src/engine/engineTime/engineTime.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
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   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
   9     This file is part of OpenFOAM.
  10
  11     OpenFOAM 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 2 of the License, or (at your
  14     option) any later version.
  15
  16     OpenFOAM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  17     ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  18     FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  19     for more details.
  20
  21     You should have received a copy of the GNU General Public License
  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 Class
  26     Foam::engineTime
  27
  28 Description
  29     Manage time in terms of engine RPM and crank-angle.
  30
  31     When engineTime is in effect, the userTime is reported in degrees
  32     crank-angle instead of in seconds. The RPM to be used is specified in
  33     @c constant/engineGeometry. If only a time conversion is required,
  34     the geometric engine parameters can be dropped or set to zero.
  35
  36     For example,
  37     @verbatim
  38         rpm             rpm  [0 0 -1 0 0]  2000;
  39
  40         conRodLength    conRodLength  [0 1 0 0 0] 0.0;
  41         bore            bore          [0 1 0 0 0] 0.0;
  42         stroke          stroke        [0 1 0 0 0] 0.0;
  43         clearance       clearance     [0 1 0 0 0] 0.0;
  44     @endverbatim
  45
  46 Note
  47    The engineTime can currently only be selected at compile-time.
  48
  49 SourceFiles
  50     engineTime.C
  51
  52 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  53
  54 #ifndef engineTime_H
  55 #define engineTime_H
  56
  57 #include "Time.H"
  58 #include "dictionary.H"
  59 #include "dimensionedScalar.H"
  60
  61 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  62
  63 namespace Foam
  64 {
  65
  66 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  67                         Class engineTime Declaration
  68 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  69
  70 class engineTime
  71 :
  72     public Time
  73 {
  74     // Private data
  75
  76         IOdictionary dict_;
  77
  78         //- RPM is required
  79         dimensionedScalar rpm_;
  80
  81         //- Optional engine geometry parameters
  82         dimensionedScalar conRodLength_;
  83         dimensionedScalar bore_;
  84         dimensionedScalar stroke_;
  85         dimensionedScalar clearance_;
  86
  87
  88     // Private Member Functions
  89
  90         //- Disallow default bitwise copy construct
  91         engineTime(const engineTime&);
  92
  93         //- Disallow default bitwise assignment
  94         void operator=(const engineTime&);
  95
  96         //- adjust read time values
  97         void timeAdjustment();
  98
  99 public:
 100
 101     // Constructors
 102
 103         //- Construct from objectRegistry arguments
 104         engineTime
 105         (
 106             const word& name,
 107             const fileName& rootPath,
 108             const fileName& caseName,
 109             const fileName& systemName = "system",
 110             const fileName& constantName = "constant",
 111             const fileName& dictName = "engineGeometry"
 112         );
 113
 114     // Destructor
 115
 116         virtual ~engineTime()
 117         {}
 118
 119
 120     // Member Functions
 121
 122         // Conversion
 123
 124             //- Convert degrees to radians
 125             scalar degToRad(const scalar rad) const;
 126
 127             //- Convert degrees to seconds (for given engine speed in RPM)
 128             scalar degToTime(const scalar theta) const;
 129
 130             //- Convert seconds to degrees (for given engine speed in RPM)
 131             scalar timeToDeg(const scalar t) const;
 132
 133             //- Calculate the piston position from the engine geometry
 134             //  and given crank angle.
 135             scalar pistonPosition(const scalar theta) const;
 136
 137
 138         // Access
 139
 140             //- Return the engine geometry dictionary
 141             const dictionary& engineDict() const
 142             {
 143                 return dict_;
 144             }
 145
 146             //- Return the engines current operating RPM
 147             const dimensionedScalar& rpm() const
 148             {
 149                 return rpm_;
 150             }
 151
 152             //- Return the engines connecting-rod length
 153             const dimensionedScalar& conRodLength() const
 154             {
 155                 return conRodLength_;
 156             }
 157
 158             //- Return the engines bore
 159             const dimensionedScalar& bore() const
 160             {
 161                 return bore_;
 162             }
 163
 164             //- Return the engines stroke
 165             const dimensionedScalar& stroke() const
 166             {
 167                 return stroke_;
 168             }
 169
 170             //- Return the engines clearance-gap
 171             const dimensionedScalar& clearance() const
 172             {
 173                 return clearance_;
 174             }
 175
 176
 177             //- Return current crank-angle
 178             scalar theta() const;
 179
 180             //- Return current crank-angle translated to a single revolution
 181             //  (value between -180 and 180 with 0 = top dead centre)
 182             scalar thetaRevolution() const;
 183
 184             //- Return crank-angle increment
 185             scalar deltaTheta() const;
 186
 187             //- Return current piston position
 188             dimensionedScalar pistonPosition() const;
 189
 190             //- Return piston displacement for current time step
 191             dimensionedScalar pistonDisplacement() const;
 192
 193             //- Return piston speed for current time step
 194             dimensionedScalar pistonSpeed() const;
 195
 196
 197         // Member functions overriding the virtual functions in time
 198
 199             //- Convert the user-time (CA deg) to real-time (s).
 200             virtual scalar userTimeToTime(const scalar theta) const;
 201
 202             //- Convert the real-time (s) into user-time (CA deg)
 203             virtual scalar timeToUserTime(const scalar t) const;
 204
 205             //- Read the control dictionary and set the write controls etc.
 206             virtual void readDict();
 207
 208
 209         // Edit
 210
 211             //- Read the controlDict and set all the parameters
 212             virtual bool read();
 213 };
 214
 215
 216 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 217
 218 } // End namespace Foam
 219
 220 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 221
 222 #endif
 223
 224 // ************************************************************************* //