git.gag.com Git - debian/openrocket/blob - src/net/sf/openrocket/aerodynamics/AtmosphericConditions.java

   1 package net.sf.openrocket.aerodynamics;
   2
   3 public class AtmosphericConditions implements Cloneable {
   4
   5         /** Specific gas constant of dry air. */
   6         public static final double R = 287.053;
   7
   8         /** Specific heat ratio of air. */
   9         public static final double GAMMA = 1.4;
  10
  11         /** The standard air pressure (1.01325 bar). */
  12         public static final double STANDARD_PRESSURE = 101325.0;
  13
  14         /** The standard air temperature (20 degrees Celcius). */
  15         public static final double STANDARD_TEMPERATURE = 293.15;
  16
  17
  18
  19         /** Air pressure, in Pascals. */
  20         public double pressure = STANDARD_PRESSURE;
  21
  22         /** Air temperature, in Kelvins. */
  23         public double temperature = STANDARD_TEMPERATURE;
  24
  25
  26         /**
  27          * Construct standard atmospheric conditions.
  28          */
  29         public AtmosphericConditions() {
  30
  31         }
  32
  33         /**
  34          * Construct specified atmospheric conditions.
  35          *
  36          * @param temperature   the temperature in Kelvins.
  37          * @param pressure              the pressure in Pascals.
  38          */
  39         public AtmosphericConditions(double temperature, double pressure) {
  40                 this.temperature = temperature;
  41                 this.pressure = pressure;
  42         }
  43
  44
  45
  46         /**
  47          * Return the current density of air for dry air.
  48          *
  49          * @return   the current density of air.
  50          */
  51         public double getDensity() {
  52                 return pressure / (R*temperature);
  53         }
  54
  55
  56         /**
  57          * Return the current speed of sound for dry air.
  58          * <p>
  59          * The speed of sound is calculated using the expansion around the temperature 0 C
  60          * <code> c = 331.3 + 0.606*T </code> where T is in Celcius.  The result is accurate
  61          * to about 0.5 m/s for temperatures between -30 and 30 C, and within 2 m/s
  62          * for temperatures between -55 and 30 C.
  63          *
  64          * @return   the current speed of sound.
  65          */
  66         public double getMachSpeed() {
  67                 return 165.77 + 0.606 * temperature;
  68         }
  69
  70
  71         /**
  72          * Return the current kinematic viscosity of the air.
  73          * <p>
  74          * The effect of temperature on the viscosity of a gas can be computed using
  75          * Sutherland's formula.  In the region of -40 ... 40 degrees Celcius the effect
  76          * is highly linear, and thus a linear approximation is used in its stead.
  77          * This is divided by the result of {@link #getDensity()} to achieve the
  78          * kinematic viscosity.
  79          *
  80          * @return      the current kinematic viscosity.
  81          */
  82         public double getKinematicViscosity() {
  83                 double v = 3.7291e-06 + 4.9944e-08 * temperature;
  84                 return v / getDensity();
  85         }
  86
  87         /**
  88          * Return a copy of the atmospheric conditions.
  89          */
  90         @Override
  91         public AtmosphericConditions clone() {
  92                 try {
  93                         return (AtmosphericConditions) super.clone();
  94                 } catch (CloneNotSupportedException e) {
  95                         throw new RuntimeException("BUG:  CloneNotSupportedException encountered!");
  96                 }
  97         }
  98
  99
 100         @Override
 101         public String toString() {
 102                 return String.format("AtmosphericConditions[T=%.2f,P=%.2f]", temperature, pressure);
 103         }
 104
 105 }