copy of chemFoam, base for test application
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ddc0b20e9d
commit
7ec7cd88e8
17 changed files with 483 additions and 0 deletions
6
.gitignore
vendored
6
.gitignore
vendored
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@ -18,3 +18,9 @@ lnInclude
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/laminarReactingFoam/Make/*
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/laminarReactingFoam/Make/*
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!/laminarReactingFoam/Make/file
|
!/laminarReactingFoam/Make/file
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!/laminarReactingFoam/Make/option
|
!/laminarReactingFoam/Make/option
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||||||
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||||||
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/testApp/Make/*
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||||||
|
!/testApp/Make/file
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||||||
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!/testApp/Make/option
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canteraTest
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3
testApp/Make/files
Normal file
3
testApp/Make/files
Normal file
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@ -0,0 +1,3 @@
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chemFoam.C
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||||||
|
EXE = canteraTest
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15
testApp/Make/options
Normal file
15
testApp/Make/options
Normal file
|
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@ -0,0 +1,15 @@
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|
EXE_INC = \
|
||||||
|
-I$(LIB_SRC)/thermophysicalModels/specie/lnInclude \
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-I$(LIB_SRC)/thermophysicalModels/reactionThermo/lnInclude \
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||||||
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-I$(LIB_SRC)/thermophysicalModels/basic/lnInclude \
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||||||
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-I$(LIB_SRC)/transportModels/compressible/lnInclude \
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||||||
|
-I$(LIB_SRC)/ODE/lnInclude\
|
||||||
|
-I$(LIB_SRC)/thermophysicalModels/chemistryModel/lnInclude \
|
||||||
|
-I$(LIB_SRC)/finiteVolume/lnInclude \
|
||||||
|
-I$(LIB_SRC)/meshTools/lnInclude
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EXE_LIBS = \
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-lchemistryModel \
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||||||
|
-lfiniteVolume \
|
||||||
|
-lmeshTools \
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|
-lcantera
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12
testApp/YEqn.H
Normal file
12
testApp/YEqn.H
Normal file
|
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@ -0,0 +1,12 @@
|
||||||
|
{
|
||||||
|
forAll(Y, specieI)
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||||||
|
{
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|
volScalarField& Yi = Y[specieI];
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||||||
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solve
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||||||
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(
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||||||
|
fvm::ddt(rho, Yi) - chemistry.RR(specieI),
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||||||
|
mesh.solver("Yi")
|
||||||
|
);
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
93
testApp/chemFoam.C
Normal file
93
testApp/chemFoam.C
Normal file
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@ -0,0 +1,93 @@
|
||||||
|
/*---------------------------------------------------------------------------*\
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|
========= |
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|
\\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
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\\ / O peration |
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\\ / A nd | Copyright (C) 2011-2016 OpenFOAM Foundation
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|
\\/ M anipulation |
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-------------------------------------------------------------------------------
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||||||
|
License
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||||||
|
This file is part of OpenFOAM.
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||||||
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||||||
|
OpenFOAM is free software: you can redistribute it and/or modify it
|
||||||
|
under the terms of the GNU General Public License as published by
|
||||||
|
the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
|
||||||
|
(at your option) any later version.
|
||||||
|
|
||||||
|
OpenFOAM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
|
||||||
|
ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
|
||||||
|
FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License
|
||||||
|
for more details.
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||||||
|
|
||||||
|
You should have received a copy of the GNU General Public License
|
||||||
|
along with OpenFOAM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
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|
Application
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chemFoam
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Description
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Solver for chemistry problems, designed for use on single cell cases to
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|
provide comparison against other chemistry solvers, that uses a single cell
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mesh, and fields created from the initial conditions.
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\*---------------------------------------------------------------------------*/
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#include "fvCFD.H"
|
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|
#include "psiReactionThermo.H"
|
||||||
|
#include "psiChemistryModel.H"
|
||||||
|
#include "chemistrySolver.H"
|
||||||
|
#include "OFstream.H"
|
||||||
|
#include "thermoPhysicsTypes.H"
|
||||||
|
#include "basicMultiComponentMixture.H"
|
||||||
|
#include "cellModeller.H"
|
||||||
|
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// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
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|
int main(int argc, char *argv[])
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{
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argList::noParallel();
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#define CREATE_MESH createSingleCellMesh.H
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||||||
|
#define NO_CONTROL
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||||||
|
#include "postProcess.H"
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||||||
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||||||
|
#include "setRootCase.H"
|
||||||
|
#include "createTime.H"
|
||||||
|
#include "createSingleCellMesh.H"
|
||||||
|
#include "createFields.H"
|
||||||
|
#include "createFieldRefs.H"
|
||||||
|
#include "readInitialConditions.H"
|
||||||
|
#include "createControls.H"
|
||||||
|
|
||||||
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// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
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|
||||||
|
Info<< "\nStarting time loop\n" << endl;
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||||||
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||||||
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while (runTime.run())
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||||||
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{
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||||||
|
#include "readControls.H"
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||||||
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|
||||||
|
#include "setDeltaT.H"
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||||||
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||||||
|
runTime++;
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||||||
|
Info<< "Time = " << runTime.timeName() << nl << endl;
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||||||
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||||||
|
#include "solveChemistry.H"
|
||||||
|
#include "YEqn.H"
|
||||||
|
#include "hEqn.H"
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||||||
|
#include "pEqn.H"
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||||||
|
#include "output.H"
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||||||
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||||||
|
Info<< "ExecutionTime = " << runTime.elapsedCpuTime() << " s"
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||||||
|
<< " ClockTime = " << runTime.elapsedClockTime() << " s"
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||||||
|
<< nl << endl;
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||||||
|
}
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||||||
|
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||||||
|
Info << "Number of steps = " << runTime.timeIndex() << endl;
|
||||||
|
Info << "End" << nl << endl;
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||||||
|
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||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// ************************************************************************* //
|
||||||
57
testApp/createBaseFields.H
Normal file
57
testApp/createBaseFields.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,57 @@
|
||||||
|
// write base thermo fields - not registered since will be re-read by
|
||||||
|
// thermo package
|
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||||||
|
Info<< "Creating base fields for time " << runTime.timeName() << endl;
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{
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||||||
|
volScalarField Ydefault
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||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"Ydefault",
|
||||||
|
runTime.timeName(),
|
||||||
|
mesh,
|
||||||
|
IOobject::READ_IF_PRESENT,
|
||||||
|
IOobject::NO_WRITE,
|
||||||
|
false
|
||||||
|
),
|
||||||
|
mesh,
|
||||||
|
dimensionedScalar("Ydefault", dimless, 1)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
Ydefault.write();
|
||||||
|
|
||||||
|
volScalarField p
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"p",
|
||||||
|
runTime.timeName(),
|
||||||
|
mesh,
|
||||||
|
IOobject::READ_IF_PRESENT,
|
||||||
|
IOobject::NO_WRITE,
|
||||||
|
false
|
||||||
|
),
|
||||||
|
mesh,
|
||||||
|
dimensionedScalar("p", dimPressure, p0)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
p.write();
|
||||||
|
|
||||||
|
volScalarField T
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"T",
|
||||||
|
runTime.timeName(),
|
||||||
|
mesh,
|
||||||
|
IOobject::READ_IF_PRESENT,
|
||||||
|
IOobject::NO_WRITE,
|
||||||
|
false
|
||||||
|
),
|
||||||
|
mesh,
|
||||||
|
dimensionedScalar("T", dimTemperature, T0)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
T.write();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
2
testApp/createControls.H
Normal file
2
testApp/createControls.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,2 @@
|
||||||
|
Switch adjustTimeStep(runTime.controlDict().lookup("adjustTimeStep"));
|
||||||
|
scalar maxDeltaT(readScalar(runTime.controlDict().lookup("maxDeltaT")));
|
||||||
4
testApp/createFieldRefs.H
Normal file
4
testApp/createFieldRefs.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,4 @@
|
||||||
|
scalar dtChem = refCast<const psiChemistryModel>(chemistry).deltaTChem()[0];
|
||||||
|
basicMultiComponentMixture& composition = thermo.composition();
|
||||||
|
PtrList<volScalarField>& Y = composition.Y();
|
||||||
|
volScalarField& p = thermo.p();
|
||||||
84
testApp/createFields.H
Normal file
84
testApp/createFields.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,84 @@
|
||||||
|
if (mesh.nCells() != 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
FatalErrorInFunction
|
||||||
|
<< "Solver only applicable to single cell cases"
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||||||
|
<< exit(FatalError);
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||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
Info<< "Reading initial conditions.\n" << endl;
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|
IOdictionary initialConditions
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(
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||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"initialConditions",
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||||||
|
runTime.constant(),
|
||||||
|
runTime,
|
||||||
|
IOobject::MUST_READ_IF_MODIFIED,
|
||||||
|
IOobject::NO_WRITE
|
||||||
|
)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
scalar p0 = readScalar(initialConditions.lookup("p"));
|
||||||
|
scalar T0 = readScalar(initialConditions.lookup("T"));
|
||||||
|
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||||||
|
#include "createBaseFields.H"
|
||||||
|
|
||||||
|
Info<< nl << "Reading thermophysicalProperties" << endl;
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||||||
|
autoPtr<psiChemistryModel> pChemistry(psiChemistryModel::New(mesh));
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||||||
|
|
||||||
|
psiChemistryModel& chemistry = pChemistry();
|
||||||
|
|
||||||
|
psiReactionThermo& thermo = chemistry.thermo();
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||||||
|
thermo.validate(args.executable(), "h");
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|
volScalarField rho
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|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"rho",
|
||||||
|
runTime.timeName(),
|
||||||
|
runTime,
|
||||||
|
IOobject::NO_READ,
|
||||||
|
IOobject::AUTO_WRITE
|
||||||
|
),
|
||||||
|
thermo.rho()
|
||||||
|
);
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||||||
|
|
||||||
|
volScalarField Rspecific
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"Rspecific",
|
||||||
|
runTime.timeName(),
|
||||||
|
runTime,
|
||||||
|
IOobject::NO_READ,
|
||||||
|
IOobject::AUTO_WRITE
|
||||||
|
),
|
||||||
|
mesh,
|
||||||
|
dimensionedScalar
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"zero",
|
||||||
|
dimensionSet(dimEnergy/dimMass/dimTemperature),
|
||||||
|
0.0
|
||||||
|
)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
volVectorField U
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"U",
|
||||||
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runTime.timeName(),
|
||||||
|
runTime,
|
||||||
|
IOobject::NO_READ,
|
||||||
|
IOobject::NO_WRITE
|
||||||
|
),
|
||||||
|
mesh,
|
||||||
|
dimensionedVector("zero", dimVelocity, Zero)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "createPhi.H"
|
||||||
|
|
||||||
|
OFstream post(args.path()/"chemFoam.out");
|
||||||
|
post<< "# Time" << token::TAB << "Temperature [K]" << token::TAB
|
||||||
|
<< "Pressure [Pa]" << endl;
|
||||||
46
testApp/createSingleCellMesh.H
Normal file
46
testApp/createSingleCellMesh.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,46 @@
|
||||||
|
Info<< "Constructing single cell mesh" << nl << endl;
|
||||||
|
|
||||||
|
labelList owner(6, label(0));
|
||||||
|
labelList neighbour(0);
|
||||||
|
|
||||||
|
pointField points(8);
|
||||||
|
points[0] = vector(0, 0, 0);
|
||||||
|
points[1] = vector(1, 0, 0);
|
||||||
|
points[2] = vector(1, 1, 0);
|
||||||
|
points[3] = vector(0, 1, 0);
|
||||||
|
points[4] = vector(0, 0, 1);
|
||||||
|
points[5] = vector(1, 0, 1);
|
||||||
|
points[6] = vector(1, 1, 1);
|
||||||
|
points[7] = vector(0, 1, 1);
|
||||||
|
|
||||||
|
const cellModel& hexa = *(cellModeller::lookup("hex"));
|
||||||
|
faceList faces = hexa.modelFaces();
|
||||||
|
|
||||||
|
fvMesh mesh
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
fvMesh::defaultRegion,
|
||||||
|
runTime.timeName(),
|
||||||
|
runTime,
|
||||||
|
IOobject::READ_IF_PRESENT
|
||||||
|
),
|
||||||
|
xferMove<Field<vector>>(points),
|
||||||
|
faces.xfer(),
|
||||||
|
owner.xfer(),
|
||||||
|
neighbour.xfer()
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
List<polyPatch*> patches(1);
|
||||||
|
|
||||||
|
patches[0] = new emptyPolyPatch
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"boundary",
|
||||||
|
6,
|
||||||
|
0,
|
||||||
|
0,
|
||||||
|
mesh.boundaryMesh(),
|
||||||
|
emptyPolyPatch::typeName
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
mesh.addFvPatches(patches);
|
||||||
14
testApp/hEqn.H
Normal file
14
testApp/hEqn.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,14 @@
|
||||||
|
{
|
||||||
|
volScalarField& h = thermo.he();
|
||||||
|
|
||||||
|
if (constProp == "volume")
|
||||||
|
{
|
||||||
|
h[0] = u0 + p[0]/rho[0] + integratedHeat;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
h[0] = h0 + integratedHeat;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
thermo.correct();
|
||||||
|
}
|
||||||
11
testApp/output.H
Normal file
11
testApp/output.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,11 @@
|
||||||
|
runTime.write();
|
||||||
|
|
||||||
|
Info<< "Sh = " << Sh
|
||||||
|
<< ", T = " << thermo.T()[0]
|
||||||
|
<< ", p = " << thermo.p()[0]
|
||||||
|
<< ", " << Y[0].name() << " = " << Y[0][0]
|
||||||
|
<< endl;
|
||||||
|
|
||||||
|
post<< runTime.value() << token::TAB << thermo.T()[0] << token::TAB
|
||||||
|
<< thermo.p()[0] << endl;
|
||||||
|
|
||||||
16
testApp/pEqn.H
Normal file
16
testApp/pEqn.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,16 @@
|
||||||
|
{
|
||||||
|
rho = thermo.rho();
|
||||||
|
if (constProp == "volume")
|
||||||
|
{
|
||||||
|
scalar invW = 0.0;
|
||||||
|
forAll(Y, i)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
invW += Y[i][0]/specieData[i].W();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Rspecific[0] = 1000.0*constant::physicoChemical::R.value()*invW;
|
||||||
|
|
||||||
|
p[0] = rho0*Rspecific[0]*thermo.T()[0];
|
||||||
|
rho[0] = rho0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
3
testApp/readControls.H
Normal file
3
testApp/readControls.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,3 @@
|
||||||
|
runTime.controlDict().lookup("adjustTimeStep") >> adjustTimeStep;
|
||||||
|
|
||||||
|
maxDeltaT = readScalar(runTime.controlDict().lookup("maxDeltaT"));
|
||||||
108
testApp/readInitialConditions.H
Normal file
108
testApp/readInitialConditions.H
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,108 @@
|
||||||
|
word constProp(initialConditions.lookup("constantProperty"));
|
||||||
|
if ((constProp != "pressure") && (constProp != "volume"))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
FatalError << "in initialConditions, unknown constantProperty type "
|
||||||
|
<< constProp << nl << " Valid types are: pressure volume."
|
||||||
|
<< abort(FatalError);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
word fractionBasis(initialConditions.lookup("fractionBasis"));
|
||||||
|
if ((fractionBasis != "mass") && (fractionBasis != "mole"))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
FatalError << "in initialConditions, unknown fractionBasis type " << nl
|
||||||
|
<< "Valid types are: mass or mole."
|
||||||
|
<< fractionBasis << abort(FatalError);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
label nSpecie = Y.size();
|
||||||
|
PtrList<gasHThermoPhysics> specieData(Y.size());
|
||||||
|
forAll(specieData, i)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
specieData.set
|
||||||
|
(
|
||||||
|
i,
|
||||||
|
new gasHThermoPhysics
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dynamic_cast<const reactingMixture<gasHThermoPhysics>&>
|
||||||
|
(thermo).speciesData()[i]
|
||||||
|
)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
scalarList Y0(nSpecie, 0.0);
|
||||||
|
scalarList X0(nSpecie, 0.0);
|
||||||
|
|
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dictionary fractions(initialConditions.subDict("fractions"));
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if (fractionBasis == "mole")
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{
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forAll(Y, i)
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{
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const word& name = Y[i].name();
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if (fractions.found(name))
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{
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X0[i] = readScalar(fractions.lookup(name));
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}
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}
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scalar mw = 0.0;
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const scalar mTot = sum(X0);
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forAll(Y, i)
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{
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X0[i] /= mTot;
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mw += specieData[i].W()*X0[i];
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}
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forAll(Y, i)
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{
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Y0[i] = X0[i]*specieData[i].W()/mw;
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}
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}
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else // mass fraction
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{
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forAll(Y, i)
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{
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const word& name = Y[i].name();
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if (fractions.found(name))
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{
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Y0[i] = readScalar(fractions.lookup(name));
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}
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|
}
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scalar invW = 0.0;
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const scalar mTot = sum(Y0);
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forAll(Y, i)
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{
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Y0[i] /= mTot;
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invW += Y0[i]/specieData[i].W();
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}
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const scalar mw = 1.0/invW;
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forAll(Y, i)
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{
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X0[i] = Y0[i]*mw/specieData[i].W();
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}
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}
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|
scalar h0 = 0.0;
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forAll(Y, i)
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{
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Y[i] = Y0[i];
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h0 += Y0[i]*specieData[i].Hs(p[0], T0);
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}
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thermo.he() = dimensionedScalar("h", dimEnergy/dimMass, h0);
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thermo.correct();
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rho = thermo.rho();
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scalar rho0 = rho[0];
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scalar u0 = h0 - p0/rho0;
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scalar R0 = p0/(rho0*T0);
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Rspecific[0] = R0;
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scalar integratedHeat = 0.0;
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Info << constProp << " will be held constant." << nl
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<< " p = " << p[0] << " [Pa]" << nl
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<< " T = " << thermo.T()[0] << " [K] " << nl
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<< " rho = " << rho[0] << " [kg/m3]" << nl
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<< endl;
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6
testApp/setDeltaT.H
Normal file
6
testApp/setDeltaT.H
Normal file
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@ -0,0 +1,6 @@
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|
if (adjustTimeStep)
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{
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runTime.setDeltaT(min(dtChem, maxDeltaT));
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|
Info<< "deltaT = " << runTime.deltaT().value() << endl;
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|
}
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3
testApp/solveChemistry.H
Normal file
3
testApp/solveChemistry.H
Normal file
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@ -0,0 +1,3 @@
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|
dtChem = chemistry.solve(runTime.deltaT().value());
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|
scalar Sh = chemistry.Sh()()[0]/rho[0];
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integratedHeat += Sh*runTime.deltaT().value();
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