src/thermophysicalModels/chemistryModel/chemistrySolver/EulerImplicit/EulerImplicit.C

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  20
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  24
  25 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  26
  27 #include "EulerImplicit.H"
  28 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  29 #include "simpleMatrix.H"
  30
  31 // * * * * * * * * * * * * * * Static Data Members * * * * * * * * * * * * * //
  32
  33 namespace Foam
  34 {
  35     defineTypeNameAndDebug(EulerImplicit, 0);
  36     addToRunTimeSelectionTable
  37     (
  38         chemistrySolver,
  39         EulerImplicit,
  40         dictionary
  41     );
  42 };
  43
  44
  45 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
  46
  47 Foam::EulerImplicit::EulerImplicit
  48 (
  49     const Foam::dictionary& dict,
  50     Foam::chemistryModel& chemistry
  51 )
  52 :
  53     chemistrySolver(dict, chemistry),
  54     coeffsDict_(dict.subDict(typeName + "Coeffs")),
  55     cTauChem_(readScalar(coeffsDict_.lookup("cTauChem"))),
  56     equil_(coeffsDict_.lookup("equilibriumRateLimiter"))
  57 {}
  58
  59
  60 // * * * * * * * * * * * * * * * * Destructor  * * * * * * * * * * * * * * * //
  61
  62 Foam::EulerImplicit::~EulerImplicit()
  63 {}
  64
  65
  66 // * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * //
  67
  68 Foam::scalar Foam::EulerImplicit::solve
  69 (
  70     scalarField &c,
  71     const scalar T,
  72     const scalar p,
  73     const scalar t0,
  74     const scalar dt
  75 ) const
  76 {
  77
  78     scalar pf, cf, pr, cr;
  79     label lRef, rRef;
  80
  81     label Ns = chemistry_.Ns();
  82     simpleMatrix<scalar> RR(Ns);
  83
  84     for(label i=0; i<Ns; i++)
  85     {
  86         c[i] = max(0.0, c[i]);
  87     }
  88
  89     for(label i=0; i<Ns; i++)
  90     {
  91         RR.source()[i] = c[i]/dt;
  92     }
  93
  94     for(label i=0; i<chemistry_.reactions().size(); i++)
  95     {
  96         const chemistryModel::reaction& R = chemistry_.reactions()[i];
  97
  98         scalar omegai = chemistry_.omega
  99         (
 100             R, c, T, p, pf, cf, lRef, pr, cr, rRef
 101         );
 102
 103         scalar corr = 1.0;
 104         if (equil_)
 105         {
 106             if (omegai<0.0)
 107             {
 108                 corr = 1.0/(1.0 + pr*dt);
 109             }
 110             else
 111             {
 112                 corr = 1.0/(1.0 + pf*dt);
 113             }
 114         }
 115
 116         for(label s=0; s<R.lhs().size(); s++)
 117         {
 118             label si = R.lhs()[s].index;
 119             scalar sl = R.lhs()[s].stoichCoeff;
 120             RR[si][rRef] -= sl*pr*corr;
 121             RR[si][lRef] += sl*pf*corr;
 122         }
 123
 124         for(label s=0; s<R.rhs().size(); s++)
 125         {
 126             label si = R.rhs()[s].index;
 127             scalar sr = R.rhs()[s].stoichCoeff;
 128             RR[si][lRef] -= sr*pf*corr;
 129             RR[si][rRef] += sr*pr*corr;
 130         }
 131
 132     } // end for(label i...
 133
 134
 135     for(label i=0; i<Ns; i++)
 136     {
 137         RR[i][i] += 1.0/dt;
 138     }
 139
 140     c = RR.LUsolve();
 141     for(label i=0; i<Ns; i++)
 142     {
 143         c[i] = max(0.0, c[i]);
 144     }
 145
 146     // estimate the next time step
 147     scalar tMin = GREAT;
 148     label n = chemistry_.nEqns();
 149     scalarField c1(n, 0.0);
 150
 151     for(label i=0; i<Ns; i++)
 152     {
 153         c1[i] = c[i];
 154     }
 155     c1[Ns] = T;
 156     c1[Ns+1] = p;
 157
 158     scalarField dcdt(n, 0.0);
 159     chemistry_.derivatives(0.0, c1, dcdt);
 160
 161     scalar sumC = sum(c);
 162
 163     for(label i=0; i<Ns; i++)
 164     {
 165         scalar d = dcdt[i];
 166         if (d < -SMALL)
 167         {
 168             tMin = min(tMin, -(c[i]+SMALL)/d);
 169         }
 170         else
 171         {
 172             d = max(d, SMALL);
 173             scalar cm = max(sumC - c[i], 1.0e-5);
 174             tMin = min(tMin, cm/d);
 175         }
 176     }
 177
 178     return cTauChem_*tMin;
 179
 180 }
 181
 182
 183 // ************************************************************************* //