Cantera  2.2.1
 All Classes Namespaces Files Functions Variables Typedefs Enumerations Enumerator Friends Macros Groups Pages
Oxygen.cpp
Go to the documentation of this file.
1 //! @file Oxygen.cpp
2 #include "Oxygen.h"
4 
5 using namespace Cantera;
6 
7 namespace tpx
8 {
9 static const double
10 M = 31.9994,
11 Tmn = 54.34,
12 Tmx = 2000.0,
13 Tc = 154.581,
14 Pc = 5.0429e6,
15 Roc = 436.15,
16 R = 2.59820853437877e2,
17 Gamma = 5.46895508389297e-6,
18 alpha = 1.91576,
19 beta = 2239.18105,
20 u0 = 198884.2435,
21 s0 = 668.542976;
22 
23 static const double Aoxy[] = {
24  -4.26396872798684e-1, 3.48334938784107e1, -5.77516910418738e2,
25  2.40961751553325e4, -1.23332307855543e6, 3.73585286319658e-4,
26  -1.70178244046465e-1 ,-3.33226903068473e-4, 8.61334799901291e3,
27  -6.80394661057309e-7, 7.09583347162704e-4, -5.73905688255053e-2,
28  -1.92123080811409e-7, 3.11764722329504e-8, -8.09463854745591e-6,
29  -2.22562296356501e-11, 9.18401045361994e-15, 5.75758417511114e-12,
30  -2.10752269644774e-15, 3.62884761272184e3, -1.23317754317110e6,
31  -5.03800414800672e-2, 3.30686173177055e2, -5.26259633964252e-8 ,
32  5.53075442383100e-6, -2.71042853363688e-13, -1.65732450675251e-9 ,
33  -5.82711196409204e-20, 4.42953322148281e-17 ,-2.95529679136244e-25,
34  -1.92361786708846e-23, 9.43758410350413e-23
35 };
36 
37 static const double Foxy[] = {
38  -5.581932039e2, -1.0966262185e2, -8.3456211630e-2,
39  2.6603644330e-3, 1.6875023830e-5, -2.1262477120e-7,
40  9.5741096780e-10, -1.6617640450e-12, 2.7545605710e1
41 };
42 
43 static const double Doxy[] =
44 { 4.3615175e2, 7.5897189e2, -4.2576866e2, 2.3487106e3, -3.0474660e3, 1.4850169e3 };
45 
46 static const double Goxy[] = {
47  -1.29442711174062e6, 5.98231747005341e4, -8.97850772730944e2,
48  6.55236176900400e2, -1.13131252131570e-2,
49  3.4981070244228e-6, 4.21065222886885e-9, 2.67997030050139e2
50 };
51 
52 double oxygen::C(int i, double rt, double rt2)
53 {
54  switch (i) {
55  case 0 :
56  return Aoxy[0] * T + Aoxy[1] * sqrt(T) + Aoxy[2] + (Aoxy[3] + Aoxy[4] * rt) * rt;
57  case 1 :
58  return Aoxy[5] * T + Aoxy[6] + rt * (Aoxy[7] + Aoxy[8] * rt);
59  case 2 :
60  return Aoxy[9] * T + Aoxy[10] + Aoxy[11] * rt;
61  case 3 :
62  return Aoxy[12];
63  case 4 :
64  return rt*(Aoxy[13] + Aoxy[14]*rt);
65  case 5 :
66  return Aoxy[15]*rt;
67  case 6 :
68  return rt*(Aoxy[16] + Aoxy[17]*rt);
69  case 7 :
70  return Aoxy[18]*rt2;
71  case 8 :
72  return rt2*(Aoxy[19] + Aoxy[20]*rt);
73  case 9 :
74  return rt2*(Aoxy[21] + Aoxy[22]*rt2);
75  case 10 :
76  return rt2*(Aoxy[23] + Aoxy[24]*rt);
77  case 11 :
78  return rt2*(Aoxy[25] + Aoxy[26]*rt2);
79  case 12 :
80  return rt2*(Aoxy[27] + Aoxy[28]*rt);
81  case 13 :
82  return rt2*(Aoxy[29] + Aoxy[30]*rt + Aoxy[31]*rt2);
83  default :
84  return 0.0;
85  }
86 }
87 
88 double oxygen::Cprime(int i, double rt, double rt2, double rt3)
89 {
90  switch (i) {
91  case 0 :
92  return Aoxy[0] + 0.5*Aoxy[1]/sqrt(T) - (Aoxy[3] + 2.0*Aoxy[4]*rt)*rt2;
93  case 1 :
94  return Aoxy[5] - rt2*(Aoxy[7] + 2.0*Aoxy[8]*rt);
95  case 2 :
96  return Aoxy[9] - Aoxy[11]*rt2;
97  case 3 :
98  return 0.0;
99  case 4 :
100  return -rt2*(Aoxy[13] + 2.0*Aoxy[14]*rt);
101  case 5 :
102  return -Aoxy[15]*rt2;
103  case 6 :
104  return -rt2*(Aoxy[16] + 2.0*Aoxy[17]*rt);
105  case 7 :
106  return -2.0*Aoxy[18]*rt3;
107  case 8 :
108  return -rt3*(2.0*Aoxy[19] + 3.0*Aoxy[20]*rt);
109  case 9 :
110  return -rt3*(2.0*Aoxy[21] + 4.0*Aoxy[22]*rt2);
111  case 10 :
112  return -rt3*(2.0*Aoxy[23] + 3.0*Aoxy[24]*rt);
113  case 11 :
114  return -rt3*(2.0*Aoxy[25] + 4.0*Aoxy[26]*rt2);
115  case 12 :
116  return -rt3*(2.0*Aoxy[27] + 3.0*Aoxy[28]*rt);
117  case 13 :
118  return -rt3*(2.0*Aoxy[29] + 3.0*Aoxy[30]*rt + 4.0*Aoxy[31]*rt2);
119  default :
120  return 0.0;
121  }
122 }
123 
124 double oxygen::W(int n, double egrho)
125 {
126  return (n == 0 ? (1.0 - egrho)/(2.0*Gamma) :
127  (n*W(n-1, egrho) - 0.5*pow(Rho,2*n)*egrho)/Gamma);
128 }
129 
130 double oxygen::H(int i, double egrho)
131 {
132  return (i < 8 ? pow(Rho,i+2) : pow(Rho,2*i-13)*egrho);
133 }
134 
135 double oxygen::I(int i, double egrho)
136 {
137  return (i < 8 ? pow(Rho,i+1)/double(i+1) : W(i-8, egrho));
138 }
139 
140 double oxygen::up()
141 {
142  double rt = 1.0/T;
143  double rt2 = rt*rt;
144  double rt3 = rt*rt2;
145  double egrho = exp(-Gamma*Rho*Rho);
146 
147  double sum = 0.0;
148  for (int i=0; i<14; i++) {
149  sum += (C(i,rt,rt2) - T*Cprime(i,rt,rt2,rt3))*I(i,egrho);
150  }
151 
152  sum += (((0.25*Goxy[6]*T + Goxy[5]/3.0)*T + 0.5*Goxy[4])*T + Goxy[3])*T + Goxy[2]*log(T)
153  - (Goxy[1] + 0.5*Goxy[0]*rt)*rt + Goxy[7]*beta/(exp(beta*rt) - 1.0) + u0;
154 
155  return sum + m_energy_offset;
156 }
157 
158 double oxygen::sp()
159 {
160  double rt = 1.0/T;
161  double rt2 = rt*rt;
162  double rt3 = rt*rt2;
163  double egrho = exp(-Gamma*Rho*Rho);
164 
165  double sum = 0.0;
166  sum = s0 - R*log(Rho);
167  for (int i=0; i<14; i++) {
168  sum -= Cprime(i,rt,rt2,rt3)*I(i,egrho);
169  }
170 
171  sum += (((Goxy[6]/3.0)*T + 0.5*Goxy[5])*T + Goxy[4])*T + Goxy[3]*log(T)
172  -((Goxy[0]*rt/3.0 + 0.5*Goxy[1])*rt + Goxy[2])*rt
173  + Goxy[7]*(beta*rt + beta*rt/(exp(beta*rt) - 1.0)
174  - log(exp(beta*rt) - 1.0));
175  return sum + m_entropy_offset;
176 }
177 
178 double oxygen::Pp()
179 {
180  double rt = 1.0/T;
181  double rt2 = rt*rt;
182  double egrho = exp(-Gamma*Rho*Rho);
183 
184  double P = Rho*R*T;
185  for (int i=0; i<14; i++) {
186  P += C(i,rt,rt2)*H(i,egrho);
187  }
188  return P;
189 }
190 
191 double oxygen::Psat()
192 {
193  double lnp;
194  int i;
195  if ((T < Tmn) || (T > Tc)) {
196  throw TPX_Error("oxygen::Psat",
197  "Temperature out of range. T = " + fp2str(T));
198  }
199  for (i=0, lnp=0; i<=7; i++) {
200  if (i==3) {
201  lnp+=Foxy[i]*pow(Tc-T, alpha);
202  } else {
203  lnp+=Foxy[i]*pow(T,i-1);
204  }
205  }
206  lnp+=Foxy[8]*log(T);
207  return exp(lnp);
208 }
209 
210 double oxygen::ldens()
211 {
212  double xx=1-T/Tc, sum=0;
213  if ((T < Tmn) || (T > Tc)) {
214  throw TPX_Error("oxygen::ldens",
215  "Temperature out of range. T = " + fp2str(T));
216  }
217  for (int i=0; i<=5; i++) {
218  sum+=Doxy[i]*pow(xx,double(i)/3.0);
219  }
220  return sum;
221 }
222 
223 double oxygen::Tcrit()
224 {
225  return Tc;
226 }
227 double oxygen::Pcrit()
228 {
229  return Pc;
230 }
231 double oxygen::Vcrit()
232 {
233  return 1.0/Roc;
234 }
235 double oxygen::Tmin()
236 {
237  return Tmn;
238 }
239 double oxygen::Tmax()
240 {
241  return Tmx;
242 }
243 double oxygen::MolWt()
244 {
245  return M;
246 }
247 
248 }
std::string fp2str(const double x, const std::string &fmt)
Convert a double into a c++ string.
Definition: stringUtils.cpp:28
Contains declarations for string manipulation functions within Cantera.