src/thermophysicalModels/radiation/radiationModel/fvDOM/fvDOM/fvDOM.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
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  10
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  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::radiation::fvDOM
  27
  28 Description
  29
  30     Finite Volume Discrete Ordinates Method. Solves the RTE equation for n
  31     directions in a participating media, not including scatter.
  32
  33     Available absorption models:
  34         greyMeanAbsoprtionEmission
  35         wideBandAbsorptionEmission
  36
  37     i.e. dictionary
  38     fvDOMCoeffs
  39     {
  40         nPhi    1;          // azimuthal angles in PI/2 on X-Y.(from Y to X)
  41         nTheta  2;          // polar angles in PI (from Z to X-Y plane)
  42         convergence 1e-4;   // convergence criteria for radiation iteration
  43     }
  44
  45     solverFreq   1; // Number of flow iterations per radiation iteration
  46
  47     The total number of solid angles is  4*nPhi*nTheta.
  48
  49     In 1D the direction of the rays is X (nPhi and nTheta are ignored)
  50     In 2D the direction of the rays is on X-Y plane (only nPhi is considered)
  51     In 3D (nPhi and nTheta are considered)
  52
  53 SourceFiles
  54     fvDOM.C
  55
  56 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  57
  58 #ifndef radiationModelfvDOM_H
  59 #define radiationModelfvDOM_H
  60
  61 #include "radiativeIntensityRay.H"
  62 #include "radiationModel.H"
  63
  64 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  65
  66 namespace Foam
  67 {
  68 namespace radiation
  69 {
  70
  71 /*---------------------------------------------------------------------------*\
  72                            Class fvDOM Declaration
  73 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  74
  75 class fvDOM
  76 :
  77     public radiationModel
  78 {
  79     // Private data
  80
  81         //- Incident radiation  [W/m2]
  82         volScalarField G_;
  83
  84         //- Total radiative heat flux [W/m2]
  85         volScalarField Qr_;
  86
  87         //- Total absorption coefficient [1/m]
  88         volScalarField a_;
  89
  90         //- Total emission coefficient [1/m]
  91         volScalarField e_;
  92
  93         //- Emission contribution [Kg/m/s^3]
  94         volScalarField E_;
  95
  96         //- Number of solid angles in theta
  97         label nTheta_;
  98
  99         //- Number of solid angles in phi
 100         label nPhi_ ;
 101
 102         //- Total number of rays (1 per direction)
 103         label nRay_;
 104
 105         //- Number of wavelength bands
 106         label nLambda_;
 107
 108         //- Wavelength total absorption coefficient [1/m]
 109         PtrList<volScalarField> aLambda_;
 110
 111         //- Black body
 112         blackBodyEmission blackBody_;
 113
 114         //- List of pointers to radiative intensity rays
 115         PtrList<radiativeIntensityRay> IRay_;
 116
 117         //- Convergence criterion
 118         scalar convergence_;
 119
 120         //- Maximum number of iterations
 121         scalar maxIter_;
 122
 123
 124     // Private member functions
 125
 126         //- Disallow default bitwise copy construct
 127         fvDOM(const fvDOM&);
 128
 129         //- Disallow default bitwise assignment
 130         void operator=(const fvDOM&);
 131
 132         //- Update nlack body emission
 133         void updateBlackBodyEmission();
 134
 135
 136 public:
 137
 138     //- Runtime type information
 139     TypeName("fvDOM");
 140
 141
 142     // Constructors
 143
 144         //- Construct from components
 145         fvDOM(const volScalarField& T);
 146
 147
 148     //- Destructor
 149     virtual ~fvDOM();
 150
 151
 152     // Member functions
 153
 154         // Edit
 155
 156             //- Solve radiation equation(s)
 157             void calculate();
 158
 159             //- Read radiation properties dictionary
 160             bool read();
 161
 162             //- Update G and calculate total heat flux on boundary
 163             void updateG();
 164
 165             //- Set the rayId and lambdaId from by decomposing an intensity
 166             //  field name
 167             void setRayIdLambdaId
 168             (
 169                 const word& name,
 170                 label& rayId,
 171                 label& lambdaId
 172             ) const;
 173
 174             //- Source term component (for power of T^4)
 175             virtual tmp<volScalarField> Rp() const;
 176
 177             //- Source term component (constant)
 178             virtual tmp<DimensionedField<scalar, volMesh> > Ru() const;
 179
 180
 181         // Access
 182
 183             //- Ray intensity for rayI
 184             inline const radiativeIntensityRay& IRay(const label rayI) const;
 185
 186             //- Ray intensity for rayI and lambda bandwidth
 187             inline const volScalarField& IRayLambda
 188             (
 189                 const label rayI,
 190                 const label lambdaI
 191             ) const;
 192
 193             //- Number of angles in theta
 194             inline label nTheta() const;
 195
 196             //- Number of angles in phi
 197             inline label nPhi() const;
 198
 199             //- Number of rays
 200             inline label nRay() const;
 201
 202             //- Number of wavelengths
 203             inline label nLambda() const;
 204
 205             //- Const access to total absorption coefficient
 206             inline const volScalarField& a() const;
 207
 208             //- Const access to wavelength total absorption coefficient
 209             inline const volScalarField& aLambda(const label lambdaI) const;
 210
 211             //- Const access to incident radiation field
 212             inline const volScalarField& G() const;
 213
 214             //- Const access to total radiative heat flux field
 215             inline const volScalarField& Qr() const;
 216
 217             //- Const access to black body
 218             inline const blackBodyEmission& blackBody() const;
 219 };
 220
 221
 222 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 223
 224 #include "fvDOMI.H"
 225
 226 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 227
 228 } // End namespace radiation
 229 } // End namespace Foam
 230
 231 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 232
 233 #endif
 234
 235 // ************************************************************************* //