src/postProcessing/functionObjects/forces/pointPatchFields/derived/sixDoFRigidBodyMotion/sixDoFRigidBodyMotionConstraint/fixedAxis/fixedAxis.C

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  20
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  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 "fixedAxis.H"
  28 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  29 #include "sixDoFRigidBodyMotion.H"
  30
  31 // * * * * * * * * * * * * * * Static Data Members * * * * * * * * * * * * * //
  32
  33 namespace Foam
  34 {
  35 namespace sixDoFRigidBodyMotionConstraints
  36 {
  37     defineTypeNameAndDebug(fixedAxis, 0);
  38     addToRunTimeSelectionTable
  39     (
  40         sixDoFRigidBodyMotionConstraint,
  41         fixedAxis,
  42         dictionary
  43     );
  44 };
  45 };
  46
  47
  48 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
  49
  50 Foam::sixDoFRigidBodyMotionConstraints::fixedAxis::fixedAxis
  51 (
  52     const dictionary& sDoFRBMCDict
  53 )
  54 :
  55     sixDoFRigidBodyMotionConstraint(sDoFRBMCDict),
  56     fixedAxis_()
  57 {
  58     read(sDoFRBMCDict);
  59 }
  60
  61
  62 // * * * * * * * * * * * * * * * * Destructors * * * * * * * * * * * * * * * //
  63
  64 Foam::sixDoFRigidBodyMotionConstraints::fixedAxis::~fixedAxis()
  65 {}
  66
  67
  68 // * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * * //
  69
  70 bool Foam::sixDoFRigidBodyMotionConstraints::fixedAxis::constrain
  71 (
  72     const sixDoFRigidBodyMotion& motion,
  73     const vector& existingConstraintForce,
  74     const vector& existingConstraintMoment,
  75     scalar deltaT,
  76     vector& constraintPosition,
  77     vector& constraintForceIncrement,
  78     vector& constraintMomentIncrement
  79 ) const
  80 {
  81     constraintMomentIncrement = vector::zero;
  82
  83     vector predictedDir = motion.predictedOrientation
  84     (
  85         fixedAxis_,
  86         existingConstraintMoment,
  87         deltaT
  88     );
  89
  90     scalar theta = acos(min(predictedDir & fixedAxis_, 1.0));
  91
  92     vector rotationAxis = fixedAxis_ ^ predictedDir;
  93
  94     scalar magRotationAxis = mag(rotationAxis);
  95
  96     if (magRotationAxis > VSMALL)
  97     {
  98         rotationAxis /= magRotationAxis;
  99
 100         const tensor& Q = motion.orientation();
 101
 102         // Transform rotationAxis to body local system
 103         rotationAxis = Q.T() & rotationAxis;
 104
 105         constraintMomentIncrement =
 106            -relaxationFactor_
 107            *(motion.momentOfInertia() & rotationAxis)
 108            *theta/sqr(deltaT);
 109
 110         // Transform moment increment to global system
 111         constraintMomentIncrement = Q & constraintMomentIncrement;
 112
 113         // Remove any moment that is around the fixedAxis_
 114         constraintMomentIncrement -=
 115             (constraintMomentIncrement & fixedAxis_)*fixedAxis_;
 116     }
 117
 118     constraintPosition = motion.centreOfMass();
 119
 120     constraintForceIncrement = vector::zero;
 121
 122     bool converged(mag(theta) < tolerance_);
 123
 124     if (motion.report())
 125     {
 126         Info<< " angle " << theta
 127             << " force " << constraintForceIncrement
 128             << " moment " << constraintMomentIncrement;
 129
 130         if (converged)
 131         {
 132             Info<< " converged";
 133         }
 134         else
 135         {
 136             Info<< " not converged";
 137         }
 138
 139         Info<< endl;
 140     }
 141
 142     return converged;
 143 }
 144
 145
 146 bool Foam::sixDoFRigidBodyMotionConstraints::fixedAxis::read
 147 (
 148     const dictionary& sDoFRBMCDict
 149 )
 150 {
 151     sixDoFRigidBodyMotionConstraint::read(sDoFRBMCDict);
 152
 153     sDoFRBMCCoeffs_.lookup("axis") >> fixedAxis_;
 154
 155     scalar magFixedAxis(mag(fixedAxis_));
 156
 157     if (magFixedAxis > VSMALL)
 158     {
 159         fixedAxis_ /= magFixedAxis;
 160     }
 161     else
 162     {
 163         FatalErrorIn
 164         (
 165             "Foam::sixDoFRigidBodyMotionConstraints::fixedAxis::read"
 166             "("
 167                 "const dictionary& sDoFRBMCDict"
 168             ")"
 169         )
 170             << "axis has zero length"
 171             << abort(FatalError);
 172     }
 173
 174     return true;
 175 }
 176
 177
 178 void Foam::sixDoFRigidBodyMotionConstraints::fixedAxis::write
 179 (
 180     Ostream& os
 181 ) const
 182 {
 183     os.writeKeyword("axis")
 184         << fixedAxis_ << token::END_STATEMENT << nl;
 185 }
 186
 187 // ************************************************************************* //