ENH: Turbulence - refactored kOmegaSST models to enable easier addition of derived types
This commit is contained in:
parent
981b6303a4
commit
3e783accd2
@ -24,8 +24,6 @@ License
|
|||||||
\*---------------------------------------------------------------------------*/
|
\*---------------------------------------------------------------------------*/
|
||||||
|
|
||||||
#include "kOmegaSST.H"
|
#include "kOmegaSST.H"
|
||||||
#include "bound.H"
|
|
||||||
#include "wallDist.H"
|
|
||||||
|
|
||||||
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
@ -34,91 +32,22 @@ namespace Foam
|
|||||||
namespace RASModels
|
namespace RASModels
|
||||||
{
|
{
|
||||||
|
|
||||||
// * * * * * * * * * * * * Private Member Functions * * * * * * * * * * * * //
|
// * * * * * * * * * * * * Protected Member Functions * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
tmp<volScalarField> kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::kOmegaSST::F1
|
|
||||||
(
|
|
||||||
const volScalarField& CDkOmega
|
|
||||||
) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
tmp<volScalarField> CDkOmegaPlus = max
|
|
||||||
(
|
|
||||||
CDkOmega,
|
|
||||||
dimensionedScalar("1.0e-10", dimless/sqr(dimTime), 1.0e-10)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
tmp<volScalarField> arg1 = min
|
|
||||||
(
|
|
||||||
min
|
|
||||||
(
|
|
||||||
max
|
|
||||||
(
|
|
||||||
(scalar(1)/betaStar_)*sqrt(k_)/(omega_*y_),
|
|
||||||
scalar(500)*(this->mu()/this->rho_)/(sqr(y_)*omega_)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
(4*alphaOmega2_)*k_/(CDkOmegaPlus*sqr(y_))
|
|
||||||
),
|
|
||||||
scalar(10)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
return tanh(pow4(arg1));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
tmp<volScalarField> kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::kOmegaSST::F2() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
tmp<volScalarField> arg2 = min
|
|
||||||
(
|
|
||||||
max
|
|
||||||
(
|
|
||||||
(scalar(2)/betaStar_)*sqrt(k_)/(omega_*y_),
|
|
||||||
scalar(500)*(this->mu()/this->rho_)/(sqr(y_)*omega_)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
scalar(100)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
return tanh(sqr(arg2));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
tmp<volScalarField> kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::kOmegaSST::F3() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
tmp<volScalarField> arg3 = min
|
|
||||||
(
|
|
||||||
150*(this->mu()/this->rho_)/(omega_*sqr(y_)),
|
|
||||||
scalar(10)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
return 1 - tanh(pow4(arg3));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
tmp<volScalarField> kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::kOmegaSST::F23() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
tmp<volScalarField> f23(F2());
|
|
||||||
|
|
||||||
if (F3_)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
f23() *= F3();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return f23;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
template<class BasicTurbulenceModel>
|
||||||
void kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::correctNut(const volScalarField& S2)
|
void kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::correctNut(const volScalarField& S2)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
this->nut_ = a1_*k_/max(a1_*omega_, b1_*F23()*sqrt(S2));
|
// Correct the turbulence viscosity
|
||||||
this->nut_.correctBoundaryConditions();
|
kOmegaSSTBase<eddyViscosity<RASModel<BasicTurbulenceModel> > >::correctNut
|
||||||
|
(
|
||||||
|
S2
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Correct the turbulence thermal diffusivity
|
||||||
BasicTurbulenceModel::correctNut();
|
BasicTurbulenceModel::correctNut();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// * * * * * * * * * * * * Protected Member Functions * * * * * * * * * * * //
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
template<class BasicTurbulenceModel>
|
||||||
void kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::correctNut()
|
void kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::correctNut()
|
||||||
{
|
{
|
||||||
@ -126,53 +55,6 @@ void kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::correctNut()
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
tmp<fvScalarMatrix> kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::kSource() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return tmp<fvScalarMatrix>
|
|
||||||
(
|
|
||||||
new fvScalarMatrix
|
|
||||||
(
|
|
||||||
k_,
|
|
||||||
dimVolume*this->rho_.dimensions()*k_.dimensions()/dimTime
|
|
||||||
)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
tmp<fvScalarMatrix> kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::omegaSource() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return tmp<fvScalarMatrix>
|
|
||||||
(
|
|
||||||
new fvScalarMatrix
|
|
||||||
(
|
|
||||||
omega_,
|
|
||||||
dimVolume*this->rho_.dimensions()*omega_.dimensions()/dimTime
|
|
||||||
)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
tmp<fvScalarMatrix> kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::Qsas
|
|
||||||
(
|
|
||||||
const volScalarField& S2,
|
|
||||||
const volScalarField& gamma,
|
|
||||||
const volScalarField& beta
|
|
||||||
) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return tmp<fvScalarMatrix>
|
|
||||||
(
|
|
||||||
new fvScalarMatrix
|
|
||||||
(
|
|
||||||
omega_,
|
|
||||||
dimVolume*this->rho_.dimensions()*omega_.dimensions()/dimTime
|
|
||||||
)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors * * * * * * * * * * * * * * //
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
template<class BasicTurbulenceModel>
|
||||||
@ -188,7 +70,7 @@ kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::kOmegaSST
|
|||||||
const word& type
|
const word& type
|
||||||
)
|
)
|
||||||
:
|
:
|
||||||
eddyViscosity<RASModel<BasicTurbulenceModel> >
|
kOmegaSSTBase<eddyViscosity<RASModel<BasicTurbulenceModel> > >
|
||||||
(
|
(
|
||||||
type,
|
type,
|
||||||
alpha,
|
alpha,
|
||||||
@ -198,286 +80,17 @@ kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::kOmegaSST
|
|||||||
phi,
|
phi,
|
||||||
transport,
|
transport,
|
||||||
propertiesName
|
propertiesName
|
||||||
),
|
|
||||||
|
|
||||||
alphaK1_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"alphaK1",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
0.85
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
alphaK2_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"alphaK2",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
1.0
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
alphaOmega1_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"alphaOmega1",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
0.5
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
alphaOmega2_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"alphaOmega2",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
0.856
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
gamma1_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"gamma1",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
5.0/9.0
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
gamma2_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"gamma2",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
0.44
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
beta1_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"beta1",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
0.075
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
beta2_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"beta2",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
0.0828
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
betaStar_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"betaStar",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
0.09
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
a1_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"a1",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
0.31
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
b1_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"b1",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
1.0
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
c1_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"c1",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
10.0
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
F3_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
Switch::lookupOrAddToDict
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"F3",
|
|
||||||
this->coeffDict_,
|
|
||||||
false
|
|
||||||
)
|
|
||||||
),
|
|
||||||
|
|
||||||
y_(wallDist::New(this->mesh_).y()),
|
|
||||||
|
|
||||||
k_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
IOobject
|
|
||||||
(
|
|
||||||
IOobject::groupName("k", U.group()),
|
|
||||||
this->runTime_.timeName(),
|
|
||||||
this->mesh_,
|
|
||||||
IOobject::MUST_READ,
|
|
||||||
IOobject::AUTO_WRITE
|
|
||||||
),
|
|
||||||
this->mesh_
|
|
||||||
),
|
|
||||||
omega_
|
|
||||||
(
|
|
||||||
IOobject
|
|
||||||
(
|
|
||||||
IOobject::groupName("omega", U.group()),
|
|
||||||
this->runTime_.timeName(),
|
|
||||||
this->mesh_,
|
|
||||||
IOobject::MUST_READ,
|
|
||||||
IOobject::AUTO_WRITE
|
|
||||||
),
|
|
||||||
this->mesh_
|
|
||||||
)
|
)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
bound(k_, this->kMin_);
|
correctNut();
|
||||||
bound(omega_, this->omegaMin_);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (type == typeName)
|
if (type == typeName)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
correctNut();
|
|
||||||
this->printCoeffs(type);
|
this->printCoeffs(type);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions * * * * * * * * * * * * * //
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
bool kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::read()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (eddyViscosity<RASModel<BasicTurbulenceModel> >::read())
|
|
||||||
{
|
|
||||||
alphaK1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
alphaK2_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
alphaOmega1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
alphaOmega2_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
gamma1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
gamma2_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
beta1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
beta2_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
betaStar_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
a1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
b1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
c1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
|
||||||
F3_.readIfPresent("F3", this->coeffDict());
|
|
||||||
|
|
||||||
return true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return false;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
|
||||||
void kOmegaSST<BasicTurbulenceModel>::correct()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (!this->turbulence_)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Local references
|
|
||||||
const alphaField& alpha = this->alpha_;
|
|
||||||
const rhoField& rho = this->rho_;
|
|
||||||
const surfaceScalarField& alphaRhoPhi = this->alphaRhoPhi_;
|
|
||||||
const volVectorField& U = this->U_;
|
|
||||||
volScalarField& nut = this->nut_;
|
|
||||||
|
|
||||||
eddyViscosity<RASModel<BasicTurbulenceModel> >::correct();
|
|
||||||
|
|
||||||
volScalarField divU(fvc::div(fvc::absolute(this->phi(), U)));
|
|
||||||
|
|
||||||
tmp<volTensorField> tgradU = fvc::grad(U);
|
|
||||||
volScalarField S2(2*magSqr(symm(tgradU())));
|
|
||||||
volScalarField GbyNu((tgradU() && dev(twoSymm(tgradU()))));
|
|
||||||
volScalarField G(this->GName(), nut*GbyNu);
|
|
||||||
tgradU.clear();
|
|
||||||
|
|
||||||
// Update omega and G at the wall
|
|
||||||
omega_.boundaryField().updateCoeffs();
|
|
||||||
|
|
||||||
volScalarField CDkOmega
|
|
||||||
(
|
|
||||||
(2*alphaOmega2_)*(fvc::grad(k_) & fvc::grad(omega_))/omega_
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
volScalarField F1(this->F1(CDkOmega));
|
|
||||||
|
|
||||||
{
|
|
||||||
volScalarField gamma(this->gamma(F1));
|
|
||||||
volScalarField beta(this->beta(F1));
|
|
||||||
|
|
||||||
// Turbulent frequency equation
|
|
||||||
tmp<fvScalarMatrix> omegaEqn
|
|
||||||
(
|
|
||||||
fvm::ddt(alpha, rho, omega_)
|
|
||||||
+ fvm::div(alphaRhoPhi, omega_)
|
|
||||||
- fvm::laplacian(alpha*rho*DomegaEff(F1), omega_)
|
|
||||||
==
|
|
||||||
alpha*rho*gamma
|
|
||||||
*min
|
|
||||||
(
|
|
||||||
GbyNu,
|
|
||||||
(c1_/a1_)*betaStar_*omega_*max(a1_*omega_, b1_*F23()*sqrt(S2))
|
|
||||||
)
|
|
||||||
- fvm::SuSp((2.0/3.0)*alpha*rho*gamma*divU, omega_)
|
|
||||||
- fvm::Sp(alpha*rho*beta*omega_, omega_)
|
|
||||||
- fvm::SuSp
|
|
||||||
(
|
|
||||||
alpha*rho*(F1 - scalar(1))*CDkOmega/omega_,
|
|
||||||
omega_
|
|
||||||
)
|
|
||||||
+ Qsas(S2, gamma, beta)
|
|
||||||
+ omegaSource()
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
omegaEqn().relax();
|
|
||||||
|
|
||||||
omegaEqn().boundaryManipulate(omega_.boundaryField());
|
|
||||||
|
|
||||||
solve(omegaEqn);
|
|
||||||
bound(omega_, this->omegaMin_);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Turbulent kinetic energy equation
|
|
||||||
tmp<fvScalarMatrix> kEqn
|
|
||||||
(
|
|
||||||
fvm::ddt(alpha, rho, k_)
|
|
||||||
+ fvm::div(alphaRhoPhi, k_)
|
|
||||||
- fvm::laplacian(alpha*rho*DkEff(F1), k_)
|
|
||||||
==
|
|
||||||
min(alpha*rho*G, (c1_*betaStar_)*alpha*rho*k_*omega_)
|
|
||||||
- fvm::SuSp((2.0/3.0)*alpha*rho*divU, k_)
|
|
||||||
- fvm::Sp(alpha*rho*betaStar_*omega_, k_)
|
|
||||||
+ kSource()
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
kEqn().relax();
|
|
||||||
solve(kEqn);
|
|
||||||
bound(k_, this->kMin_);
|
|
||||||
|
|
||||||
correctNut(S2);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
} // End namespace RASModels
|
} // End namespace RASModels
|
||||||
|
@ -31,6 +31,8 @@ Description
|
|||||||
Implementation of the k-omega-SST turbulence model for
|
Implementation of the k-omega-SST turbulence model for
|
||||||
incompressible and compressible flows.
|
incompressible and compressible flows.
|
||||||
|
|
||||||
|
Light wrapper around base class.
|
||||||
|
|
||||||
Turbulence model described in:
|
Turbulence model described in:
|
||||||
\verbatim
|
\verbatim
|
||||||
Menter, F. R. & Esch, T. (2001).
|
Menter, F. R. & Esch, T. (2001).
|
||||||
@ -98,11 +100,15 @@ Description
|
|||||||
SourceFiles
|
SourceFiles
|
||||||
kOmegaSST.C
|
kOmegaSST.C
|
||||||
|
|
||||||
|
SeeAlso
|
||||||
|
kOmegaSSTBase.H
|
||||||
|
|
||||||
\*---------------------------------------------------------------------------*/
|
\*---------------------------------------------------------------------------*/
|
||||||
|
|
||||||
#ifndef kOmegaSST_H
|
#ifndef kOmegaSST_H
|
||||||
#define kOmegaSST_H
|
#define kOmegaSST_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "kOmegaSSTBase.H"
|
||||||
#include "RASModel.H"
|
#include "RASModel.H"
|
||||||
#include "eddyViscosity.H"
|
#include "eddyViscosity.H"
|
||||||
|
|
||||||
@ -120,104 +126,15 @@ namespace RASModels
|
|||||||
template<class BasicTurbulenceModel>
|
template<class BasicTurbulenceModel>
|
||||||
class kOmegaSST
|
class kOmegaSST
|
||||||
:
|
:
|
||||||
public eddyViscosity<RASModel<BasicTurbulenceModel> >
|
public kOmegaSSTBase<eddyViscosity<RASModel<BasicTurbulenceModel> > >
|
||||||
{
|
{
|
||||||
// Private Member Functions
|
|
||||||
|
|
||||||
// Disallow default bitwise copy construct and assignment
|
|
||||||
kOmegaSST(const kOmegaSST&);
|
|
||||||
kOmegaSST& operator=(const kOmegaSST&);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
protected:
|
protected:
|
||||||
|
|
||||||
// Protected data
|
// Protecetd Member Functions
|
||||||
|
|
||||||
// Model coefficients
|
|
||||||
|
|
||||||
dimensionedScalar alphaK1_;
|
|
||||||
dimensionedScalar alphaK2_;
|
|
||||||
|
|
||||||
dimensionedScalar alphaOmega1_;
|
|
||||||
dimensionedScalar alphaOmega2_;
|
|
||||||
|
|
||||||
dimensionedScalar gamma1_;
|
|
||||||
dimensionedScalar gamma2_;
|
|
||||||
|
|
||||||
dimensionedScalar beta1_;
|
|
||||||
dimensionedScalar beta2_;
|
|
||||||
|
|
||||||
dimensionedScalar betaStar_;
|
|
||||||
|
|
||||||
dimensionedScalar a1_;
|
|
||||||
dimensionedScalar b1_;
|
|
||||||
dimensionedScalar c1_;
|
|
||||||
|
|
||||||
Switch F3_;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// Fields
|
|
||||||
|
|
||||||
//- Wall distance
|
|
||||||
// Note: different to wall distance in parent RASModel
|
|
||||||
// which is for near-wall cells only
|
|
||||||
const volScalarField& y_;
|
|
||||||
|
|
||||||
volScalarField k_;
|
|
||||||
volScalarField omega_;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// Private Member Functions
|
|
||||||
|
|
||||||
tmp<volScalarField> F1(const volScalarField& CDkOmega) const;
|
|
||||||
tmp<volScalarField> F2() const;
|
|
||||||
tmp<volScalarField> F3() const;
|
|
||||||
tmp<volScalarField> F23() const;
|
|
||||||
|
|
||||||
tmp<volScalarField> blend
|
|
||||||
(
|
|
||||||
const volScalarField& F1,
|
|
||||||
const dimensionedScalar& psi1,
|
|
||||||
const dimensionedScalar& psi2
|
|
||||||
) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return F1*(psi1 - psi2) + psi2;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
tmp<volScalarField> alphaK(const volScalarField& F1) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return blend(F1, alphaK1_, alphaK2_);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
tmp<volScalarField> alphaOmega(const volScalarField& F1) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return blend(F1, alphaOmega1_, alphaOmega2_);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
tmp<volScalarField> beta(const volScalarField& F1) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return blend(F1, beta1_, beta2_);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
tmp<volScalarField> gamma(const volScalarField& F1) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return blend(F1, gamma1_, gamma2_);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void correctNut(const volScalarField& S2);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// Protected Member Functions
|
|
||||||
|
|
||||||
|
virtual void correctNut(const volScalarField& S2);
|
||||||
virtual void correctNut();
|
virtual void correctNut();
|
||||||
virtual tmp<fvScalarMatrix> kSource() const;
|
|
||||||
virtual tmp<fvScalarMatrix> omegaSource() const;
|
|
||||||
virtual tmp<fvScalarMatrix> Qsas
|
|
||||||
(
|
|
||||||
const volScalarField& S2,
|
|
||||||
const volScalarField& gamma,
|
|
||||||
const volScalarField& beta
|
|
||||||
) const;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
public:
|
||||||
@ -250,68 +167,6 @@ public:
|
|||||||
//- Destructor
|
//- Destructor
|
||||||
virtual ~kOmegaSST()
|
virtual ~kOmegaSST()
|
||||||
{}
|
{}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// Member Functions
|
|
||||||
|
|
||||||
//- Re-read model coefficients if they have changed
|
|
||||||
virtual bool read();
|
|
||||||
|
|
||||||
//- Return the effective diffusivity for k
|
|
||||||
tmp<volScalarField> DkEff(const volScalarField& F1) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return tmp<volScalarField>
|
|
||||||
(
|
|
||||||
new volScalarField("DkEff", alphaK(F1)*this->nut_ + this->nu())
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
//- Return the effective diffusivity for omega
|
|
||||||
tmp<volScalarField> DomegaEff(const volScalarField& F1) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return tmp<volScalarField>
|
|
||||||
(
|
|
||||||
new volScalarField
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"DomegaEff",
|
|
||||||
alphaOmega(F1)*this->nut_ + this->nu()
|
|
||||||
)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
//- Return the turbulence kinetic energy
|
|
||||||
virtual tmp<volScalarField> k() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return k_;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
//- Return the turbulence kinetic energy dissipation rate
|
|
||||||
virtual tmp<volScalarField> epsilon() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return tmp<volScalarField>
|
|
||||||
(
|
|
||||||
new volScalarField
|
|
||||||
(
|
|
||||||
IOobject
|
|
||||||
(
|
|
||||||
"epsilon",
|
|
||||||
this->mesh_.time().timeName(),
|
|
||||||
this->mesh_
|
|
||||||
),
|
|
||||||
betaStar_*k_*omega_,
|
|
||||||
omega_.boundaryField().types()
|
|
||||||
)
|
|
||||||
);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
//- Return the turbulence kinetic energy dissipation rate
|
|
||||||
virtual tmp<volScalarField> omega() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return omega_;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
//- Solve the turbulence equations and correct the turbulence viscosity
|
|
||||||
virtual void correct();
|
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -0,0 +1,480 @@
|
|||||||
|
/*---------------------------------------------------------------------------*\
|
||||||
|
========= |
|
||||||
|
\\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
|
||||||
|
\\ / O peration |
|
||||||
|
\\ / A nd | Copyright (C) 2011-2015 OpenFOAM Foundation
|
||||||
|
\\/ M anipulation |
|
||||||
|
-------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
License
|
||||||
|
This file is part of OpenFOAM.
|
||||||
|
|
||||||
|
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.
|
||||||
|
|
||||||
|
You should have received a copy of the GNU General Public License
|
||||||
|
along with OpenFOAM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
|
||||||
|
|
||||||
|
\*---------------------------------------------------------------------------*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "kOmegaSSTBase.H"
|
||||||
|
#include "bound.H"
|
||||||
|
#include "wallDist.H"
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace Foam
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * Protected Member Functions * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
tmp<volScalarField> kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::F1
|
||||||
|
(
|
||||||
|
const volScalarField& CDkOmega
|
||||||
|
) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tmp<volScalarField> CDkOmegaPlus = max
|
||||||
|
(
|
||||||
|
CDkOmega,
|
||||||
|
dimensionedScalar("1.0e-10", dimless/sqr(dimTime), 1.0e-10)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp<volScalarField> arg1 = min
|
||||||
|
(
|
||||||
|
min
|
||||||
|
(
|
||||||
|
max
|
||||||
|
(
|
||||||
|
(scalar(1)/betaStar_)*sqrt(k_)/(omega_*y_),
|
||||||
|
scalar(500)*(this->mu()/this->rho_)/(sqr(y_)*omega_)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
(4*alphaOmega2_)*k_/(CDkOmegaPlus*sqr(y_))
|
||||||
|
),
|
||||||
|
scalar(10)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
return tanh(pow4(arg1));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
tmp<volScalarField> kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::F2() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tmp<volScalarField> arg2 = min
|
||||||
|
(
|
||||||
|
max
|
||||||
|
(
|
||||||
|
(scalar(2)/betaStar_)*sqrt(k_)/(omega_*y_),
|
||||||
|
scalar(500)*(this->mu()/this->rho_)/(sqr(y_)*omega_)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
scalar(100)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
return tanh(sqr(arg2));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
tmp<volScalarField> kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::F3() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tmp<volScalarField> arg3 = min
|
||||||
|
(
|
||||||
|
150*(this->mu()/this->rho_)/(omega_*sqr(y_)),
|
||||||
|
scalar(10)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
return 1 - tanh(pow4(arg3));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
tmp<volScalarField> kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::F23() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tmp<volScalarField> f23(F2());
|
||||||
|
|
||||||
|
if (F3_)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
f23() *= F3();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return f23;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
void kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::correctNut
|
||||||
|
(
|
||||||
|
const volScalarField& S2
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Correct the turbulence viscosity
|
||||||
|
this->nut_ = a1_*k_/max(a1_*omega_, b1_*F23()*sqrt(S2));
|
||||||
|
this->nut_.correctBoundaryConditions();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
void kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::correctNut()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
correctNut(2*magSqr(symm(fvc::grad(this->U_))));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
tmp<fvScalarMatrix> kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::kSource() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return tmp<fvScalarMatrix>
|
||||||
|
(
|
||||||
|
new fvScalarMatrix
|
||||||
|
(
|
||||||
|
k_,
|
||||||
|
dimVolume*this->rho_.dimensions()*k_.dimensions()/dimTime
|
||||||
|
)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
tmp<fvScalarMatrix> kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::omegaSource() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return tmp<fvScalarMatrix>
|
||||||
|
(
|
||||||
|
new fvScalarMatrix
|
||||||
|
(
|
||||||
|
omega_,
|
||||||
|
dimVolume*this->rho_.dimensions()*omega_.dimensions()/dimTime
|
||||||
|
)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
tmp<fvScalarMatrix> kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::Qsas
|
||||||
|
(
|
||||||
|
const volScalarField& S2,
|
||||||
|
const volScalarField& gamma,
|
||||||
|
const volScalarField& beta
|
||||||
|
) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return tmp<fvScalarMatrix>
|
||||||
|
(
|
||||||
|
new fvScalarMatrix
|
||||||
|
(
|
||||||
|
omega_,
|
||||||
|
dimVolume*this->rho_.dimensions()*omega_.dimensions()/dimTime
|
||||||
|
)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * Constructors * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::kOmegaSSTBase
|
||||||
|
(
|
||||||
|
const word& type,
|
||||||
|
const alphaField& alpha,
|
||||||
|
const rhoField& rho,
|
||||||
|
const volVectorField& U,
|
||||||
|
const surfaceScalarField& alphaRhoPhi,
|
||||||
|
const surfaceScalarField& phi,
|
||||||
|
const transportModel& transport,
|
||||||
|
const word& propertiesName
|
||||||
|
)
|
||||||
|
:
|
||||||
|
BasicEddyViscosityModel
|
||||||
|
(
|
||||||
|
type,
|
||||||
|
alpha,
|
||||||
|
rho,
|
||||||
|
U,
|
||||||
|
alphaRhoPhi,
|
||||||
|
phi,
|
||||||
|
transport,
|
||||||
|
propertiesName
|
||||||
|
),
|
||||||
|
|
||||||
|
alphaK1_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"alphaK1",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
0.85
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
alphaK2_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"alphaK2",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
1.0
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
alphaOmega1_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"alphaOmega1",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
0.5
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
alphaOmega2_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"alphaOmega2",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
0.856
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
gamma1_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"gamma1",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
5.0/9.0
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
gamma2_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"gamma2",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
0.44
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
beta1_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"beta1",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
0.075
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
beta2_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"beta2",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
0.0828
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
betaStar_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"betaStar",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
0.09
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
a1_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"a1",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
0.31
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
b1_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"b1",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
1.0
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
c1_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
dimensioned<scalar>::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"c1",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
10.0
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
F3_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
Switch::lookupOrAddToDict
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"F3",
|
||||||
|
this->coeffDict_,
|
||||||
|
false
|
||||||
|
)
|
||||||
|
),
|
||||||
|
|
||||||
|
y_(wallDist::New(this->mesh_).y()),
|
||||||
|
|
||||||
|
k_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject::groupName("k", U.group()),
|
||||||
|
this->runTime_.timeName(),
|
||||||
|
this->mesh_,
|
||||||
|
IOobject::MUST_READ,
|
||||||
|
IOobject::AUTO_WRITE
|
||||||
|
),
|
||||||
|
this->mesh_
|
||||||
|
),
|
||||||
|
omega_
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject::groupName("omega", U.group()),
|
||||||
|
this->runTime_.timeName(),
|
||||||
|
this->mesh_,
|
||||||
|
IOobject::MUST_READ,
|
||||||
|
IOobject::AUTO_WRITE
|
||||||
|
),
|
||||||
|
this->mesh_
|
||||||
|
)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bound(k_, this->kMin_);
|
||||||
|
bound(omega_, this->omegaMin_);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * * * * Member Functions * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
bool kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::read()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (BasicEddyViscosityModel::read())
|
||||||
|
{
|
||||||
|
alphaK1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
alphaK2_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
alphaOmega1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
alphaOmega2_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
gamma1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
gamma2_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
beta1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
beta2_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
betaStar_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
a1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
b1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
c1_.readIfPresent(this->coeffDict());
|
||||||
|
F3_.readIfPresent("F3", this->coeffDict());
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
void kOmegaSSTBase<BasicEddyViscosityModel>::correct()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!this->turbulence_)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Local references
|
||||||
|
const alphaField& alpha = this->alpha_;
|
||||||
|
const rhoField& rho = this->rho_;
|
||||||
|
const surfaceScalarField& alphaRhoPhi = this->alphaRhoPhi_;
|
||||||
|
const volVectorField& U = this->U_;
|
||||||
|
volScalarField& nut = this->nut_;
|
||||||
|
|
||||||
|
BasicEddyViscosityModel::correct();
|
||||||
|
|
||||||
|
volScalarField divU(fvc::div(fvc::absolute(this->phi(), U)));
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp<volTensorField> tgradU = fvc::grad(U);
|
||||||
|
volScalarField S2(2*magSqr(symm(tgradU())));
|
||||||
|
volScalarField GbyNu((tgradU() && dev(twoSymm(tgradU()))));
|
||||||
|
volScalarField G(this->GName(), nut*GbyNu);
|
||||||
|
tgradU.clear();
|
||||||
|
|
||||||
|
// Update omega and G at the wall
|
||||||
|
omega_.boundaryField().updateCoeffs();
|
||||||
|
|
||||||
|
volScalarField CDkOmega
|
||||||
|
(
|
||||||
|
(2*alphaOmega2_)*(fvc::grad(k_) & fvc::grad(omega_))/omega_
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
volScalarField F1(this->F1(CDkOmega));
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
volScalarField gamma(this->gamma(F1));
|
||||||
|
volScalarField beta(this->beta(F1));
|
||||||
|
|
||||||
|
// Turbulent frequency equation
|
||||||
|
tmp<fvScalarMatrix> omegaEqn
|
||||||
|
(
|
||||||
|
fvm::ddt(alpha, rho, omega_)
|
||||||
|
+ fvm::div(alphaRhoPhi, omega_)
|
||||||
|
- fvm::laplacian(alpha*rho*DomegaEff(F1), omega_)
|
||||||
|
==
|
||||||
|
alpha*rho*gamma
|
||||||
|
*min
|
||||||
|
(
|
||||||
|
GbyNu,
|
||||||
|
(c1_/a1_)*betaStar_*omega_*max(a1_*omega_, b1_*F23()*sqrt(S2))
|
||||||
|
)
|
||||||
|
- fvm::SuSp((2.0/3.0)*alpha*rho*gamma*divU, omega_)
|
||||||
|
- fvm::Sp(alpha*rho*beta*omega_, omega_)
|
||||||
|
- fvm::SuSp
|
||||||
|
(
|
||||||
|
alpha*rho*(F1 - scalar(1))*CDkOmega/omega_,
|
||||||
|
omega_
|
||||||
|
)
|
||||||
|
+ Qsas(S2, gamma, beta)
|
||||||
|
+ omegaSource()
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
omegaEqn().relax();
|
||||||
|
|
||||||
|
omegaEqn().boundaryManipulate(omega_.boundaryField());
|
||||||
|
|
||||||
|
solve(omegaEqn);
|
||||||
|
bound(omega_, this->omegaMin_);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Turbulent kinetic energy equation
|
||||||
|
tmp<fvScalarMatrix> kEqn
|
||||||
|
(
|
||||||
|
fvm::ddt(alpha, rho, k_)
|
||||||
|
+ fvm::div(alphaRhoPhi, k_)
|
||||||
|
- fvm::laplacian(alpha*rho*DkEff(F1), k_)
|
||||||
|
==
|
||||||
|
min(alpha*rho*G, (c1_*betaStar_)*alpha*rho*k_*omega_)
|
||||||
|
- fvm::SuSp((2.0/3.0)*alpha*rho*divU, k_)
|
||||||
|
- fvm::Sp(alpha*rho*betaStar_*omega_, k_)
|
||||||
|
+ kSource()
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
kEqn().relax();
|
||||||
|
solve(kEqn);
|
||||||
|
bound(k_, this->kMin_);
|
||||||
|
|
||||||
|
correctNut(S2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
} // End namespace Foam
|
||||||
|
|
||||||
|
// ************************************************************************* //
|
@ -0,0 +1,320 @@
|
|||||||
|
/*---------------------------------------------------------------------------*\
|
||||||
|
========= |
|
||||||
|
\\ / F ield | OpenFOAM: The Open Source CFD Toolbox
|
||||||
|
\\ / O peration |
|
||||||
|
\\ / A nd | Copyright (C) 2011-2015 OpenFOAM Foundation
|
||||||
|
\\/ M anipulation |
|
||||||
|
-------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
License
|
||||||
|
This file is part of OpenFOAM.
|
||||||
|
|
||||||
|
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.
|
||||||
|
|
||||||
|
You should have received a copy of the GNU General Public License
|
||||||
|
along with OpenFOAM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
|
||||||
|
|
||||||
|
Class
|
||||||
|
Foam::kOmegaSSTBase
|
||||||
|
|
||||||
|
Description
|
||||||
|
Base class implementation of the k-omega-SST turbulence model for
|
||||||
|
incompressible and compressible flows.
|
||||||
|
|
||||||
|
Turbulence model described in:
|
||||||
|
\verbatim
|
||||||
|
Menter, F. R. & Esch, T. (2001).
|
||||||
|
Elements of Industrial Heat Transfer Prediction.
|
||||||
|
16th Brazilian Congress of Mechanical Engineering (COBEM).
|
||||||
|
\endverbatim
|
||||||
|
|
||||||
|
with updated coefficients from
|
||||||
|
\verbatim
|
||||||
|
Menter, F. R., Kuntz, M., and Langtry, R. (2003).
|
||||||
|
Ten Years of Industrial Experience with the SST Turbulence Model.
|
||||||
|
Turbulence, Heat and Mass Transfer 4, ed: K. Hanjalic, Y. Nagano,
|
||||||
|
& M. Tummers, Begell House, Inc., 625 - 632.
|
||||||
|
\endverbatim
|
||||||
|
|
||||||
|
but with the consistent production terms from the 2001 paper as form in the
|
||||||
|
2003 paper is a typo, see
|
||||||
|
\verbatim
|
||||||
|
http://turbmodels.larc.nasa.gov/sst.html
|
||||||
|
\endverbatim
|
||||||
|
|
||||||
|
and the addition of the optional F3 term for rough walls from
|
||||||
|
\verbatim
|
||||||
|
Hellsten, A. (1998).
|
||||||
|
"Some Improvements in Menter’s k-omega-SST turbulence model"
|
||||||
|
29th AIAA Fluid Dynamics Conference, AIAA-98-2554.
|
||||||
|
\endverbatim
|
||||||
|
|
||||||
|
Note that this implementation is written in terms of alpha diffusion
|
||||||
|
coefficients rather than the more traditional sigma (alpha = 1/sigma) so
|
||||||
|
that the blending can be applied to all coefficuients in a consistent
|
||||||
|
manner. The paper suggests that sigma is blended but this would not be
|
||||||
|
consistent with the blending of the k-epsilon and k-omega models.
|
||||||
|
|
||||||
|
Also note that the error in the last term of equation (2) relating to
|
||||||
|
sigma has been corrected.
|
||||||
|
|
||||||
|
Wall-functions are applied in this implementation by using equations (14)
|
||||||
|
to specify the near-wall omega as appropriate.
|
||||||
|
|
||||||
|
The blending functions (15) and (16) are not currently used because of the
|
||||||
|
uncertainty in their origin, range of applicability and that if y+ becomes
|
||||||
|
sufficiently small blending u_tau in this manner clearly becomes nonsense.
|
||||||
|
|
||||||
|
The default model coefficients are
|
||||||
|
\verbatim
|
||||||
|
kOmegaSSTBaseCoeffs
|
||||||
|
{
|
||||||
|
alphaK1 0.85;
|
||||||
|
alphaK2 1.0;
|
||||||
|
alphaOmega1 0.5;
|
||||||
|
alphaOmega2 0.856;
|
||||||
|
beta1 0.075;
|
||||||
|
beta2 0.0828;
|
||||||
|
betaStar 0.09;
|
||||||
|
gamma1 5/9;
|
||||||
|
gamma2 0.44;
|
||||||
|
a1 0.31;
|
||||||
|
b1 1.0;
|
||||||
|
c1 10.0;
|
||||||
|
F3 no;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
\endverbatim
|
||||||
|
|
||||||
|
SourceFiles
|
||||||
|
kOmegaSSTBase.C
|
||||||
|
|
||||||
|
\*---------------------------------------------------------------------------*/
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef kOmegaSSTBase_H
|
||||||
|
#define kOmegaSSTBase_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "RASModel.H"
|
||||||
|
#include "eddyViscosity.H"
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace Foam
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
/*---------------------------------------------------------------------------*\
|
||||||
|
Class kOmegaSSTBase Declaration
|
||||||
|
\*---------------------------------------------------------------------------*/
|
||||||
|
|
||||||
|
template<class BasicEddyViscosityModel>
|
||||||
|
class kOmegaSSTBase
|
||||||
|
:
|
||||||
|
public BasicEddyViscosityModel
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Private Member Functions
|
||||||
|
|
||||||
|
// Disallow default bitwise copy construct and assignment
|
||||||
|
kOmegaSSTBase(const kOmegaSSTBase&);
|
||||||
|
kOmegaSSTBase& operator=(const kOmegaSSTBase&);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
protected:
|
||||||
|
|
||||||
|
// Protected data
|
||||||
|
|
||||||
|
// Model coefficients
|
||||||
|
|
||||||
|
dimensionedScalar alphaK1_;
|
||||||
|
dimensionedScalar alphaK2_;
|
||||||
|
|
||||||
|
dimensionedScalar alphaOmega1_;
|
||||||
|
dimensionedScalar alphaOmega2_;
|
||||||
|
|
||||||
|
dimensionedScalar gamma1_;
|
||||||
|
dimensionedScalar gamma2_;
|
||||||
|
|
||||||
|
dimensionedScalar beta1_;
|
||||||
|
dimensionedScalar beta2_;
|
||||||
|
|
||||||
|
dimensionedScalar betaStar_;
|
||||||
|
|
||||||
|
dimensionedScalar a1_;
|
||||||
|
dimensionedScalar b1_;
|
||||||
|
dimensionedScalar c1_;
|
||||||
|
|
||||||
|
Switch F3_;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Fields
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Wall distance
|
||||||
|
// Note: different to wall distance in parent RASModel
|
||||||
|
// which is for near-wall cells only
|
||||||
|
const volScalarField& y_;
|
||||||
|
|
||||||
|
volScalarField k_;
|
||||||
|
volScalarField omega_;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Protected Member Functions
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp<volScalarField> F1(const volScalarField& CDkOmega) const;
|
||||||
|
tmp<volScalarField> F2() const;
|
||||||
|
tmp<volScalarField> F3() const;
|
||||||
|
tmp<volScalarField> F23() const;
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp<volScalarField> blend
|
||||||
|
(
|
||||||
|
const volScalarField& F1,
|
||||||
|
const dimensionedScalar& psi1,
|
||||||
|
const dimensionedScalar& psi2
|
||||||
|
) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return F1*(psi1 - psi2) + psi2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp<volScalarField> alphaK(const volScalarField& F1) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return blend(F1, alphaK1_, alphaK2_);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp<volScalarField> alphaOmega(const volScalarField& F1) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return blend(F1, alphaOmega1_, alphaOmega2_);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp<volScalarField> beta(const volScalarField& F1) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return blend(F1, beta1_, beta2_);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
tmp<volScalarField> gamma(const volScalarField& F1) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return blend(F1, gamma1_, gamma2_);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void correctNut(const volScalarField& S2);
|
||||||
|
|
||||||
|
virtual void correctNut();
|
||||||
|
virtual tmp<fvScalarMatrix> kSource() const;
|
||||||
|
virtual tmp<fvScalarMatrix> omegaSource() const;
|
||||||
|
virtual tmp<fvScalarMatrix> Qsas
|
||||||
|
(
|
||||||
|
const volScalarField& S2,
|
||||||
|
const volScalarField& gamma,
|
||||||
|
const volScalarField& beta
|
||||||
|
) const;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef typename BasicEddyViscosityModel::alphaField alphaField;
|
||||||
|
typedef typename BasicEddyViscosityModel::rhoField rhoField;
|
||||||
|
typedef typename BasicEddyViscosityModel::transportModel transportModel;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Constructors
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Construct from components
|
||||||
|
kOmegaSSTBase
|
||||||
|
(
|
||||||
|
const word& type,
|
||||||
|
const alphaField& alpha,
|
||||||
|
const rhoField& rho,
|
||||||
|
const volVectorField& U,
|
||||||
|
const surfaceScalarField& alphaRhoPhi,
|
||||||
|
const surfaceScalarField& phi,
|
||||||
|
const transportModel& transport,
|
||||||
|
const word& propertiesName = turbulenceModel::propertiesName
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Destructor
|
||||||
|
virtual ~kOmegaSSTBase()
|
||||||
|
{}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Member Functions
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Re-read model coefficients if they have changed
|
||||||
|
virtual bool read();
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Return the effective diffusivity for k
|
||||||
|
tmp<volScalarField> DkEff(const volScalarField& F1) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return tmp<volScalarField>
|
||||||
|
(
|
||||||
|
new volScalarField("DkEff", alphaK(F1)*this->nut_ + this->nu())
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Return the effective diffusivity for omega
|
||||||
|
tmp<volScalarField> DomegaEff(const volScalarField& F1) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return tmp<volScalarField>
|
||||||
|
(
|
||||||
|
new volScalarField
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"DomegaEff",
|
||||||
|
alphaOmega(F1)*this->nut_ + this->nu()
|
||||||
|
)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Return the turbulence kinetic energy
|
||||||
|
virtual tmp<volScalarField> k() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return k_;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Return the turbulence kinetic energy dissipation rate
|
||||||
|
virtual tmp<volScalarField> epsilon() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return tmp<volScalarField>
|
||||||
|
(
|
||||||
|
new volScalarField
|
||||||
|
(
|
||||||
|
IOobject
|
||||||
|
(
|
||||||
|
"epsilon",
|
||||||
|
this->mesh_.time().timeName(),
|
||||||
|
this->mesh_
|
||||||
|
),
|
||||||
|
betaStar_*k_*omega_,
|
||||||
|
omega_.boundaryField().types()
|
||||||
|
)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Return the turbulence kinetic energy dissipation rate
|
||||||
|
virtual tmp<volScalarField> omega() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return omega_;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//- Solve the turbulence equations and correct the turbulence viscosity
|
||||||
|
virtual void correct();
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
} // End namespace Foam
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef NoRepository
|
||||||
|
# include "kOmegaSSTBase.C"
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
|
// * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
|
// ************************************************************************* //
|
Loading…
Reference in New Issue
Block a user