src/finiteVolume/interpolation/surfaceInterpolation/surfaceInterpolationScheme/surfaceInterpolationScheme.C

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
   5     \\  /    A nd           | Copyright (C) 1991-2009 OpenCFD Ltd.
   6      \\/     M anipulation  |
   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 Description
  26     Abstract base class for surface interpolation schemes.
  27
  28 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  29
  30 #include "surfaceInterpolationScheme.H"
  31 #include "volFields.H"
  32 #include "surfaceFields.H"
  33 #include "coupledFvPatchField.H"
  34
  35 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  36
  37 namespace Foam
  38 {
  39
  40 // * * * * * * * * * * * * * * * * * Selectors * * * * * * * * * * * * * * * //
  41
  42 // Return weighting factors for scheme given by name in dictionary
  43 template<class Type>
  44 tmp<surfaceInterpolationScheme<Type> > surfaceInterpolationScheme<Type>::New
  45 (
  46     const fvMesh& mesh,
  47     Istream& schemeData
  48 )
  49 {
  50     if (schemeData.eof())
  51     {
  52         FatalIOErrorIn
  53         (
  54             "surfaceInterpolationScheme<Type>::New(const fvMesh&, Istream&)",
  55             schemeData
  56         )   << "Discretisation scheme not specified"
  57             << endl << endl
  58             << "Valid schemes are :" << endl
  59             << MeshConstructorTablePtr_->toc()
  60             << exit(FatalIOError);
  61     }
  62
  63     word schemeName(schemeData);
  64
  65     if (surfaceInterpolation::debug || surfaceInterpolationScheme<Type>::debug)
  66     {
  67         Info<< "surfaceInterpolationScheme<Type>::New"
  68                "(const fvMesh&, Istream&)"
  69                " : discretisation scheme = "
  70             << schemeName
  71             << endl;
  72     }
  73
  74     typename MeshConstructorTable::iterator constructorIter =
  75         MeshConstructorTablePtr_->find(schemeName);
  76
  77     if (constructorIter == MeshConstructorTablePtr_->end())
  78     {
  79         FatalIOErrorIn
  80         (
  81             "surfaceInterpolationScheme<Type>::New(const fvMesh&, Istream&)",
  82             schemeData
  83         )   << "Unknown discretisation scheme " << schemeName
  84             << endl << endl
  85             << "Valid schemes are :" << endl
  86             << MeshConstructorTablePtr_->toc()
  87             << exit(FatalIOError);
  88     }
  89
  90     return constructorIter()(mesh, schemeData);
  91 }
  92
  93
  94 // Return weighting factors for scheme given by name in dictionary
  95 template<class Type>
  96 tmp<surfaceInterpolationScheme<Type> > surfaceInterpolationScheme<Type>::New
  97 (
  98     const fvMesh& mesh,
  99     const surfaceScalarField& faceFlux,
 100     Istream& schemeData
 101 )
 102 {
 103     if (schemeData.eof())
 104     {
 105         FatalIOErrorIn
 106         (
 107             "surfaceInterpolationScheme<Type>::New"
 108             "(const fvMesh&, const surfaceScalarField&, Istream&)",
 109             schemeData
 110         )   << "Discretisation scheme not specified"
 111             << endl << endl
 112             << "Valid schemes are :" << endl
 113             << MeshConstructorTablePtr_->toc()
 114             << exit(FatalIOError);
 115     }
 116
 117     word schemeName(schemeData);
 118
 119     if (surfaceInterpolation::debug || surfaceInterpolationScheme<Type>::debug)
 120     {
 121         Info<< "surfaceInterpolationScheme<Type>::New"
 122                "(const fvMesh&, const surfaceScalarField&, Istream&)"
 123                " : discretisation scheme = "
 124             << schemeName
 125             << endl;
 126     }
 127
 128     typename MeshFluxConstructorTable::iterator constructorIter =
 129         MeshFluxConstructorTablePtr_->find(schemeName);
 130
 131     if (constructorIter == MeshFluxConstructorTablePtr_->end())
 132     {
 133         FatalIOErrorIn
 134         (
 135             "surfaceInterpolationScheme<Type>::New"
 136             "(const fvMesh&, const surfaceScalarField&, Istream&)",
 137             schemeData
 138         )   << "Unknown discretisation scheme " << schemeName
 139             << endl << endl
 140             << "Valid schemes are :" << endl
 141             << MeshFluxConstructorTablePtr_->toc()
 142             << exit(FatalIOError);
 143     }
 144
 145     return constructorIter()(mesh, faceFlux, schemeData);
 146 }
 147
 148
 149 // * * * * * * * * * * * * * * * * Destructor  * * * * * * * * * * * * * * * //
 150
 151 template<class Type>
 152 surfaceInterpolationScheme<Type>::~surfaceInterpolationScheme()
 153 {}
 154
 155
 156 // * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * //
 157
 158 //- Return the face-interpolate of the given cell field
 159 //  with the given owner and neighbour weighting factors
 160 template<class Type>
 161 tmp<GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh> >
 162 surfaceInterpolationScheme<Type>::interpolate
 163 (
 164     const GeometricField<Type, fvPatchField, volMesh>& vf,
 165     const tmp<surfaceScalarField>& tlambdas,
 166     const tmp<surfaceScalarField>& tys
 167 )
 168 {
 169     if (surfaceInterpolation::debug)
 170     {
 171         Info<< "surfaceInterpolationScheme<Type>::uncorrectedInterpolate"
 172                "(const GeometricField<Type, fvPatchField, volMesh>&, "
 173                "const tmp<surfaceScalarField>&, "
 174                "const tmp<surfaceScalarField>&) : "
 175                "interpolating volTypeField from cells to faces "
 176                "without explicit correction"
 177             << endl;
 178     }
 179
 180     const surfaceScalarField& lambdas = tlambdas();
 181     const surfaceScalarField& ys = tys();
 182
 183     const Field<Type>& vfi = vf.internalField();
 184     const scalarField& lambda = lambdas.internalField();
 185     const scalarField& y = ys.internalField();
 186
 187     const fvMesh& mesh = vf.mesh();
 188     const unallocLabelList& P = mesh.owner();
 189     const unallocLabelList& N = mesh.neighbour();
 190
 191     tmp<GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh> > tsf
 192     (
 193         new GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh>
 194         (
 195             IOobject
 196             (
 197                 "interpolate("+vf.name()+')',
 198                 vf.instance(),
 199                 vf.db()
 200             ),
 201             mesh,
 202             vf.dimensions()
 203         )
 204     );
 205     GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh>& sf = tsf();
 206
 207     Field<Type>& sfi = sf.internalField();
 208
 209     for (register label fi=0; fi<P.size(); fi++)
 210     {
 211         sfi[fi] = lambda[fi]*vfi[P[fi]] + y[fi]*vfi[N[fi]];
 212     }
 213
 214
 215     // Interpolate across coupled patches using given lambdas and ys
 216
 217     forAll (lambdas.boundaryField(), pi)
 218     {
 219         const fvsPatchScalarField& pLambda = lambdas.boundaryField()[pi];
 220         const fvsPatchScalarField& pY = ys.boundaryField()[pi];
 221
 222         if (vf.boundaryField()[pi].coupled())
 223         {
 224             sf.boundaryField()[pi] =
 225                 pLambda*vf.boundaryField()[pi].patchInternalField()
 226               + pY*vf.boundaryField()[pi].patchNeighbourField();
 227         }
 228         else
 229         {
 230             sf.boundaryField()[pi] = vf.boundaryField()[pi];
 231         }
 232     }
 233
 234     tlambdas.clear();
 235     tys.clear();
 236
 237     return tsf;
 238 }
 239
 240
 241 //- Return the face-interpolate of the given cell field
 242 //  with the given weigting factors
 243 template<class Type>
 244 tmp<GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh> >
 245 surfaceInterpolationScheme<Type>::interpolate
 246 (
 247     const GeometricField<Type, fvPatchField, volMesh>& vf,
 248     const tmp<surfaceScalarField>& tlambdas
 249 )
 250 {
 251     if (surfaceInterpolation::debug)
 252     {
 253         Info<< "surfaceInterpolationScheme<Type>::interpolate"
 254                "(const GeometricField<Type, fvPatchField, volMesh>&, "
 255                "const tmp<surfaceScalarField>&) : "
 256                "interpolating volTypeField from cells to faces "
 257                "without explicit correction"
 258             << endl;
 259     }
 260
 261     const surfaceScalarField& lambdas = tlambdas();
 262
 263     const Field<Type>& vfi = vf.internalField();
 264     const scalarField& lambda = lambdas.internalField();
 265
 266     const fvMesh& mesh = vf.mesh();
 267     const unallocLabelList& P = mesh.owner();
 268     const unallocLabelList& N = mesh.neighbour();
 269
 270     tmp<GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh> > tsf
 271     (
 272         new GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh>
 273         (
 274             IOobject
 275             (
 276                 "interpolate("+vf.name()+')',
 277                 vf.instance(),
 278                 vf.db()
 279             ),
 280             mesh,
 281             vf.dimensions()
 282         )
 283     );
 284     GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh>& sf = tsf();
 285
 286     Field<Type>& sfi = sf.internalField();
 287
 288     for (register label fi=0; fi<P.size(); fi++)
 289     {
 290         sfi[fi] = lambda[fi]*(vfi[P[fi]] - vfi[N[fi]]) + vfi[N[fi]];
 291     }
 292
 293     // Interpolate across coupled patches using given lambdas
 294
 295     forAll (lambdas.boundaryField(), pi)
 296     {
 297         const fvsPatchScalarField& pLambda = lambdas.boundaryField()[pi];
 298
 299         if (vf.boundaryField()[pi].coupled())
 300         {
 301             tsf().boundaryField()[pi] =
 302                 pLambda*vf.boundaryField()[pi].patchInternalField()
 303              + (1.0 - pLambda)*vf.boundaryField()[pi].patchNeighbourField();
 304         }
 305         else
 306         {
 307             sf.boundaryField()[pi] = vf.boundaryField()[pi];
 308         }
 309     }
 310
 311     tlambdas.clear();
 312
 313     return tsf;
 314 }
 315
 316
 317 //- Return the face-interpolate of the given cell field
 318 //  with explicit correction
 319 template<class Type>
 320 tmp<GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh> >
 321 surfaceInterpolationScheme<Type>::interpolate
 322 (
 323     const GeometricField<Type, fvPatchField, volMesh>& vf
 324 ) const
 325 {
 326     if (surfaceInterpolation::debug)
 327     {
 328         Info<< "surfaceInterpolationScheme<Type>::interpolate"
 329                "(const GeometricField<Type, fvPatchField, volMesh>&) : "
 330             << "interpolating volTypeField from cells to faces"
 331             << endl;
 332     }
 333
 334     tmp<GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh> > tsf
 335         = interpolate(vf, weights(vf));
 336
 337     if (corrected())
 338     {
 339         tsf() += correction(vf);
 340     }
 341
 342     return tsf;
 343 }
 344
 345
 346 //- Return the face-interpolate of the given cell field
 347 //  with explicit correction
 348 template<class Type>
 349 tmp<GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh> >
 350 surfaceInterpolationScheme<Type>::interpolate
 351 (
 352     const tmp<GeometricField<Type, fvPatchField, volMesh> >& tvf
 353 ) const
 354 {
 355     tmp<GeometricField<Type, fvsPatchField, surfaceMesh> > tinterpVf
 356         = interpolate(tvf());
 357     tvf.clear();
 358     return tinterpVf;
 359 }
 360
 361
 362 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 363
 364 } // End namespace Foam
 365
 366 // ************************************************************************* //