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C
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C
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* 文件: aga10.c
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* 描述: 管理计算声速或C*的整体流程
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* 创建并使用基于Detail和Therm类的对象
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* 包含以下函数:
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* AGA10_Init(), AGA10_UnInit(), SOS(), Crit(), Cperf(), CRi()
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* 版本: ver 1.7 2002.11.17
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* 作者: W.B. Peterson
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* 修订:
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* 版权 (c) 2002 美国天然气协会
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#include "NGCal.h"
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#include "Therm.h"
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#include "Detail.h"
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// 创建文件作用域的对象指针：一个Therm类对象和一个Detail类对象
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static Therm *ptTherm;
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static Detail *ptDetail;
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* 函数 : AGA10_Init()
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* 参数 : void
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* 返回值 : int
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* 功能 : 初始化库；创建所需对象
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* 修订 :
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int NGCal_Init(void)
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{
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ptDetail = (Detail *)malloc(sizeof(Detail));
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// 创建用于计算密度的对象
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if (NULL == ptDetail )
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{
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return MEMORY_ALLOCATION_ERROR;
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}
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// 创建用于计算热力学性质的对象
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ptTherm = (Therm *)malloc(sizeof(Therm));
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if (NULL == ptTherm )
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||
{
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||
return MEMORY_ALLOCATION_ERROR;
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||
}
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return AGA10_INITIALIZED;
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}
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* 函数 : AGA10_UnInit()
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* 参数 : void
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* 返回值 : int
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* 功能 : 反初始化库；删除对象
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* 修订 :
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int NGCal_UnInit(void)
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{
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// 删除对象（如果存在）
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if (ptDetail) free( ptDetail);
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if (ptTherm) free (ptTherm);
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return 0;
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}
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* 函数 : SOS()
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* 参数 : 指向外部AGA10数据结构的指针
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* 返回值 : double
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* 功能 : 计算声速和其他参数
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* 修订 :
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double SOS(AGA10STRUCT *ptAGA10)
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{
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// 检查库是否就绪；必要时初始化
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if (NULL == ptDetail || NULL == ptTherm)
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{
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NGCal_UnInit();
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NGCal_Init();
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}
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// 调用函数计算密度和热力学性质
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ptTherm->Run(ptTherm,ptAGA10, ptDetail);
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// 基本声速计算不计算C*；初始化为零
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ptAGA10->dCstar = 0.0;
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// 返回声速给调用者
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return ptAGA10->dSOS;
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}
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* 函数 : Crit()
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* 参数 : 指向外部AGA10数据结构的指针、Detail和Therm对象以及一个双精度浮点数（管道中的气体速度）
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* 返回值 : double
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* 功能 : 计算C*
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* 修订 :
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double Crit(AGA10STRUCT *ptAGA10, double dPlenumVelocity)
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{
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// 函数局部变量
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double DH, DDH, S, H;
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double tolerance = 1.0;
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double R, P, T, Z;
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int i;
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// 检查对象是否就绪；如果未就绪则尝试初始化
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if (NULL == ptDetail || NULL == ptTherm)
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{
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NGCal_UnInit();
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if (AGA10_INITIALIZED != NGCal_Init())
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{
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ptAGA10->lStatus = MEMORY_ALLOCATION_ERROR;
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return 0.0;
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}
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}
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// 首先计算密度和热力学性质
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ptTherm->Run(ptTherm,ptAGA10, ptDetail);
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// DH是从管道到喉部的焓变；这是我们的初始猜测值
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DH = (ptAGA10->dSOS * ptAGA10->dSOS - dPlenumVelocity * dPlenumVelocity) / 2.0;
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// 在我们改变数据结构内容之前捕获管道条件
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S = ptAGA10->dS;
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H = ptAGA10->dH;
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R = ptAGA10->dRhof;
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P = ptAGA10->dPf;
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Z = ptAGA10->dZf;
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T = ptAGA10->dTf;
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// 将DH的增量初始化为超出收敛容差的任意值
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DDH = 10.0;
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// 通过简单重复，搜索喷嘴喉部的压力、温度和声速，
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// 在给定管道熵的情况下提供恒定焓。
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// 如果循环执行超过100次仍未收敛，则中止。
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for (i = 1; i < MAX_NUM_OF_ITERATIONS; i++)
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{
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// 计算满足H和S的P和T
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ptTherm->HS_Mode(ptTherm,ptAGA10, ptDetail, H - DH, S, true);
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// 计算新的热力学性质，包括SOS
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ptTherm->Run(ptTherm,ptAGA10, ptDetail);
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// 保存DH用于容差检查
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DDH = DH;
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// 重新计算DH
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DH = (ptAGA10->dSOS * ptAGA10->dSOS - dPlenumVelocity * dPlenumVelocity) / 2.0;
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// 如果达到容差则结束循环
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if (fabs(DDH - DH) < tolerance) break;
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}
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// C*是真实气体临界流常数（不要与Cperf或CRi混淆）
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ptAGA10->dCstar = (ptAGA10->dRhof * ptAGA10->dSOS) / sqrt(R * P * Z);
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// 恢复原始管道压力和温度
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ptAGA10->dPf = P;
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ptAGA10->dTf = T;
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// 将流体属性恢复为管道条件
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ptTherm->Run(ptTherm,ptAGA10, ptDetail);
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// 返回临界流函数给调用者
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return ptAGA10->dCstar;
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}
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* 函数 : Cperf()
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* 参数 : 指向外部AGA10数据结构的指针
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* 返回值 : double
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* 功能 : 计算等熵完美气体临界流函数
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* 修订 :
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double Cperf(AGA10STRUCT *ptAGA10)
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{
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double k, root, exponent;
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k = ptAGA10->dKappa;
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root = 2.0 / (k + 1.0);
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exponent = (k + 1.0) / (k - 1.0);
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// 等熵完美气体临界流函数C*i
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return(sqrt(k * pow(root, exponent)));
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}
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* 函数 : CRi()
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* 参数 : 指向外部AGA10数据结构的指针
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||
* 返回值 : double
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* 功能 : 计算等熵真实气体临界流函数CRi
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||
* 修订 :
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**************************************************************************/
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double CRi(AGA10STRUCT *ptAGA10)
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{
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return (Cperf(ptAGA10) / sqrt(ptAGA10->dZf));
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}
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