!--------------------------------------------------------------------- ! Copyright (C) GFD Dennou Club, 2004, 2005. All rights reserved. !--------------------------------------------------------------------- != Subroutine DisturbEnv ! ! * Developer: SUGIYAMA Ko-ichiro, ODAKA Masatsugu ! * Version: $Id: disturbenv_mmc.f90,v 1.1 2011-03-30 13:53:07 sugiyama Exp $ ! * Tag Name: $Name: arare4-20120911 $ ! * Change History: ! !== Overview ! !擾乱のデフォルト値を与えるためのルーチン. ! !== Error Handling ! !== Known Bugs ! !== Note ! ! * 火星湿潤対流計算用 ! !== Future Plans ! ! * 設定可能な擾乱のタイプを増やす ! * エラー処理に gf4f90io を利用 ! subroutine DisturbEnv_mmc( & & cfgfile, xz_PotTemp, xz_Exner, pz_VelX, xr_VelZ, & & xz_Km, xz_Kh, xz_DensCloud, xz_SatRatio & & ) ! !擾乱のデフォルト値を与えるためのルーチン. ! !モジュール読み込み use dc_message, only: MessageNotify use gridset, only:DimXMin, &! 配列の X 方向の下限 & DimXMax, &! 配列の X 方向の上限 & RegXMin, &! 配列の X 方向の下限 & RegXMax, &! 配列の X 方向の上限 & DimZMin, &! 配列の Z 方向の下限 & DimZMax, &! 配列の Z 方向の上限 & RegZMin, &! 配列の Z 方向の下限 & RegZMax, &! 配列の Z 方向の上限 & MarginZ, &! 計算領域のマージン & DelZ, &! Z 方向の刻み幅 & SpcNum, &! 凝縮性化学種の数 & XMin, XMax, &! & ZMin, ZMax, &! & s_X, &! X 座標軸(スカラー格子点) & s_Z ! Z 座標軸(スカラー格子点) use fileset, only:RandomFile ! 乱数ファイル use basicset, only: & & SpcWetMolFr, &!凝縮成分の初期モル比 & MolWtWet, &!凝縮成分の分子量 & MolWtDry, &!乾燥成分の分子量 & xz_PotTempBasicZ, &! 基本場の温位 & xz_TempBasicZ, &! 基本場の温度 & xz_PressBasicZ, &! 基本場の圧力 & xz_ExnerBasicZ, &! 無次元圧力 & TempSfc, &! 地表面温度 & PressSfc, &! 地表面圧力 & GasRDry, &! 乾燥成分の気体定数 & CpDry, &! 乾燥成分の定圧比熱 & Grav ! 重力加速度 use ChemData, only: ChemData_SVapPress_AntoineA, &!Antoine の式の係数 & ChemData_SVapPress_AntoineB !Antoine の式の係数 !暗黙の型宣言禁止 implicit none !変数定義 character(*), intent(in) :: cfgfile real(8), intent(out) :: pz_VelX(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) !水平風速の擾乱成分 real(8), intent(out) :: xr_VelZ(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) !鉛直風速の擾乱成分 real(8), intent(out) :: xz_Exner(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) !エクスナー関数の擾乱成分 real(8), intent(out) :: xz_PotTemp(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) !温位の擾乱成分 real(8), intent(out) :: xz_Km(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) !運動量に対する拡散係数 real(8), intent(out) :: xz_Kh(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) !熱に対する拡散係数 real(8), intent(out) :: xz_DensCloud(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) !雲密度 real(8), intent(out) :: xz_SatRatio(DimXMin:DimXMax,DimZMin:DimZMax) !飽和比 real(8), parameter :: Pi = 3.1415926535897932385d0 !円周率 real(8) :: XcRate = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向)の領域に対する割合 real(8) :: XrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(水平方向)の領域に対する割合 real(8) :: ZcRate = 0.0d0 !擾乱の中心位置(鉛直方向)の領域に対する割合 real(8) :: ZrRate = 0.0d0 !擾乱の半径(鉛直方向)の領域に対する割合 real(8) :: Xc = 0.0d0 !擾乱の中心位置(水平方向) real(8) :: Xr = 0.0d0 !擾乱の半径(水平方向) real(8) :: Zc = 0.0d0 !擾乱の中心位置(鉛直方向) real(8) :: Zr = 0.0d0 !擾乱の半径(鉛直方向) real(8) :: Zpos = 0.0d0 !擾乱の Z 座標 [m] (Therma-Random 用) real(8) :: DelMax = 0.0d0 !温位擾乱の最大値 real(8) :: HalfWidth = 0.0d0!温位擾乱の半値幅 real(8) :: ShearWidth= 0.0d0!シアー層の幅 real(8) :: Random !ファイルから取得した乱数 real(8) :: RandomNum(DimXMin:DimXMax) real(8) :: RandomNum2(DimXMin:DimXMax) character(20) :: Type !温位擾乱のタイプ integer :: i, k, s, n ! DO ループ変数 !------------------------------------------------------------- ! 初期化 !------------------------------------------------------------- !NAMELIST ファイルの読み込み NAMELIST /disturbset/ & & Type, DelMax, XrRate, XcRate, ZrRate, ZcRate, & & Zpos, HalfWidth, ShearWidth open (10, FILE=cfgfile) read(10, NML=disturbset) close(10) !初期化 pz_VelX = 0.0d0 xr_VelZ = 0.0d0 xz_Exner = 0.0d0 xz_PotTemp = 0.0d0 xz_Km = 0.0d0 xz_Kh = 0.0d0 xz_DensCloud = 0.0d0 xz_SatRatio = 0.0d0 Xr = (XMax - XMin) * XrRate Xc = (XMax - XMin) * XcRate Zr = (ZMax - ZMin) * ZrRate Zc = (ZMax - ZMin) * ZcRate !------------------------------------------------------------- ! 温位の擾乱 !------------------------------------------------------------- select case(Type) case ("Kitamori-Gauss") ! 北守(2006) の計算設定. ! 指定された座標を中心としたガウス分布の温位擾乱を与える. ! 基本場圧力分布と飽和蒸気圧から飽和比を与える. do k = DimZMin, DimZMax do i = DimXMin, DimXMax xz_PotTemp(i,k) = & & DelMax * dexp( - ( (s_X(i) - Xc) / Xr )**2.0d0 * 5.0d-1 & & - ( (s_Z(k) - Zc) / Zr )**2.0d0 * 5.0d-1 ) xz_SatRatio(i,k) = & & PressSfc * (xz_ExnerBasicZ(i,k) + xz_Exner(i,k))**(CpDry / GasRDry) & & * ( exp( & & - ChemData_SVapPress_AntoineA(12) & & + ChemData_SVapPress_AntoineB(12) & & / ( (xz_ExnerBasicZ(i,k) + xz_Exner(i,k)) & & * (xz_PotTempBasicZ(i,k) + xz_PotTemp(i,k)) ) & & ) & & ) end do end do case ("Thermal-Random") ! 下層にランダムな擾乱を与える open(20,file=RandomFile) do i = DimXMin, DimXMax read(20,*) random RandomNum(i) = random end do close(20) do i = DimXMin, DimXMax !擾乱が全体としてはゼロとなるように調整 RandomNum2(i) = RandomNum(i) & & - sum( RandomNum(RegXMin+1:RegXMax) ) / real(RegXMax - RegXMin, 8) xz_PotTemp(i, maxloc(s_Z, s_Z <= Zpos) - MarginZ - 1) = & & DelMax * RandomNum2(i) / xz_ExnerBasicZ(i, maxloc(s_Z, s_Z <= Zpos) - MarginZ - 1) ! write(*,*) "xz_PotTemp()", xz_PotTemp(i, - MarginZ -1) end do case ("SK1994") ! Skamarock and Klemp (1994) の内部重力波実験 do k = DimZMin, DimZMax do i = DimXMin, DimXMax xz_PotTemp(i,k) = & & DelMax * HalfWidth ** 2.0d0 & & * sin(pi * s_Z(k) / ZMax) & & / (HalfWidth ** 2.0d0 + & & (s_X(i) - XcRate * (XMax - XMin)) ** 2.0d0 ) end do end do do k = DimZMin, DimZMax do i = DimXMin, DimXMax pz_VelX(i,k) = 20.0d0 end do end do case ("KH") ! KH 不安定実験(温位擾乱を与えるタイプ) do k = DimZMin, DimZMax do i = DimXMin, DimXMax pz_VelX(i,k) = 4.0d0 * & & (1.0d0 + tanh((s_Z(k) - ZcRate * (ZMax - ZMin)) / ShearWidth)) end do end do do k = DimZMin, DimZMax do i = DimXMin, DimXMax xz_PotTemp(i,k) = 1.0d0 * & ! & (1.0d0 + tanh((s_Z(k) - ZcRate * (ZMax - ZMin)) / ShearWidth)) & sin(s_X(i)*2.0d0*pi/XMax)*sin(s_Z(k)*2.0d0*pi/ZMax) end do end do case ("KH-2") ! KH 不安定実験(温位擾乱を与えないタイプ) do k = DimZMin, DimZMax do i = DimXMin, DimXMax pz_VelX(i,k) = 3.0d0 * & & (1.0d0 + tanh((s_Z(k) - ZcRate * (ZMax - ZMin)) / ShearWidth)) & & + 0.2d0 * (1.0d0 + & & sin(s_X(i)*2.0d0*pi/XMax)*sin(s_Z(k)*2.0d0*pi/ZMax)) end do end do end select end subroutine DisturbEnv_mmc