src/engine/engineTopoChangerMesh/engineValveSliding/engineValveSliding.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
  26
  27 Description
  28
  29
  30 SourceFiles
  31
  32 Author
  33     Tommaso Lucchini
  34
  35 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  36
  37 #ifndef engineValveSliding_H
  38 #define engineValveSliding_H
  39
  40 #include "engineTopoChangerMesh.H"
  41 #include "enginePiston.H"
  42 #include "motionSolver.H"
  43 #include "polyPatchID.H"
  44 #include "thoboisSlidingValveBank.H"
  45 #include "twoDPointCorrector.H"
  46
  47 #include "faceSet.H"
  48 #include "pointSet.H"
  49 #include "cellSet.H"
  50 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  51
  52 namespace Foam
  53 {
  54
  55 // Class forward declarations
  56
  57 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  58                            Class verticalValves Declaration
  59 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  60
  61 class engineValveSliding
  62 :
  63     public engineTopoChangerMesh
  64 {
  65     // Private data
  66
  67         //- Piston patch
  68         enginePiston piston_;
  69
  70         //- vertical valves
  71         thoboisSlidingValveBank valves_;
  72
  73         //- Layering-to-deformation switch in crank-angle degrees
  74         scalar deformSwitch_;
  75
  76         //- Top valve tolerance, when valve lift < tol, valve top layering is disabled
  77         scalar valveTopTol_;
  78
  79         //- Piston Position
  80         scalar pistonPosition_;
  81
  82         //- Virtual position of the bottom of the valves
  83         scalarField valveBottomPosition_;
  84
  85         //- Virtual position of the bottom of the valves
  86         scalarField valvePistonPosition_;
  87
  88         //- deckHeight
  89         scalar deckHeight_;
  90
  91         //- min valveHead z
  92         scalarField minValveZ_;
  93
  94         //- tolerance for valve poppet faces (used to create a faceZone)
  95         scalar poppetValveTol_;
  96
  97         //- tolerance for valve poppet faces (used to create a faceZone)
  98         scalar bottomValveTol_;
  99
 100         //- Motion solver
 101         autoPtr<motionSolver> msPtr_;
 102
 103         //- Is the valve really closed
 104         boolList isReallyClosed_;
 105
 106         //- correct points motion after attach
 107         Switch correctPointsMotion_;
 108
 109     // Private Member Functions
 110
 111         //- Disallow default bitwise copy construct
 112         engineValveSliding(const engineValveSliding&);
 113
 114         //- Disallow default bitwise assignment
 115         void operator=(const engineValveSliding&);
 116
 117         //- Make layering modifiers live
 118         void makeLayersLive();
 119
 120         //- Make Sliding interface modifiers live
 121         void makeSlidersLive();
 122
 123         //- Is the sliding interface attached?
 124         bool attached() const;
 125
 126         //- Prepare valve attach/detach
 127         void valveDetach();
 128
 129         //- Prepare valve attach/detach
 130         void valveAttach();
 131
 132         //- Prepare valve attach/detach
 133         void prepareValveDetach();
 134
 135         //- Check if all patches exist, then calculate virtualPistonPosition,
 136         //- pistonPosition and deckHeight for the first time
 137         void checkAndCalculate();
 138
 139         //- Calculate the virtualPistonPosition,
 140         void setVirtualPositions();
 141
 142         //- Correct the vertical motion for the points below the "virtual piston",
 143         void correctVerticalMotion();
 144
 145         bool realDeformation() const;
 146
 147         bool inValve(const point& p, const label& i) const;
 148         bool inPiston(const point& p) const;
 149
 150         bool isACylinderHeadFace(const labelList& cylHeadFaces, const label face);
 151
 152 public:
 153
 154     //- Runtime type information
 155     TypeName("engineValveSliding");
 156
 157
 158     // Constructors
 159
 160         //- Construct from database
 161         explicit engineValveSliding(const IOobject& io);
 162
 163
 164     // Destructor - default
 165
 166
 167     // Member Functions
 168
 169         inline const enginePiston& piston() const;
 170         inline const thoboisSlidingValveBank& valves() const;
 171         inline const scalar& deformSwitch() const;
 172         inline const scalar& valveTopTol() const;
 173         inline const scalar& pistonPosition() const;
 174         inline scalar& pistonPosition();
 175         inline const scalar& deckHeight() const;
 176         inline scalar& deckHeight();
 177         inline const scalarField& minValveZ() const;
 178         inline scalarField& maxValveZ();
 179         inline const scalar& poppetValveTol() const;
 180         inline boolList& isReallyClosed();
 181         inline const boolList& isReallyClosed() const;
 182
 183
 184         //- Return true for mesh deformation mode
 185         bool deformation() const
 186         {
 187             return
 188                 engTime().thetaRevolution() > -deformSwitch_
 189              && engTime().thetaRevolution() < deformSwitch_;
 190         }
 191
 192         //- Return number of valves
 193         label nValves() const
 194         {
 195             return valves_.size();
 196         }
 197
 198         //- Add valve and piston zones and modifiers
 199         void addZonesAndModifiers();
 200
 201         //- Move and morph
 202         virtual bool update();
 203
 204         //- Set boundary velocities
 205         void setBoundaryVelocity(volVectorField& U);
 206
 207 };
 208
 209
 210 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 211
 212 } // End namespace Foam
 213
 214 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 215 #include "engineValveSlidingI.H"
 216
 217 #endif
 218
 219 // ************************************************************************* //