src/dynamicMesh/meshMotion/solidBodyMotion/SDA/SDA.C

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  20
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  22     along with OpenFOAM; if not, write to the Free Software Foundation,
  23     Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  24
  25 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  26
  27 #include "SDA.H"
  28 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  29 #include "mathematicalConstants.H"
  30
  31 using namespace Foam::mathematicalConstant;
  32
  33 // * * * * * * * * * * * * * * Static Data Members * * * * * * * * * * * * * //
  34
  35 namespace Foam
  36 {
  37 namespace solidBodyMotionFunctions
  38 {
  39     defineTypeNameAndDebug(SDA, 0);
  40     addToRunTimeSelectionTable(solidBodyMotionFunction, SDA, dictionary);
  41 };
  42 };
  43
  44
  45 // * * * * * * * * * * * * * Private Member Functions  * * * * * * * * * * * //
  46
  47 Foam::septernion
  48 Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::calcTransformation(const scalar t) const
  49 {
  50     scalar Tpi = Tp_ + dTp_*(t/dTi_);   // Current roll period [sec]
  51     scalar wr = 2*pi/Tpi; // Current freq [/sec]
  52
  53     // Current phase for roll [rad]
  54     scalar r = dTp_/dTi_;
  55     scalar u = Tp_ + r*t;
  56     scalar phr = 2*pi*((Tp_/u - 1) + log(mag(u)) - log(Tp_))/r;
  57
  58     // Current phase for Sway [rad]
  59     scalar phs = phr + pi;
  60
  61     // Current phase for Heave [rad]
  62     scalar phh = phr + pi/2;
  63
  64     scalar rollA = max(rollAmax_*exp(-sqr(Tpi - Tpn_)/(2*Q_)), rollAmin_);
  65
  66     vector T
  67     (
  68         0,
  69         swayA_*(sin(wr*t + phs) - sin(phs)),
  70         heaveA_*(sin(wr*t + phh) - sin(phh))
  71     );
  72     quaternion R(rollA*sin(wr*t + phr), 0, 0);
  73     septernion TR(septernion(CofG_ + T)*R*septernion(-CofG_));
  74
  75     return TR;
  76 }
  77
  78 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
  79
  80 Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::SDA
  81 (
  82     const dictionary& SBMFCoeffs,
  83     const Time& runTime
  84 )
  85 :
  86     solidBodyMotionFunction(SBMFCoeffs, runTime),
  87     CofG_(SBMFCoeffs_.lookup("CofG"))
  88 {
  89     read(SBMFCoeffs);
  90 }
  91
  92
  93 // * * * * * * * * * * * * * * * * Destructors * * * * * * * * * * * * * * * //
  94
  95 Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::~SDA()
  96 {}
  97
  98
  99 // * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * * //
 100
 101 Foam::septernion Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::transformation() const
 102 {
 103     scalar t = time_.value();
 104
 105     septernion TR = calcTransformation(t);
 106
 107     Info<< "solidBodyMotionFunctions::SDA::transformation(): "
 108         << "Time = " << t << " transformation: " << TR << endl;
 109
 110     return TR;
 111 }
 112
 113
 114 Foam::septernion Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::velocity() const
 115 {
 116     // Velocity is calculated as a difference
 117     scalar t = time_.value();
 118     scalar dt = time_.deltaT().value();
 119
 120     return (calcTransformation(t + dt) - calcTransformation(t))/dt;
 121 }
 122
 123
 124 bool Foam::solidBodyMotionFunctions::SDA::read(const dictionary& SBMFCoeffs)
 125 {
 126     solidBodyMotionFunction::read(SBMFCoeffs);
 127
 128     SBMFCoeffs_.lookup("CofG") >> CofG_;
 129     SBMFCoeffs_.lookup("lamda") >> lamda_;
 130     SBMFCoeffs_.lookup("rollAmax") >> rollAmax_;
 131     SBMFCoeffs_.lookup("rollAmin") >> rollAmin_;
 132     SBMFCoeffs_.lookup("heaveA") >> heaveA_;
 133     SBMFCoeffs_.lookup("swayA") >> swayA_;
 134     SBMFCoeffs_.lookup("Q") >> Q_;
 135     SBMFCoeffs_.lookup("Tp") >> Tp_;
 136     SBMFCoeffs_.lookup("Tpn") >> Tpn_;
 137     SBMFCoeffs_.lookup("dTi") >> dTi_;
 138     SBMFCoeffs_.lookup("dTp") >> dTp_;
 139
 140     // Rescale parameters according to the given scale parameter
 141     if (lamda_ > 1 + SMALL)
 142     {
 143         heaveA_ /= lamda_;
 144         swayA_ /= lamda_;
 145         Tp_ /= sqrt(lamda_);
 146         Tpn_ /= sqrt(lamda_);
 147         dTi_ /= sqrt(lamda_);
 148         dTp_ /= sqrt(lamda_);
 149     }
 150
 151     return true;
 152 }
 153
 154
 155 // ************************************************************************* //