Line data Source code
1 : //* This file is part of the MOOSE framework
2 : //* https://mooseframework.inl.gov
3 : //*
4 : //* All rights reserved, see COPYRIGHT for full restrictions
5 : //* https://github.com/idaholab/moose/blob/master/COPYRIGHT
6 : //*
7 : //* Licensed under LGPL 2.1, please see LICENSE for details
8 : //* https://www.gnu.org/licenses/lgpl-2.1.html
9 :
10 : #include "StiffenedGasFluidProperties.h"
11 :
12 : registerMooseObject("FluidPropertiesApp", StiffenedGasFluidProperties);
13 :
14 : InputParameters
15 577 : StiffenedGasFluidProperties::validParams()
16 : {
17 577 : InputParameters params = SinglePhaseFluidProperties::validParams();
18 577 : params += NaNInterface::validParams();
19 1154 : params.addParam<bool>(
20 1154 : "allow_nonphysical_states", true, "Allows for non-physical states, e.g., negative density.");
21 1154 : params.addRequiredParam<Real>("gamma", "Heat capacity ratio");
22 1154 : params.addRequiredParam<Real>("cv", "Constant volume specific heat");
23 1154 : params.addRequiredParam<Real>("q", "Parameter defining zero point of internal energy");
24 1154 : params.addRequiredParam<Real>("p_inf", "Stiffness parameter");
25 1154 : params.addParam<Real>("q_prime", 0, "Parameter");
26 1154 : params.addParam<Real>("mu", 1.e-3, "Dynamic viscosity, Pa.s");
27 1154 : params.addParam<Real>("k", 0.6, "Thermal conductivity, W/(m-K)");
28 1154 : params.addParam<Real>("M", 0, "Molar mass, kg/mol");
29 1154 : params.addParam<Real>("T_c", 0, "Critical temperature, K");
30 1154 : params.addParam<Real>("rho_c", 0, "Critical density, kg/m3");
31 1154 : params.addParam<Real>("e_c", 0, "Internal energy at the critical point, J/kg");
32 577 : params.addClassDescription("Fluid properties for a stiffened gas");
33 577 : return params;
34 0 : }
35 :
36 315 : StiffenedGasFluidProperties::StiffenedGasFluidProperties(const InputParameters & parameters)
37 : : SinglePhaseFluidProperties(parameters),
38 : NaNInterface(this),
39 315 : _allow_nonphysical_states(getParam<bool>("allow_nonphysical_states")),
40 630 : _gamma(getParam<Real>("gamma")),
41 630 : _cv(getParam<Real>("cv")),
42 630 : _q(getParam<Real>("q")),
43 630 : _q_prime(getParam<Real>("q_prime")),
44 630 : _p_inf(getParam<Real>("p_inf")),
45 630 : _mu(getParam<Real>("mu")),
46 630 : _k(getParam<Real>("k")),
47 630 : _molar_mass(getParam<Real>("M")),
48 630 : _T_c(getParam<Real>("T_c")),
49 630 : _rho_c(getParam<Real>("rho_c")),
50 945 : _e_c(getParam<Real>("e_c"))
51 : {
52 315 : if (_cv == 0.0)
53 0 : mooseError("cv cannot be zero.");
54 315 : _cp = _cv * _gamma;
55 315 : }
56 :
57 624 : StiffenedGasFluidProperties::~StiffenedGasFluidProperties() {}
58 :
59 : Real
60 2928 : StiffenedGasFluidProperties::p_from_v_e(Real v, Real e) const
61 : {
62 2928 : return p_from_v_e_template(v, e);
63 : }
64 :
65 : void
66 59 : StiffenedGasFluidProperties::p_from_v_e(Real v, Real e, Real & p, Real & dp_dv, Real & dp_de) const
67 : {
68 59 : p_from_v_e_template(v, e, p, dp_dv, dp_de);
69 59 : }
70 :
71 : ADReal
72 6 : StiffenedGasFluidProperties::p_from_v_e(const ADReal & v, const ADReal & e) const
73 : {
74 6 : return p_from_v_e_template(v, e);
75 : }
76 :
77 : void
78 1 : StiffenedGasFluidProperties::p_from_v_e(
79 : const ADReal & v, const ADReal & e, ADReal & p, ADReal & dp_dv, ADReal & dp_de) const
80 : {
81 1 : p_from_v_e_template(v, e, p, dp_dv, dp_de);
82 1 : }
83 :
84 : Real
85 1052 : StiffenedGasFluidProperties::T_from_v_e(Real v, Real e) const
86 : {
87 1052 : return T_from_v_e_template(v, e);
88 : }
89 :
90 : void
91 1 : StiffenedGasFluidProperties::T_from_v_e(Real v, Real e, Real & T, Real & dT_dv, Real & dT_de) const
92 : {
93 1 : T_from_v_e_template(v, e, T, dT_dv, dT_de);
94 1 : }
95 :
96 : ADReal
97 6 : StiffenedGasFluidProperties::T_from_v_e(const ADReal & v, const ADReal & e) const
98 : {
99 6 : return T_from_v_e_template(v, e);
100 : }
101 :
102 : void
103 1 : StiffenedGasFluidProperties::T_from_v_e(
104 : const ADReal & v, const ADReal & e, ADReal & p, ADReal & dp_dv, ADReal & dp_de) const
105 : {
106 1 : T_from_v_e_template(v, e, p, dp_dv, dp_de);
107 1 : }
108 :
109 : Real
110 6 : StiffenedGasFluidProperties::T_from_p_h(Real v, Real e) const
111 : {
112 6 : return T_from_p_h_template(v, e);
113 : }
114 :
115 : void
116 1 : StiffenedGasFluidProperties::T_from_p_h(Real v, Real e, Real & T, Real & dT_dv, Real & dT_de) const
117 : {
118 : T_from_p_h_template(v, e, T, dT_dv, dT_de);
119 1 : }
120 :
121 : ADReal
122 0 : StiffenedGasFluidProperties::T_from_p_h(const ADReal & v, const ADReal & e) const
123 : {
124 0 : return T_from_p_h_template(v, e);
125 : }
126 :
127 : void
128 0 : StiffenedGasFluidProperties::T_from_p_h(
129 : const ADReal & v, const ADReal & e, ADReal & p, ADReal & dp_dv, ADReal & dp_de) const
130 : {
131 0 : T_from_p_h_template(v, e, p, dp_dv, dp_de);
132 0 : }
133 :
134 : Real
135 441 : StiffenedGasFluidProperties::c_from_v_e(Real v, Real e) const
136 : {
137 441 : if (_allow_nonphysical_states)
138 441 : return std::sqrt(_gamma * (p_from_v_e(v, e) + _p_inf) * v);
139 : else
140 : {
141 0 : const Real radicant = _gamma * (p_from_v_e(v, e) + _p_inf) * v;
142 0 : if (radicant < 0.)
143 : {
144 0 : return getNaN();
145 : }
146 : else
147 : {
148 0 : return std::sqrt(radicant);
149 : }
150 : }
151 : }
152 :
153 : void
154 0 : StiffenedGasFluidProperties::c_from_v_e(Real v, Real e, Real & c, Real & dc_dv, Real & dc_de) const
155 : {
156 0 : if (_allow_nonphysical_states)
157 : {
158 : Real p, dp_dv, dp_de;
159 0 : p_from_v_e(v, e, p, dp_dv, dp_de);
160 :
161 0 : c = std::sqrt(_gamma * (p_from_v_e(v, e) + _p_inf) * v);
162 0 : const Real dc_dp = 0.5 / c * _gamma * v;
163 0 : const Real dc_dv_partial = 0.5 / c * _gamma * (p + _p_inf);
164 :
165 0 : dc_dv = dc_dv_partial + dc_dp * dp_dv;
166 0 : dc_de = dc_dp * dp_de;
167 : }
168 : else
169 : {
170 0 : const Real radicant = _gamma * (p_from_v_e(v, e) + _p_inf) * v;
171 0 : if (radicant < 0.)
172 : {
173 0 : c = getNaN();
174 0 : dc_dv = getNaN();
175 0 : dc_de = getNaN();
176 : }
177 : else
178 : {
179 : Real p, dp_dv, dp_de;
180 0 : p_from_v_e(v, e, p, dp_dv, dp_de);
181 0 : c = std::sqrt(radicant);
182 0 : const Real dc_dp = 0.5 / c * _gamma * v;
183 0 : const Real dc_dv_partial = 0.5 / c * _gamma * (p + _p_inf);
184 :
185 0 : dc_dv = dc_dv_partial + dc_dp * dp_dv;
186 0 : dc_de = dc_dp * dp_de;
187 : }
188 : }
189 0 : }
190 :
191 447 : Real StiffenedGasFluidProperties::cp_from_v_e(Real, Real) const { return _cp; }
192 :
193 : void
194 1 : StiffenedGasFluidProperties::cp_from_v_e(
195 : Real v, Real e, Real & cp, Real & dcp_dv, Real & dcp_de) const
196 : {
197 1 : cp = cp_from_v_e(v, e);
198 1 : dcp_dv = 0.0;
199 1 : dcp_de = 0.0;
200 1 : }
201 :
202 444 : Real StiffenedGasFluidProperties::cv_from_v_e(Real, Real) const { return _cv; }
203 :
204 : void
205 0 : StiffenedGasFluidProperties::cv_from_v_e(
206 : Real v, Real e, Real & cv, Real & dcv_dv, Real & dcv_de) const
207 : {
208 0 : cv = cv_from_v_e(v, e);
209 0 : dcv_dv = 0.0;
210 0 : dcv_de = 0.0;
211 0 : }
212 :
213 465 : Real StiffenedGasFluidProperties::mu_from_v_e(Real, Real) const { return _mu; }
214 :
215 : void
216 1 : StiffenedGasFluidProperties::mu_from_v_e(
217 : Real v, Real e, Real & mu, Real & dmu_dv, Real & dmu_de) const
218 : {
219 1 : mu = this->mu_from_v_e(v, e);
220 1 : dmu_dv = 0.0;
221 1 : dmu_de = 0.0;
222 1 : }
223 :
224 459 : Real StiffenedGasFluidProperties::k_from_v_e(Real, Real) const { return _k; }
225 :
226 : void
227 0 : StiffenedGasFluidProperties::k_from_v_e(Real v, Real e, Real & k, Real & dk_dv, Real & dk_de) const
228 : {
229 0 : k = k_from_v_e(v, e);
230 0 : dk_dv = 0.0;
231 0 : dk_de = 0.0;
232 0 : }
233 :
234 : Real
235 739 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_v_e(Real v, Real e) const
236 : {
237 739 : return s_from_v_e_template(v, e);
238 : }
239 :
240 : void
241 29 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_v_e(Real v, Real e, Real & s, Real & ds_dv, Real & ds_de) const
242 : {
243 29 : s_from_v_e_template(v, e, s, ds_dv, ds_de);
244 29 : }
245 :
246 : ADReal
247 7 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_v_e(const ADReal & v, const ADReal & e) const
248 : {
249 7 : return s_from_v_e_template(v, e);
250 : }
251 :
252 : void
253 1 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_v_e(
254 : const ADReal & v, const ADReal & e, ADReal & s, ADReal & ds_dv, ADReal & ds_de) const
255 : {
256 1 : s_from_v_e_template(v, e, s, ds_dv, ds_de);
257 1 : }
258 :
259 : Real
260 6 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_h_p(Real h, Real p) const
261 : {
262 6 : const Real aux = (p + _p_inf) * std::pow((h - _q) / (_gamma * _cv), -_gamma / (_gamma - 1));
263 6 : if (aux <= 0.0)
264 0 : return getNaN();
265 : else
266 6 : return _q_prime - (_gamma - 1) * _cv * std::log(aux);
267 : }
268 :
269 : void
270 1 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_h_p(Real h, Real p, Real & s, Real & ds_dh, Real & ds_dp) const
271 : {
272 1 : const Real aux = (p + _p_inf) * std::pow((h - _q) / (_gamma * _cv), -_gamma / (_gamma - 1));
273 1 : if (aux <= 0.0)
274 : {
275 0 : s = getNaN();
276 0 : ds_dh = getNaN();
277 0 : ds_dp = getNaN();
278 : }
279 : else
280 : {
281 1 : const Real daux_dh = (p + _p_inf) *
282 1 : std::pow((h - _q) / (_gamma * _cv), -_gamma / (_gamma - 1) - 1) *
283 1 : (-_gamma / (_gamma - 1)) / (_gamma * _cv);
284 1 : const Real daux_dp = std::pow((h - _q) / (_gamma * _cv), -_gamma / (_gamma - 1));
285 :
286 1 : s = _q_prime - (_gamma - 1) * _cv * std::log(aux);
287 1 : ds_dh = -(_gamma - 1) * _cv / aux * daux_dh;
288 1 : ds_dp = -(_gamma - 1) * _cv / aux * daux_dp;
289 : }
290 1 : }
291 :
292 : Real
293 6 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_p_T(Real p, Real T) const
294 : {
295 6 : return s_from_p_T_template(p, T);
296 : }
297 :
298 : void
299 1 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_p_T(Real p, Real T, Real & s, Real & ds_dp, Real & ds_dT) const
300 : {
301 1 : s_from_p_T_template(p, T, s, ds_dp, ds_dT);
302 1 : }
303 :
304 : ADReal
305 6 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_p_T(const ADReal & p, const ADReal & T) const
306 : {
307 6 : return s_from_p_T_template(p, T);
308 : }
309 :
310 : void
311 1 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_p_T(
312 : const ADReal & p, const ADReal & T, ADReal & s, ADReal & ds_dp, ADReal & ds_dT) const
313 : {
314 1 : s_from_p_T_template(p, T, s, ds_dp, ds_dT);
315 1 : }
316 :
317 : Real
318 141 : StiffenedGasFluidProperties::rho_from_p_s(Real p, Real s) const
319 : {
320 141 : Real a = (s - _q_prime + _cv * std::log(std::pow(p + _p_inf, _gamma - 1.0))) / _cv;
321 141 : Real T = std::pow(std::exp(a), 1.0 / _gamma);
322 141 : Real rho = rho_from_p_T(p, T);
323 141 : if (!_allow_nonphysical_states && rho <= 0.)
324 0 : return getNaN();
325 : else
326 : return rho;
327 : }
328 :
329 : void
330 1 : StiffenedGasFluidProperties::rho_from_p_s(
331 : Real p, Real s, Real & rho, Real & drho_dp, Real & drho_ds) const
332 : {
333 : // T(p,s)
334 1 : const Real aux = (s - _q_prime + _cv * std::log(std::pow(p + _p_inf, _gamma - 1.0))) / _cv;
335 1 : const Real T = std::pow(std::exp(aux), 1 / _gamma);
336 :
337 : // dT/dp
338 1 : const Real dT_dp = 1.0 / _gamma * std::pow(std::exp(aux), 1.0 / _gamma - 1.0) * std::exp(aux) /
339 1 : std::pow(p + _p_inf, _gamma - 1.0) * (_gamma - 1.0) *
340 1 : std::pow(p + _p_inf, _gamma - 2.0);
341 :
342 : // dT/ds
343 : const Real dT_ds =
344 1 : 1.0 / _gamma * std::pow(std::exp(aux), 1.0 / _gamma - 1.0) * std::exp(aux) / _cv;
345 :
346 : // Drho/Dp = d/dp[rho(p, T(p,s))] = drho/dp + drho/dT * dT/dp
347 : Real drho_dp_partial, drho_dT;
348 1 : rho_from_p_T(p, T, rho, drho_dp_partial, drho_dT);
349 1 : drho_dp = drho_dp_partial + drho_dT * dT_dp;
350 :
351 : // Drho/Ds = d/ds[rho(p, T(p,s))] = drho/dT * dT/ds
352 1 : drho_ds = drho_dT * dT_ds;
353 1 : }
354 :
355 : Real
356 6 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_v_h(Real v, Real h) const
357 : {
358 6 : return (h + (_gamma - 1.0) * _q + _gamma * _p_inf * v) / _gamma;
359 : }
360 :
361 : void
362 1 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_v_h(Real v, Real h, Real & e, Real & de_dv, Real & de_dh) const
363 : {
364 1 : e = (h + (_gamma - 1.0) * _q + _gamma * _p_inf * v) / _gamma;
365 1 : de_dv = _p_inf;
366 1 : de_dh = 1.0 / _gamma;
367 1 : }
368 :
369 : Real
370 318 : StiffenedGasFluidProperties::rho_from_p_T(Real p, Real T) const
371 : {
372 318 : return rho_from_p_T_template(p, T);
373 : }
374 :
375 : void
376 3 : StiffenedGasFluidProperties::rho_from_p_T(
377 : Real p, Real T, Real & rho, Real & drho_dp, Real & drho_dT) const
378 : {
379 3 : rho_from_p_T_template(p, T, rho, drho_dp, drho_dT);
380 3 : }
381 :
382 : ADReal
383 7 : StiffenedGasFluidProperties::rho_from_p_T(const ADReal & p, const ADReal & T) const
384 : {
385 7 : return rho_from_p_T_template(p, T);
386 : }
387 :
388 : void
389 1 : StiffenedGasFluidProperties::rho_from_p_T(
390 : const ADReal & p, const ADReal & T, ADReal & rho, ADReal & drho_dp, ADReal & drho_dT) const
391 : {
392 1 : rho_from_p_T_template(p, T, rho, drho_dp, drho_dT);
393 1 : }
394 :
395 : Real
396 152 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_p_rho(Real p, Real rho) const
397 : {
398 152 : return e_from_p_rho_template(p, rho);
399 : }
400 :
401 : void
402 1 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_p_rho(
403 : Real p, Real rho, Real & e, Real & de_dp, Real & de_drho) const
404 : {
405 1 : e_from_p_rho_template(p, rho, e, de_dp, de_drho);
406 1 : }
407 :
408 : ADReal
409 7 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_p_rho(const ADReal & p, const ADReal & rho) const
410 : {
411 7 : return e_from_p_rho_template(p, rho);
412 : }
413 :
414 : void
415 1 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_p_rho(
416 : const ADReal & p, const ADReal & rho, ADReal & e, ADReal & de_dp, ADReal & de_drho) const
417 : {
418 1 : e_from_p_rho_template(p, rho, e, de_dp, de_drho);
419 1 : }
420 :
421 : Real
422 1578 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_T_v(Real T, Real v) const
423 : {
424 1578 : return _cv * T + _q + _p_inf * v;
425 : }
426 :
427 : void
428 93 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_T_v(Real T, Real v, Real & e, Real & de_dT, Real & de_dv) const
429 : {
430 93 : e = _cv * T + _q + _p_inf * v;
431 93 : de_dT = _cv;
432 93 : de_dv = _p_inf;
433 93 : }
434 :
435 : Real
436 1345 : StiffenedGasFluidProperties::p_from_T_v(Real T, Real v) const
437 : {
438 1345 : Real e = e_from_T_v(T, v);
439 1345 : return p_from_v_e(v, e);
440 : }
441 :
442 : void
443 58 : StiffenedGasFluidProperties::p_from_T_v(Real T, Real v, Real & p, Real & dp_dT, Real & dp_dv) const
444 : {
445 : Real e, de_dT_v, de_dv_T, dp_dv_e, dp_de_v;
446 58 : e_from_T_v(T, v, e, de_dT_v, de_dv_T);
447 58 : p_from_v_e(v, e, p, dp_dv_e, dp_de_v);
448 58 : dp_dT = dp_de_v * de_dT_v;
449 58 : dp_dv = dp_dv_e + dp_de_v * de_dv_T;
450 58 : }
451 :
452 : Real
453 6 : StiffenedGasFluidProperties::h_from_T_v(Real T, Real /*v*/) const
454 : {
455 6 : return _gamma * _cv * T + _q;
456 : }
457 :
458 : void
459 20 : StiffenedGasFluidProperties::h_from_T_v(
460 : Real T, Real /*v*/, Real & h, Real & dh_dT, Real & dh_dv) const
461 : {
462 20 : h = _gamma * _cv * T + _q;
463 20 : dh_dT = _gamma * _cv;
464 20 : dh_dv = 0.0;
465 20 : }
466 :
467 : Real
468 22 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_T_v(Real T, Real v) const
469 : {
470 22 : Real e = e_from_T_v(T, v);
471 22 : return s_from_v_e(v, e);
472 : }
473 :
474 : void
475 28 : StiffenedGasFluidProperties::s_from_T_v(Real T, Real v, Real & s, Real & ds_dT, Real & ds_dv) const
476 : {
477 : Real e, de_dT_v, de_dv_T, ds_dv_e, ds_de_v;
478 28 : e_from_T_v(T, v, e, de_dT_v, de_dv_T);
479 28 : s_from_v_e(v, e, s, ds_dv_e, ds_de_v);
480 28 : ds_dT = ds_de_v * de_dT_v;
481 28 : ds_dv = ds_dv_e + ds_de_v * de_dv_T;
482 28 : }
483 :
484 20 : Real StiffenedGasFluidProperties::cv_from_T_v(Real /*T*/, Real /*v*/) const { return _cv; }
485 :
486 45 : Real StiffenedGasFluidProperties::e_spndl_from_v(Real /*v*/) const { return _e_c; }
487 :
488 : void
489 87 : StiffenedGasFluidProperties::v_e_spndl_from_T(Real /*T*/, Real & v, Real & e) const
490 : {
491 87 : v = 1. / _rho_c;
492 87 : e = _e_c;
493 87 : }
494 :
495 : Real
496 183 : StiffenedGasFluidProperties::h_from_p_T(Real /*p*/, Real T) const
497 : {
498 183 : return _gamma * _cv * T + _q;
499 : }
500 :
501 : void
502 5 : StiffenedGasFluidProperties::h_from_p_T(Real p, Real T, Real & h, Real & dh_dp, Real & dh_dT) const
503 : {
504 5 : h = h_from_p_T(p, T);
505 5 : dh_dp = 0.0;
506 5 : dh_dT = _gamma * _cv;
507 5 : }
508 :
509 : Real
510 7 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_p_T(Real p, Real T) const
511 : {
512 7 : return (p + _gamma * _p_inf) / (p + _p_inf) * _cv * T + _q;
513 : }
514 :
515 : void
516 1 : StiffenedGasFluidProperties::e_from_p_T(Real p, Real T, Real & e, Real & de_dp, Real & de_dT) const
517 : {
518 1 : e = e_from_p_T(p, T);
519 1 : de_dp = (1. - _gamma) * _p_inf / (p + _p_inf) / (p + _p_inf) * _cv * T;
520 1 : de_dT = (p + _gamma * _p_inf) / (p + _p_inf) * _cv;
521 1 : }
522 :
523 : Real
524 277 : StiffenedGasFluidProperties::p_from_h_s(Real h, Real s) const
525 : {
526 277 : return std::pow((h - _q) / (_gamma * _cv), _gamma / (_gamma - 1.0)) *
527 277 : std::exp((_q_prime - s) / ((_gamma - 1.0) * _cv)) -
528 277 : _p_inf;
529 : }
530 :
531 : void
532 1 : StiffenedGasFluidProperties::p_from_h_s(Real h, Real s, Real & p, Real & dp_dh, Real & dp_ds) const
533 : {
534 1 : p = p_from_h_s(h, s);
535 1 : dp_dh = _gamma / (_gamma - 1.0) / (_gamma * _cv) *
536 1 : std::pow((h - _q) / (_gamma * _cv), 1.0 / (_gamma - 1.0)) *
537 1 : std::exp((_q_prime - s) / ((_gamma - 1.0) * _cv));
538 1 : dp_ds = std::pow((h - _q) / (_gamma * _cv), _gamma / (_gamma - 1)) *
539 1 : std::exp((_q_prime - s) / ((_gamma - 1) * _cv)) / ((1 - _gamma) * _cv);
540 1 : }
541 :
542 : Real
543 434 : StiffenedGasFluidProperties::g_from_v_e(Real v, Real e) const
544 : {
545 : // g(p,T) for SGEOS is given by Equation (37) in the following reference:
546 : //
547 : // Ray A. Berry, Richard Saurel, Olivier LeMetayer
548 : // The discrete equation method (DEM) for fully compressible, two-phase flows in
549 : // ducts of spatially varying cross-section
550 : // Nuclear Engineering and Design 240 (2010) p. 3797-3818
551 : //
552 434 : const Real p = p_from_v_e(v, e);
553 434 : const Real T = T_from_v_e(v, e);
554 :
555 434 : return (_gamma * _cv - _q_prime) * T -
556 434 : _cv * T * std::log(std::pow(T, _gamma) / std::pow(p + _p_inf, _gamma - 1.0)) + _q;
557 : }
558 :
559 : Real
560 0 : StiffenedGasFluidProperties::c2_from_p_rho(Real pressure, Real rho) const
561 : {
562 0 : return _gamma * (pressure + _p_inf) / rho;
563 : }
564 :
565 : Real
566 141 : StiffenedGasFluidProperties::molarMass() const
567 : {
568 141 : return _molar_mass;
569 : }
570 :
571 : Real
572 10 : StiffenedGasFluidProperties::criticalTemperature() const
573 : {
574 10 : return _T_c;
575 : }
576 :
577 : Real
578 12 : StiffenedGasFluidProperties::criticalDensity() const
579 : {
580 12 : return _rho_c;
581 : }
582 :
583 : Real
584 2 : StiffenedGasFluidProperties::criticalInternalEnergy() const
585 : {
586 2 : return _e_c;
587 : }
588 :
589 1 : Real StiffenedGasFluidProperties::cv_from_p_T(Real /* pressure */, Real /* temperature */) const
590 : {
591 1 : return _cv;
592 : }
593 :
594 : void
595 0 : StiffenedGasFluidProperties::cv_from_p_T(
596 : Real pressure, Real temperature, Real & cv, Real & dcv_dp, Real & dcv_dT) const
597 : {
598 0 : cv = cv_from_p_T(pressure, temperature);
599 0 : dcv_dp = 0.0;
600 0 : dcv_dT = 0.0;
601 0 : }
602 :
603 7 : Real StiffenedGasFluidProperties::cp_from_p_T(Real /* pressure */, Real /* temperature */) const
604 : {
605 7 : return _cp;
606 : }
607 :
608 : void
609 1 : StiffenedGasFluidProperties::cp_from_p_T(
610 : Real pressure, Real temperature, Real & cp, Real & dcp_dp, Real & dcp_dT) const
611 : {
612 1 : cp = cp_from_p_T(pressure, temperature);
613 1 : dcp_dp = 0.0;
614 1 : dcp_dT = 0.0;
615 1 : }
616 :
617 7 : Real StiffenedGasFluidProperties::mu_from_p_T(Real /* pressure */, Real /* temperature */) const
618 : {
619 7 : return _mu;
620 : }
621 :
622 : void
623 1 : StiffenedGasFluidProperties::mu_from_p_T(
624 : Real pressure, Real temperature, Real & mu, Real & dmu_dp, Real & dmu_dT) const
625 : {
626 1 : mu = this->mu_from_p_T(pressure, temperature);
627 1 : dmu_dp = 0.0;
628 1 : dmu_dT = 0.0;
629 1 : }
630 :
631 7 : Real StiffenedGasFluidProperties::k_from_p_T(Real /* pressure */, Real /* temperature */) const
632 : {
633 7 : return _k;
634 : }
635 :
636 : void
637 1 : StiffenedGasFluidProperties::k_from_p_T(
638 : Real pressure, Real temperature, Real & k, Real & dk_dp, Real & dk_dT) const
639 : {
640 1 : k = this->k_from_p_T(pressure, temperature);
641 1 : dk_dp = 0.0;
642 1 : dk_dT = 0.0;
643 1 : }
644 : Real
645 15 : StiffenedGasFluidProperties::beta_from_p_T(Real /* pressure */, Real temperature) const
646 : {
647 15 : return 1 / temperature;
648 : }
649 : void
650 1 : StiffenedGasFluidProperties::beta_from_p_T(
651 : Real pressure, Real temperature, Real & beta, Real & dbeta_dp, Real & dbeta_dT) const
652 : {
653 1 : beta = this->beta_from_p_T(pressure, temperature);
654 1 : dbeta_dp = 0.0;
655 1 : dbeta_dT = -1 / (temperature * temperature);
656 1 : }
657 :
658 0 : Real StiffenedGasFluidProperties::pp_sat_from_p_T(Real /*p*/, Real /*T*/) const
659 : {
660 0 : mooseError(__PRETTY_FUNCTION__, " not implemented. Use a real fluid property class!");
661 : }
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