnt().tTurb() = 0.0;
 103
 104                 scalar sigma = sqrt(2.0*k[celli]/3.0);
 105                 vector dir = -gradk[celli]/(mag(gradk[celli]) + SMALL);
 106
 107                 // numerical recipes... Ch. 7. Random Numbers...
 108                 scalar x1 = 0.0;
 109                 scalar x2 = 0.0;
 110                 scalar rsq = 10.0;
 111                 while((rsq > 1.0) || (rsq == 0.0))
 112                 {
 113                     x1 = 2.0*spray_.rndGen().scalar01() - 1.0;
 114                     x2 = 2.0*spray_.rndGen().scalar01() - 1.0;
 115                     rsq = x1*x1 + x2*x2;
 116                 }
 117
 118                 scalar fac = sqrt(-2.0*log(rsq)/rsq);
 119
 120                 // in 2D calculations the -grad(k) is always
 121                 // away from the axis of symmetry
 122                 // This creates a 'hole' in the spray and to
 123                 // prevent this we let x1 be both negative/positive
 124                 if (spray_.twoD())
 125                 {
 126                     fac *= x1;
 127                 }
 128                 else
 129                 {
 130                     fac *= mag(x1);
 131                 }
 132
 133                 elmnt().Uturb() = sigma*fac*dir;
 134             }
 135         }
 136         else
 137         {
 138             elmnt().tTurb() = GREAT;
 139             elmnt().Uturb() = vector::zero;
 140         }
 141     }
 142 }
 143
 144
 145 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 146
 147 } // End namespace Foam
 148
 149 // ************************************************************************* //