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       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 "ThermalUCProperties.h"
      11             : #include "libmesh/utility.h"
      12             : 
      13             : registerMooseObject("SolidPropertiesApp", ThermalUCProperties);
      14             : 
      15             : InputParameters
      16          16 : ThermalUCProperties::validParams()
      17             : 
      18             : {
      19          16 :   InputParameters params = ThermalSolidProperties::validParams();
      20             : 
      21          32 :   params.addRangeCheckedParam<Real>("density", 13824.7, "density > 0.0", "(Constant) density");
      22          16 :   params.addClassDescription("Uranium Carbide (UC) thermal properties (SI units).");
      23          16 :   return params;
      24           0 : }
      25             : 
      26           8 : ThermalUCProperties::ThermalUCProperties(const InputParameters & parameters)
      27             :   : ThermalSolidProperties(parameters),
      28           8 :     _rho_const(getParam<Real>("density")),
      29           8 :     _c1(239.7),
      30           8 :     _c2(5.068e-3),
      31           8 :     _c3(1.7604e-5),
      32           8 :     _c4(3488100)
      33             : {
      34           8 : }
      35             : 
      36             : Real
      37          12 : ThermalUCProperties::cp_from_T(const Real & T) const
      38             : {
      39          12 :   if ((T < 298) || (T > 2838))
      40           0 :     flagInvalidSolution(
      41             :         "UC specific heat evaluated outside of UC cp temperature range [298, 2838] K");
      42          12 :   return _c1 - _c2 * T + _c3 * Utility::pow<2>(T) - _c4 / Utility::pow<2>(T);
      43             : }
      44             : 
      45             : void
      46           2 : ThermalUCProperties::cp_from_T(const Real & T, Real & cp, Real & dcp_dT) const
      47             : {
      48             : 
      49           2 :   if ((T < 298) || (T > 2838))
      50           0 :     flagInvalidSolution(
      51             :         "UC specific heat evaluated outside of UC cp temperature range [298, 2838] K");
      52             : 
      53           2 :   cp = cp_from_T(T);
      54           2 :   dcp_dT = -_c2 + 2 * _c3 * T + 2 * _c4 / Utility::pow<3>(T);
      55           2 : }
      56             : 
      57             : Real
      58          14 : ThermalUCProperties::cp_integral(const Real & T) const
      59             : {
      60          14 :   return _c1 * T - 0.5 * _c2 * Utility::pow<2>(T) + _c3 / 3.0 * Utility::pow<3>(T) + _c4 / T;
      61             : }
      62             : 
      63             : Real
      64          10 : ThermalUCProperties::k_from_T(const Real & T) const
      65             : {
      66          10 :   if ((323 < T) && (T < 924))
      67             :   {
      68          10 :     return 21.7 - 3.04e-3 * T + 3.61e-6 * Utility::pow<2>(T);
      69             :   }
      70           0 :   else if ((924 < T) && (T < 2573))
      71             :   {
      72           0 :     return 20.2 + 1.48e-3 * T;
      73             :   }
      74             :   else
      75             :   {
      76             :     return 21.0;
      77             :   }
      78             : }
      79             : 
      80             : void
      81           2 : ThermalUCProperties::k_from_T(const Real & T, Real & k, Real & dk_dT) const
      82             : {
      83           2 :   if ((323 < T) && (T < 924))
      84             :   {
      85           2 :     k = k_from_T(T);
      86           2 :     dk_dT = -3.04e-3 + 7.22e-6 * T;
      87             :   }
      88           0 :   else if ((924 < T) && (T < 2573))
      89             :   {
      90           0 :     k = k_from_T(T);
      91           0 :     dk_dT = 1.48e-3;
      92             :   }
      93             :   else
      94             :   {
      95           0 :     k = k_from_T(T);
      96           0 :     dk_dT = 0.0;
      97             :   }
      98           2 : }
      99             : 
     100             : Real
     101          10 : ThermalUCProperties::rho_from_T(const Real & /* T */) const
     102             : {
     103          10 :   return _rho_const;
     104             : }
     105             : 
     106             : void
     107           2 : ThermalUCProperties::rho_from_T(const Real & T, Real & rho, Real & drho_dT) const
     108             : {
     109           2 :   rho = rho_from_T(T);
     110           2 :   drho_dT = 0.0;
     111           2 : }