src/lagrangian/dsmc/submodels/WallInteractionModel/MaxwellianThermal/MaxwellianThermal.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
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   8 License
   9     This file is part of foam-extend.
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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 "MaxwellianThermal.H"
  27
  28 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
  29
  30 template <class CloudType>
  31 Foam::MaxwellianThermal<CloudType>::MaxwellianThermal
  32 (
  33     const dictionary& dict,
  34     CloudType& cloud
  35 )
  36 :
  37     WallInteractionModel<CloudType>(dict, cloud, typeName)
  38 {}
  39
  40
  41 // * * * * * * * * * * * * * * * * Destructor  * * * * * * * * * * * * * * * //
  42
  43 template <class CloudType>
  44 Foam::MaxwellianThermal<CloudType>::~MaxwellianThermal()
  45 {}
  46
  47
  48 // * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * //
  49
  50 template <class CloudType>
  51 void Foam::MaxwellianThermal<CloudType>::correct
  52 (
  53     const wallPolyPatch& wpp,
  54     const label faceId,
  55     vector& U,
  56     scalar& Ei,
  57     label typeId
  58 )
  59 {
  60     label wppIndex = wpp.index();
  61
  62     label wppLocalFace = wpp.whichFace(faceId);
  63
  64     vector nw = wpp.faceAreas()[wppLocalFace];
  65
  66     // Normal unit vector
  67     nw /= mag(nw);
  68
  69     // Normal velocity magnitude
  70     scalar magUn = U & nw;
  71
  72     // Wall tangential velocity (flow direction)
  73     vector Ut = U - magUn*nw;
  74
  75     CloudType& cloud(this->owner());
  76
  77     Random& rndGen(cloud.rndGen());
  78
  79     while (mag(Ut) < SMALL)
  80     {
  81         // If the incident velocity is parallel to the face normal, no
  82         // tangential direction can be chosen.  Add a perturbation to the
  83         // incoming velocity and recalculate.
  84
  85         U = vector
  86         (
  87             U.x()*(0.8 + 0.2*rndGen.scalar01()),
  88             U.y()*(0.8 + 0.2*rndGen.scalar01()),
  89             U.z()*(0.8 + 0.2*rndGen.scalar01())
  90         );
  91
  92         magUn = U & nw;
  93
  94         Ut = U - magUn*nw;
  95     }
  96
  97     // Wall tangential unit vector
  98     vector tw1 = Ut/mag(Ut);
  99
 100     // Other tangential unit vector
 101     vector tw2 = nw^tw1;
 102
 103     scalar T = cloud.boundaryT().boundaryField()[wppIndex][wppLocalFace];
 104
 105     scalar mass = cloud.constProps(typeId).mass();
 106
 107     scalar iDof = cloud.constProps(typeId).internalDegreesOfFreedom();
 108
 109     U =
 110         sqrt(CloudType::kb*T/mass)
 111        *(
 112             rndGen.GaussNormal()*tw1
 113           + rndGen.GaussNormal()*tw2
 114           - sqrt(-2.0*log(max(1 - rndGen.scalar01(), VSMALL)))*nw
 115         );
 116
 117     U += cloud.boundaryU().boundaryField()[wppIndex][wppLocalFace];
 118
 119     Ei = cloud.equipartitionInternalEnergy(T, iDof);
 120 }
 121
 122
 123 // ************************************************************************* //