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