src/turbulenceModels/incompressible/RAS/derivedFvPatchFields/wallFunctions/nutWallFunctions/nutUWallFunction/nutUWallFunctionFvPatchScalarField.C

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
   4    \\    /   O peration     |
   5     \\  /    A nd           | Copyright (C) 2011 OpenFOAM Foundation
   6      \\/     M anipulation  |
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   8 License
   9     This file is part of OpenFOAM.
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  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
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  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, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  23
  24 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  25
  26 #include "nutUWallFunctionFvPatchScalarField.H"
  27 #include "RASModel.H"
  28 #include "fvPatchFieldMapper.H"
  29 #include "volFields.H"
  30 #include "addToRunTimeSelectionTable.H"
  31
  32 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  33
  34 namespace Foam
  35 {
  36 namespace incompressible
  37 {
  38 namespace RASModels
  39 {
  40
  41 // * * * * * * * * * * * * Protected Member Functions  * * * * * * * * * * * //
  42
  43 tmp<scalarField> nutUWallFunctionFvPatchScalarField::calcNut() const
  44 {
  45     const label patchI = patch().index();
  46
  47     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
  48     const fvPatchVectorField& Uw = rasModel.U().boundaryField()[patchI];
  49     const scalarField magUp(mag(Uw.patchInternalField() - Uw));
  50     const tmp<volScalarField> tnu = rasModel.nu();
  51     const volScalarField& nu = tnu();
  52     const scalarField& nuw = 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> nutUWallFunctionFvPatchScalarField::calcYPlus
  74 (
  75     const scalarField& magUp
  76 ) const
  77 {
  78     const label patchI = patch().index();
  79
  80     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
  81     const scalarField& y = rasModel.y()[patchI];
  82     const tmp<volScalarField> tnu = rasModel.nu();
  83     const volScalarField& nu = tnu();
  84     const scalarField& nuw = nu.boundaryField()[patchI];
  85
  86     tmp<scalarField> tyPlus(new scalarField(patch().size(), 0.0));
  87     scalarField& yPlus = tyPlus();
  88
  89     forAll(yPlus, facei)
  90     {
  91         scalar kappaRe = kappa_*magUp[facei]*y[facei]/nuw[facei];
  92
  93         scalar yp = yPlusLam_;
  94         scalar ryPlusLam = 1.0/yp;
  95
  96         int iter = 0;
  97         scalar yPlusLast = 0.0;
  98
  99         do
 100         {
 101             yPlusLast = yp;
 102             yp = (kappaRe + yp)/(1.0 + log(E_*yp));
 103
 104         } while (mag(ryPlusLam*(yp - yPlusLast)) > 0.01 && ++iter < 10 );
 105
 106         yPlus[facei] = max(0.0, yp);
 107     }
 108
 109     return tyPlus;
 110 }
 111
 112
 113 // * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors  * * * * * * * * * * * * * * //
 114
 115 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 116 (
 117     const fvPatch& p,
 118     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF
 119 )
 120 :
 121     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(p, iF)
 122 {}
 123
 124
 125 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 126 (
 127     const nutUWallFunctionFvPatchScalarField& ptf,
 128     const fvPatch& p,
 129     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF,
 130     const fvPatchFieldMapper& mapper
 131 )
 132 :
 133     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(ptf, p, iF, mapper)
 134 {}
 135
 136
 137 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 138 (
 139     const fvPatch& p,
 140     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF,
 141     const dictionary& dict
 142 )
 143 :
 144     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(p, iF, dict)
 145 {}
 146
 147
 148 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 149 (
 150     const nutUWallFunctionFvPatchScalarField& sawfpsf
 151 )
 152 :
 153     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(sawfpsf)
 154 {}
 155
 156
 157 nutUWallFunctionFvPatchScalarField::nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 158 (
 159     const nutUWallFunctionFvPatchScalarField& sawfpsf,
 160     const DimensionedField<scalar, volMesh>& iF
 161 )
 162 :
 163     nutkWallFunctionFvPatchScalarField(sawfpsf, iF)
 164 {}
 165
 166
 167 // * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions  * * * * * * * * * * * * * //
 168
 169 tmp<scalarField> nutUWallFunctionFvPatchScalarField::yPlus() const
 170 {
 171     const label patchI = patch().index();
 172     const RASModel& rasModel = db().lookupObject<RASModel>("RASProperties");
 173     const fvPatchVectorField& Uw = rasModel.U().boundaryField()[patchI];
 174     const scalarField magUp(mag(Uw.patchInternalField() - Uw));
 175
 176     return calcYPlus(magUp);
 177 }
 178
 179
 180 void nutUWallFunctionFvPatchScalarField::write(Ostream& os) const
 181 {
 182     fvPatchField<scalar>::write(os);
 183     writeLocalEntries(os);
 184     writeEntry("value", os);
 185 }
 186
 187
 188 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 189
 190 makePatchTypeField
 191 (
 192     fvPatchScalarField,
 193     nutUWallFunctionFvPatchScalarField
 194 );
 195
 196 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 197
 198 } // End namespace RASModels
 199 } // End namespace incompressible
 200 } // End namespace Foam
 201
 202 // ************************************************************************* //