src/thermophysicalModels/radiation/submodels/absorptionEmissionModel/wideBandAbsorptionEmission/wideBandAbsorptionEmission.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
   5     \\  /    A nd           | Copyright (C) 2008-2009 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 Class
  26     Foam::radiation::greyMeanAbsorptionEmission
  27
  28 Description
  29
  30     wideBandAbsorptionEmission radiation absorption and emission coefficients
  31     for continuous phase.
  32
  33     All the bands should have the same number of species and have to be entered
  34     in the same order.
  35
  36     There is no check of continuity of the bands. They should not ovelap or
  37     have gaps.
  38
  39     The emission constant proportionality is specified per band (EhrrCoeff).
  40
  41     The coefficients for the species in the LookUpTable have to be specified
  42     for use in moles x P [atm].i.e. (k[i] = species[i]*p*9.869231e-6).
  43
  44     The coefficients for CO and soot or any other added are multiplied by the
  45     respective mass fraction being solved.
  46
  47     The look Up table file should be in the constant directory.
  48
  49     band dictionary:
  50
  51     band0
  52     {
  53         bandLimits (1.0e-6 2.63e-6);
  54         EhrrCoeff       0.0;
  55         species
  56         {
  57             CH4
  58             {
  59                 Tcommon         300.;
  60                 Tlow            300.;
  61                 Thigh           2500.;
  62                 invTemp         false;
  63                 loTcoeffs (0 0 0 0 0 0) ;
  64                 hiTcoeffs (.1 0 0 0 0 0);
  65             }
  66             CO2
  67             {
  68                 Tcommon         300.;
  69                 Tlow            300.;
  70                 Thigh           2500.;
  71                 invTemp         false;
  72                 loTcoeffs (0 0 0 0 0 0) ;
  73                 hiTcoeffs (.1 0 0 0 0 0);
  74             }
  75
  76             H2O
  77             {
  78                 Tcommon         300.;
  79                 Tlow            300.;
  80                 Thigh           2500.;
  81                 invTemp         false;
  82                 loTcoeffs (0 0 0 0 0 0) ;
  83                 hiTcoeffs (.1 0 0 0 0 0);
  84             }
  85
  86             Ysoot
  87             {
  88                 Tcommon         300.;
  89                 Tlow            300.;
  90                 Thigh           2500.;
  91                 invTemp         false;
  92                 loTcoeffs (0 0 0 0 0 0) ;
  93                 hiTcoeffs (.1 0 0 0 0 0);
  94             }
  95         }
  96     }
  97
  98
  99 SourceFiles
 100     wideBandAbsorptionEmission.C
 101
 102 \*---------------------------------------------------------------------------*/
 103
 104 #ifndef wideBandAbsorptionEmission_H
 105 #define wideBandAbsorptionEmission_H
 106
 107 #include "interpolationLookUpTable.H"
 108 #include "absorptionEmissionModel.H"
 109 #include "HashTable.H"
 110 #include "absorptionCoeffs.H"
 111 #include "basicThermo.H"
 112
 113 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 114
 115 namespace Foam
 116 {
 117 namespace radiation
 118 {
 119
 120 /*---------------------------------------------------------------------------*\
 121                   Class wideBandAbsorptionEmission Declaration
 122 \*---------------------------------------------------------------------------*/
 123
 124 class wideBandAbsorptionEmission
 125 :
 126     public absorptionEmissionModel
 127 {
 128 public:
 129
 130     // Public data
 131
 132         //- Maximum number of species considered for absorptivity
 133         static const int nSpecies_ = 5;
 134
 135         //- Maximum number of bands
 136         static const int maxBands_ = 10;
 137
 138         //-  Absorption coefficients
 139         FixedList<FixedList<absorptionCoeffs, nSpecies_>, maxBands_> coeffs_;
 140
 141
 142 private:
 143
 144     // Private data
 145
 146         //- Absorption model dictionary
 147         dictionary coeffsDict_;
 148
 149         //- Hash table with species names
 150         HashTable<label> speciesNames_;
 151
 152         //- Indices of species in the look-up table
 153         FixedList<label, nSpecies_> specieIndex_;
 154
 155         //- Bands
 156         FixedList<Vector2D<scalar>, maxBands_> iBands_;
 157
 158         //- Proportion of the heat released rate emitted
 159         FixedList<scalar, maxBands_> iEhrrCoeffs_;
 160
 161         //- Look-up table of species related to ft
 162         mutable interpolationLookUpTable<scalar> lookUpTable_;
 163
 164         //- Thermo package
 165         const basicThermo& thermo_;
 166
 167         //- Bands
 168         label nBands_;
 169
 170         //- Pointer list of species being solved involved in the absorption
 171         UPtrList<volScalarField> Yj_;
 172
 173         // Total wave length covered by the bands
 174         scalar totalWaveLength_;
 175
 176
 177 public:
 178
 179     //- Runtime type information
 180     TypeName("wideBandAbsorptionEmission");
 181
 182
 183     // Constructors
 184
 185         //- Construct from components
 186         wideBandAbsorptionEmission
 187         (
 188             const dictionary& dict,
 189             const fvMesh& mesh
 190         );
 191
 192
 193     // Destructor
 194     virtual ~wideBandAbsorptionEmission();
 195
 196
 197     // Member Functions
 198
 199         // Access
 200
 201             // Absorption coefficient
 202
 203                 //- Absorption coefficient for continuous phase
 204                 tmp<volScalarField> aCont(const label bandI = 0) const;
 205
 206
 207             // Emission coefficient
 208
 209                 //- Emission coefficient for continuous phase
 210                 tmp<volScalarField> eCont(const label bandI = 0) const;
 211
 212
 213             // Emission contribution
 214
 215                 //- Emission contribution for continuous phase
 216                 tmp<volScalarField> ECont(const label bandI = 0) const;
 217
 218
 219         inline bool isGrey() const
 220         {
 221             return false;
 222         }
 223
 224         //- Number of bands
 225         inline label nBands() const
 226         {
 227             return nBands_;
 228         }
 229
 230         //- Lower and upper limit of band i
 231         inline const Vector2D<scalar>& bands(const label i) const
 232         {
 233             return iBands_[i];
 234         }
 235
 236         //- Add contribution of ILambda to the total radiative intensity in
 237         //  direction i
 238         tmp<volScalarField> addIntensity
 239         (
 240             const label i,
 241             const volScalarField& ILambda
 242         ) const;
 243
 244         void correct
 245         (
 246             volScalarField& a_,
 247             PtrList<volScalarField>& aLambda
 248         ) const;
 249 };
 250
 251
 252 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 253
 254 } // End namespace radiation
 255 } // End namespace Foam
 256
 257 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 258
 259 #endif
 260
 261 // ************************************************************************* //