TrioCFD 1.9.8
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Perte_Charge_VDF_base.cpp
1/****************************************************************************
2* Copyright (c) 2026, CEA
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4*
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13*
14*****************************************************************************/
15
16#include <Multiplicateur_diphasique_base.h>
17#include <Fluide_Incompressible.h>
18#include <Perte_Charge_VDF_base.h>
19#include <Schema_Temps_base.h>
20#include <Milieu_composite.h>
21#include <Champ_Uniforme.h>
22#include <QDM_Multiphase.h>
23#include <Champ_Face_VDF.h>
24#include <Domaine_Cl_VDF.h>
25#include <Equation_base.h>
26#include <Pb_Multiphase.h>
27#include <Probleme_base.h>
28#include <Sous_Domaine.h>
29#include <Domaine_VDF.h>
30#include <Param.h>
31
32Implemente_base(Perte_Charge_VDF_base, "Perte_Charge_VDF_base", Perte_Charge_Gen);
33
34Sortie& Perte_Charge_VDF_base::printOn(Sortie& s) const { return s << que_suis_je() << finl; }
35
37
38void Perte_Charge_VDF_base::ajouter_blocs(matrices_t matrices, DoubleTab& secmem, const tabs_t& semi_impl) const
39{
40 const Domaine_VDF& domaine = ref_cast(Domaine_VDF, equation().domaine_dis());
41 const Pb_Multiphase *pbm = sub_type(Pb_Multiphase, equation().probleme()) ? &ref_cast(Pb_Multiphase, equation().probleme()) : nullptr;
42 const Champ_Face_VDF& ch = ref_cast(Champ_Face_VDF, equation().inconnue());
43 const Champ_Don_base& dh = diam_hydr;
44
45 const DoubleTab& xp = domaine.xp(),&xv = domaine.xv(),
46 &vit = la_vitesse->valeurs(),
47 &pvit = la_vitesse->passe(),
48 &nu = le_fluide->viscosite_cinematique().valeurs(),
49 &vfd = domaine.volumes_entrelaces_dir(),
50 &mu = le_fluide->viscosite_dynamique().valeurs(),
51 &rho = le_fluide->masse_volumique().passe(),
52 *alp = pbm ? &pbm->equation_masse().inconnue().passe() : nullptr;
53
54 const DoubleVect& pe = le_fluide->porosite_elem(),& pf = le_fluide->porosite_face(),
55 &fs = domaine.face_surfaces(), &ve = domaine.volumes();
56
57 const Multiplicateur_diphasique_base *fmult = pbm && pbm->has_correlation("multiplicateur_diphasique") ?
58 &ref_cast(Multiplicateur_diphasique_base, pbm->get_correlation("multiplicateur_diphasique")) : nullptr;
59
60 const Sous_Domaine *pssz = sous_domaine ? &le_sous_domaine.valeur() : nullptr;
61
62 const IntTab& e_f = domaine.elem_faces(), &f_e = domaine.face_voisins(), &fcl = ch.fcl();
63
64 Matrice_Morse *mat = matrices.count(ch.le_nom().getString()) ? matrices.at(ch.le_nom().getString()) : nullptr;
65
66 const int D = dimension, cN = nu.dimension(0) == 1, cM = mu.dimension(0) == 1,
67 cR = rho.dimension(0) == 1, C_dh = sub_type(Champ_Uniforme, diam_hydr.valeur()),
68 N = vit.line_size();
69
70 double t = equation().schema_temps().temps_courant(), v_min = 0.1;
71 DoubleTrav pos(D), v(N, D), vm(D), v_ph(D), dir(D), nv(N), Cf(N), Cf_t(N), Fk(N), G(N), mult(N, 2), Sigma_tab;
72
73 for (int n = 0; n < N; n++)
74 mult(n, 0) = 1, mult(n, 1) = 0; //valeur par defaut de mult
75
76 if (fmult) //si multiplicateur -> calcul de sigma
77 {
78 const Milieu_composite& milc = ref_cast(Milieu_composite, equation().milieu());
79 // Et pour les methodes span de la classe Saturation
80 const int ne_tot = domaine.nb_elem_tot(), nb_max_sat = N * (N-1) /2; // oui !! suite arithmetique !!
81 Sigma_tab.resize(ne_tot, nb_max_sat);
82 for (int k = 0; k < N; k++)
83 for (int l = k + 1; l < N; l++)
84 if (milc.has_saturation(k, l))
85 {
86 const Saturation_base& z_sat = milc.get_saturation(k, l);
87 const int ind_trav = (k*(N-1)-(k-1)*(k)/2) + (l-k-1); // Et oui ! matrice triang sup !
88 // recuperer Tsat et sigma ...
89 const DoubleTab& sig = z_sat.get_sigma_tab();
90
91 // fill in the good case
92 for (int ii = 0; ii < ne_tot; ii++)
93 Sigma_tab(ii, ind_trav) = sig(ii);
94 }
95 }
96
97 /* contribution de chaque element ou on applique la perte de charge */
98 for (int i = 0; i < (pssz ? pssz->nb_elem_tot() : domaine.nb_elem_tot()); i++)
99 {
100 int e = pssz ? (*pssz)[i] : i;
101 for (int d = 0; d < D; d++)
102 pos(d) = xp(e, d);
103
104 /* vecteur vitesse en e */
105 double dh_e = C_dh ? dh.valeurs()(0, 0) : dh.valeur_a_compo(pos, 0);
106
107 v = 0.;
108 for (int j = 0; j < e_f.dimension(1); j++)
109 {
110 const int f = e_f(e, j);
111 for (int d = 0; d < D; d++)
112 for (int n = 0; n < N; n++)
113 v(n, d) += fs(f) * pf(f) / (ve(e) * pe(e)) * (xv(f, d) - xp(e, d)) * (e == f_e(f, 0) ? 1 : -1) * pvit(f, n);
114 }
115
116
117 /* norme de v (avec seuil), debit surfacique par phase et total */
118 double Gm = 0.;
119 for (int n = 0; n < N; Gm += G(n), n++)
120 {
121 nv(n) = std::max(v_min, sqrt(domaine.dot(&v(n, 0), &v(n, 0))));
122 G(n) = (alp ? (*alp)(e, n) : 1) * rho(!cR * e, n) * nv(n);
123 }
124
125 double arm = 0.;
126 for (int n = 0; n < N; n++)
127 {
128 arm += (alp ? (*alp)(e, n) : 1) * rho(!cR * e, n);
129
130 for (int d = 0; d < D; d++)
131 vm(d) += (alp ? (*alp)(e, n) : 1) * rho(!cR * e, n) * v(n, d);
132 }
133
134 for (int d = 0; d < D; d++)
135 vm(d) /= arm;
136
137 double nvm = std::max(v_min, sqrt(domaine.dot(&vm(0), &vm(0))));
138 double C_iso, C_dir, v_dir;
139
140 /* coefficients de frottements par composante : Cf(n) (phase seule), Cf_t(n) (le debit total dans cette phase) */
141 for (int n = 0; n < N; n++)
142 {
143 double Re = dh_e * std::max(G(n), 1e-10) / mu(!cM * e, n),
144 Re_m = dh_e * Gm / mu(!cM * e, n);
145
146 for (int d = 0; d < D; d++)
147 v_ph(d) = v(n, d);
148
149 /* phase seule */
150 coeffs_perte_charge(v_ph, pos, t, nv(n), dh_e, nu(!cN * e, n), Re, C_iso, C_dir, v_dir, dir);
151
152 Cf(n) = (C_iso + (C_dir - C_iso) * (nv(n) > 1e-8 ? std::pow(domaine.dot(&v(n, 0), &dir(0)), 2) / (nv(n) * nv(n)) : 0)) * 2 * dh_e / std::max(nv(n), 1e-10);
153
154 /* tout le melange dans la phase */
155 coeffs_perte_charge(vm, pos, t, nvm, dh_e, nu(!cN * e, n), Re_m, C_iso, C_dir, v_dir, dir);
156
157 Cf_t(n) = (C_iso + (C_dir - C_iso) * (nvm > 1e-8 ? std::pow(domaine.dot(&vm(0), &dir(0)), 2) / (nvm * nvm) : 0)) * 2 * dh_e / std::max(nvm, 1e-10);
158
159 Fk(n) = Cf(n) * G(n) * G(n) / rho(!cR * e, n) / 2.0 / dh_e; //force
160 }
161 double Fm = Cf_t(0) * Gm * Gm / rho(!cR * e, 0) / 2.0 / dh_e; //force paroi "melange" (debit total, mais proprietes physiques du liquide)
162
163 /* appel du multiplicateur diphasique (si il existe) */
164 if (fmult)
165 fmult->coefficient(&(*alp)(e, 0), &rho(!cR * e, 0), &nv(0), &Cf_t(0), &mu(!cM * e, 0), dh_e, Sigma_tab(e,0), &Fk(0), Fm, mult);
166
167 /* contributions aux faces de e */
168 for (int j = 0; j < e_f.dimension(1); j++)
169 {
170 const int f = e_f(e, j);
171
172 if (f < domaine.nb_faces() && (fcl(f, 0) < 2))
173 for (int n = 0; n < N; n++)
174 {
175 int e1 = f_e(f, 0);
176 if (e1 < 0) e1 = f_e(f, 1);
177
178 double fac = pf(f) * vfd(f, e != e1) * 0.5 / dh_e;
179 double fac_n = fac * mult(n, 0) * Cf(n) * nv(n);
180 double fac_m = fac * mult(n, 1) * Cf_t(n) * Gm / rho(!cR * e, n);
181
182 for (int m = 0; m < N; m++)
183 secmem(f, n) -= ((m == n) * fac_n + fac_m) * (alp ? (*alp)(e, m) : 1) * (pbm ? rho(!cR * e, m) : 1) * vit(f, m);
184
185 if (mat)
186 for (int m = 0; m < N; m++)
187 (*mat)(N * f + n, N * f + m) += ((m == n) * fac_n + fac_m) * (alp ? (*alp)(e, m) : 1) * (pbm ? rho(!cR * e, m) : 1);
188 }
189 }
190 }
191}
classe Champ_Don_base classe de base des Champs donnes (non calcules)
DoubleTab & valeurs() override
Surcharge Champ_base::valeurs() Renvoie le tableau des valeurs.
class Champ_Face_VDF Cette classe sert a representer un champ vectoriel dont on ne calcule
const IntTab & fcl() const
DoubleTab & passe(int i=1) override
Renvoie les valeurs du champs a l'instant t-i.
classe Champ_Uniforme Represente un champ constant dans l'espace et dans le temps.
virtual double valeur_a_compo(const DoubleVect &position, int ncomp) const
Calcule la valeur ponctuelle de la composante "compo" du champ au point de coordonnees pos.
class Domaine_VDF
Definition Domaine_VDF.h:64
Class defining operators and methods for all reading operation in an input flow (file,...
Definition Entree.h:42
virtual const Champ_Inc_base & inconnue() const =0
Schema_Temps_base & schema_temps()
Renvoie le schema en temps associe a l'equation.
const Nom & le_nom() const override
Renvoie le nom du champ.
DoubleTab & get_sigma_tab()
Classe Matrice_Morse Represente une matrice M (creuse), non necessairement carree.
Classe Milieu_composite Cette classe represente un fluide reel ainsi que.
bool has_saturation(int k, int l) const
Saturation_base & get_saturation(int k, int l) const
const Equation_base & equation() const
Renvoie la reference sur l'equation pointe par MorEqn::mon_equation.
Definition MorEqn.h:62
classe Multiplicateur_diphasique_base correlations de multiplicateurs diphasiques de la forme
virtual void coefficient(const double *alpha, const double *rho, const double *v, const double *f, const double *mu, const double Dh, const double gamma, const double *Fk, const double Fm, DoubleTab &coeff) const =0
const std::string & getString() const
Definition Nom.h:92
static int dimension
Definition Objet_U.h:99
const Nom & que_suis_je() const
renvoie la chaine identifiant la classe.
Definition Objet_U.cpp:104
virtual Entree & readOn(Entree &)
Lecture d'un Objet_U sur un flot d'entree Methode a surcharger.
Definition Objet_U.cpp:293
virtual Sortie & printOn(Sortie &) const
Ecriture de l'objet sur un flot de sortie Methode a surcharger.
Definition Objet_U.cpp:282
classe Pb_Multiphase Cette classe represente un probleme de thermohydraulique multiphase de type "3*N...
virtual Equation_base & equation_masse()
virtual void coeffs_perte_charge(const DoubleVect &u, const DoubleVect &pos, double t, double norme_u, double dh, double nu, double reynolds, double &coeff_ortho, double &coeff_long, double &u_l, DoubleVect &v_valeur) const =0
Appele pour chaque face par ajouter().
bool sous_domaine
Le terme est-il limite a une sous-domaine ?
Factorise les fonctionnalites de plusieurs pertes de charge en VEF, vitesse aux faces.
void ajouter_blocs(matrices_t matrices, DoubleTab &secmem, const tabs_t &semi_impl={}) const override
int has_correlation(std::string nom_correlation) const
const Correlation_base & get_correlation(std::string nom_correlation) const
double temps_courant() const
Renvoie le temps courant.
Classe de base des flux de sortie.
Definition Sortie.h:52
int_t nb_elem_tot() const
void resize(_SIZE_ n, RESIZE_OPTIONS opt=RESIZE_OPTIONS::COPY_INIT)
Definition TRUSTTab.tpp:469
_SIZE_ dimension(int d) const
Definition TRUSTTab.tpp:133