src/turbulenceModels/incompressible/RAS/derivedFvPatchFields/wallFunctions/nutWallFunctions/nutSpalartAllmarasStandardWallFunction/nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField.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 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  26
  27 #include "nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField.H"
  28 #include "RASModel.H"
  29 #include "fvPatchFieldMapper.H"
  30 #include "volFields.H"
  31 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  32
  33 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  34
  35 namespace Foam
  36 {
  37 namespace incompressible
  38 {
  39 namespace RASModels
  40 {
  41
  42 // * * * * * * * * * * * * Protected Member Functions  * * * * * * * * * * * //
  43
  44 tmp<scalarField>
  45 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::calcNut() const
  46 {
  47     const label patchI = patch().index();
  48
  49     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
  50     const fvPatchVectorField& Uw = rasModel.U().boundaryField()[patchI];
  51     const scalarField magUp = mag(Uw.patchInternalField() - Uw);
  52     const scalarField& nuw = rasModel.nu().boundaryField()[patchI];
  53
  54     tmp<scalarField> tyPlus = calcYPlus(magUp);
  55     scalarField& yPlus = tyPlus();
  56
  57     tmp<scalarField> tnutw(new scalarField(patch().size(), 0.0));
  58     scalarField& nutw = tnutw();
  59
  60     forAll(yPlus, facei)
  61     {
  62         if (yPlus[facei] > yPlusLam_)
  63         {
  64             nutw[facei] =
  65                 nuw[facei]*(yPlus[facei]*kappa_/log(E_*yPlus[facei]) - 1.0);
  66         }
  67     }
  68
  69     return tnutw;
  70 }
  71
  72
  73 tmp<scalarField>
  74 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::calcYPlus
  75 (
  76     const scalarField& magUp
  77 ) const
  78 {
  79     const label patchI = patch().index();
  80
  81     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
  82     const scalarField& y = rasModel.y()[patchI];
  83     const scalarField& nuw = rasModel.nu().boundaryField()[patchI];
  84
  85     tmp<scalarField> tyPlus(new scalarField(patch().size(), 0.0));
  86     scalarField& yPlus = tyPlus();
  87
  88     forAll(yPlus, facei)
  89     {
  90         scalar kappaRe = kappa_*magUp[facei]*y[facei]/nuw[facei];
  91
  92         scalar yp = yPlusLam_;
  93         scalar ryPlusLam = 1.0/yp;
  94
  95         int iter = 0;
  96         scalar yPlusLast = 0.0;
  97
  98         do
  99         {
 100             yPlusLast = yp;
 101             yp = (kappaRe + yp)/(1.0 + log(E_*yp));
 102
 103         } while(mag(ryPlusLam*(yp - yPlusLast)) > 0.01 && ++iter < 10 );
 104
 105         yPlus[facei] = max(0.0, yp);
 106     }
 107
 108     return tyPlus;
 109 }
 110
 111
 112 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
 113
 114 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::
 115 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField
 116 (
 117     const fvPatch& p,
 118     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF
 119 )
 120 :
 121     nutWallFunctionFvPatchScalarField(p, iF)
 122 {}
 123
 124
 125 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::
 126 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField
 127 (
 128     const nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField& ptf,
 129     const fvPatch& p,
 130     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF,
 131     const fvPatchFieldMapper& mapper
 132 )
 133 :
 134     nutWallFunctionFvPatchScalarField(ptf, p, iF, mapper)
 135 {}
 136
 137
 138 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::
 139 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField
 140 (
 141     const fvPatch& p,
 142     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF,
 143     const dictionary& dict
 144 )
 145 :
 146     nutWallFunctionFvPatchScalarField(p, iF, dict)
 147 {}
 148
 149
 150 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::
 151 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField
 152 (
 153     const nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField& sawfpsf
 154 )
 155 :
 156     nutWallFunctionFvPatchScalarField(sawfpsf)
 157 {}
 158
 159
 160 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::
 161 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField
 162 (
 163     const nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField& sawfpsf,
 164     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF
 165 )
 166 :
 167     nutWallFunctionFvPatchScalarField(sawfpsf, iF)
 168 {}
 169
 170
 171 // * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * //
 172
 173 tmp<scalarField>
 174 nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::yPlus() const
 175 {
 176     const label patchI = patch().index();
 177     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
 178     const fvPatchVectorField& Uw = rasModel.U().boundaryField()[patchI];
 179     const scalarField magUp = mag(Uw.patchInternalField() - Uw);
 180
 181     return calcYPlus(magUp);
 182 }
 183
 184
 185 void nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField::write
 186 (
 187     Ostream& os
 188 ) const
 189 {
 190     fvPatchField<scalar>::write(os);
 191     writeLocalEntries(os);
 192     writeEntry("value", os);
 193 }
 194
 195
 196 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 197
 198 makePatchTypeField
 199 (
 200     fvPatchScalarField,
 201     nutSpalartAllmarasStandardWallFunctionFvPatchScalarField
 202 );
 203
 204 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 205
 206 } // End namespace RASModels
 207 } // End namespace incompressible
 208 } // End namespace Foam
 209
 210 // ************************************************************************* //