src/thermophysicalModels/basic/basicThermo/basicThermo.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
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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 Class
  25     Foam::basicThermo
  26
  27 Description
  28     Basic thermodynamic properties
  29
  30 SourceFiles
  31     basicThermo.C
  32     newBasicThermo.C
  33
  34 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  35
  36 #ifndef basicThermo_H
  37 #define basicThermo_H
  38
  39 #include "volFields.H"
  40 #include "typeInfo.H"
  41 #include "IOdictionary.H"
  42 #include "autoPtr.H"
  43
  44 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  45
  46 namespace Foam
  47 {
  48
  49 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  50                         Class basicThermo Declaration
  51 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  52
  53 class basicThermo
  54 :
  55     public IOdictionary
  56 {
  57
  58 protected:
  59
  60     // Protected data
  61
  62         // Fields
  63
  64             //- Pressure [Pa]
  65             volScalarField p_;
  66
  67             //- Compressibility [s^2/m^2]
  68             volScalarField psi_;
  69
  70             //- Temperature [K]
  71             volScalarField T_;
  72
  73             //- Laminar dynamic viscosity [kg/m/s]
  74             volScalarField mu_;
  75
  76             //- Laminar thermal diffusuvity [kg/m/s]
  77             volScalarField alpha_;
  78
  79
  80     // Protected member functions
  81
  82         // Enthalpy
  83
  84             //- Return the enthalpy field boundary types by interrogating the
  85             //  temperature field boundary types
  86             wordList hBoundaryTypes();
  87
  88             //- Correct the enthalpy field boundaries
  89             void hBoundaryCorrection(volScalarField& h);
  90
  91
  92         // Internal energy
  93
  94             //- Return the internal energy  field boundary types by
  95             //  interrogating the temperature field boundary types
  96             wordList eBoundaryTypes();
  97
  98             //- Correct the internal energy field boundaries
  99             void eBoundaryCorrection(volScalarField& e);
 100
 101
 102         //- Construct as copy (not implemented)
 103         basicThermo(const basicThermo&);
 104
 105
 106 public:
 107
 108     //- Runtime type information
 109     TypeName("basicThermo");
 110
 111
 112     // Constructors
 113
 114         //- Construct from mesh and object registry
 115         basicThermo(const fvMesh&, const objectRegistry&);
 116
 117
 118     //- Destructor
 119     virtual ~basicThermo();
 120
 121
 122     // Member functions
 123
 124         //- Update properties
 125         virtual void correct() = 0;
 126
 127
 128         // Access to thermodynamic state variables
 129
 130             //- Pressure [Pa]
 131             //  Non-const access allowed for transport equations
 132             virtual volScalarField& p();
 133
 134             //- Pressure [Pa]
 135             virtual const volScalarField& p() const;
 136
 137             //- Density [kg/m^3]
 138             virtual tmp<volScalarField> rho() const = 0;
 139
 140             //- Compressibility [s^2/m^2]
 141             virtual const volScalarField& psi() const;
 142
 143             //- Total enthalpy [J/kg]
 144             //  Non-const access allowed for transport equations
 145             virtual volScalarField& h();
 146
 147             //- Total enthalpy [J/kg]
 148             virtual const volScalarField& h() const;
 149
 150             //- Total enthalpy for cell-set [J/kg]
 151             virtual tmp<scalarField> h
 152             (
 153                 const scalarField& T,
 154                 const labelList& cells
 155             ) const;
 156
 157             //- Total enthalpy for patch [J/kg]
 158             virtual tmp<scalarField> h
 159             (
 160                 const scalarField& T,
 161                 const label patchi
 162             ) const;
 163
 164             //- Sensible enthalpy [J/kg]
 165             //  Non-const access allowed for transport equations
 166             virtual volScalarField& hs();
 167
 168             //- Sensible enthalpy [J/kg]
 169             virtual const volScalarField& hs() const;
 170
 171             //- Sensible enthalpy for cell-set [J/kg]
 172             virtual tmp<scalarField> hs
 173             (
 174                 const scalarField& T,
 175                 const labelList& cells
 176             ) const;
 177
 178             //- Sensible enthalpy for patch [J/kg]
 179             virtual tmp<scalarField> hs
 180             (
 181                 const scalarField& T,
 182                 const label patchi
 183             ) const;
 184
 185             //- Chemical enthalpy [J/kg]
 186             virtual tmp<volScalarField> hc() const;
 187
 188             //- Internal energy [J/kg]
 189             //  Non-const access allowed for transport equations
 190             virtual volScalarField& e();
 191
 192             //- Internal energy [J/kg]
 193             virtual const volScalarField& e() const;
 194
 195             //- Internal energy for cell-set [J/kg]
 196             virtual tmp<scalarField> e
 197             (
 198                 const scalarField& T,
 199                 const labelList& cells
 200             ) const;
 201
 202             //- Internal energy for patch [J/kg]
 203             virtual tmp<scalarField> e
 204             (
 205                 const scalarField& T,
 206                 const label patchi
 207             ) const;
 208
 209
 210         // Fields derived from thermodynamic state variables
 211
 212             //- Temperature [K]
 213             virtual const volScalarField& T() const;
 214
 215             //- Heat capacity at constant pressure for patch [J/kg/K]
 216             virtual tmp<scalarField> Cp
 217             (
 218                 const scalarField& T,
 219                 const label patchi
 220             ) const;
 221
 222             //- Heat capacity at constant pressure for cell-set [J/kg/K]
 223             virtual tmp<scalarField> Cp
 224             (
 225                 const scalarField& T,
 226                 const labelList& cells
 227             ) const;
 228
 229             //- Heat capacity at constant pressure [J/kg/K]
 230             virtual tmp<volScalarField> Cp() const;
 231
 232             //- Heat capacity at constant volume for patch [J/kg/K]
 233             virtual tmp<scalarField> Cv
 234             (
 235                 const scalarField& T,
 236                 const label patchi
 237             ) const;
 238
 239             //- Heat capacity at constant volume [J/kg/K]
 240             virtual tmp<volScalarField> Cv() const;
 241
 242
 243         // Access to transport state variables
 244
 245             //- Dynamic viscosity of mixture [kg/m/s]
 246             virtual const volScalarField& mu() const;
 247
 248             //- Thermal diffusivity for enthalpy of mixture [kg/m/s]
 249             virtual const volScalarField& alpha() const;
 250
 251
 252         //- Read thermophysicalProperties dictionary
 253         virtual bool read();
 254 };
 255
 256
 257 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 258
 259 } // End namespace Foam
 260
 261 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 262
 263 #endif
 264
 265 // ************************************************************************* //