| Class | wa_base_mpi_module |
| In: |
libsrc/wa_mpi_module/wa_base_mpi_module.f90
|
spml/wa_base_mpi_module モジュールは球面上での流体運動を 球面調和函数を用いたスペクトル法と MPI 並列化によって 数値計算するための モジュール wa_mpi_module の下部モジュールであり, スペクトル計算の基本的な Fortran90 関数を提供する. 球面上の 1 層モデル用 w_base_mpi_module モジュールを多層モデル用に 拡張したものであり, 同時に複数個のスペクトルデータ, 格子点データに 対する変換が行える. 内部で ISPACK の SPPACK と SNPACK の Fortran77 サブルーチンを呼んでいる. スペクトルデータおよび格子点データの格納方法や変換の詳しい計算法に ついては ISPACK/SNPACK,SPPACK のマニュアルを参照されたい.
| Subroutine : | |||
| wa_Psi(:,:) : | real(8), intent(in)
| ||
| wa_Chi(:,:) : | real(8), intent(in)
| ||
| xva_U(0:im-1,1:jc,size(wa_Psi,2)) : | real(8), intent(out)
| ||
| xva_V(0:im-1,1:jc,size(wa_Psi,2)) : | real(8), intent(out)
|
流線・ポテンシャル(スペクトルデータ)から速度場(格子データ)に (逆)変換する(多層用, MPI)
u cosφ = ∂χ/∂λ - cosφ∂ψ/∂φ, v cosφ = cosφ∂χ/∂φ + ∂ψ/∂λ
subroutine wa_StreamPotential2VectorMPI(wa_Psi, wa_Chi, xva_U, xva_V)
!
! 流線・ポテンシャル(スペクトルデータ)から速度場(格子データ)に
! (逆)変換する(多層用, MPI)
!
! u cosφ = ∂χ/∂λ - cosφ∂ψ/∂φ,
! v cosφ = cosφ∂χ/∂φ + ∂ψ/∂λ
!
real(8), intent(in) :: wa_Psi(:,:)
!(in) 流線関数(nm+1)*(nm+1)
real(8), intent(in) :: wa_Chi(:,:)
!(in) 速度ポテンシャル(nm+1)*(nm+1)
real(8), intent(out) :: xva_U(0:im-1,1:jc,size(wa_Psi,2))
!(out) 速度経度成分
real(8), intent(out) :: xva_V(0:im-1,1:jc,size(wa_Psi,2))
!(out) 速度緯度成分
!
! u cosφ = ∂χ/∂λ - cosφ∂ψ/∂φ の計算
!
xva_U = xva_wa(wa_Chi,ipow=1,iflag=-1) - xva_wa(wa_Psi,ipow=1,iflag=1)
!
! v cosφ = cosφ∂χ/∂φ + ∂ψ/∂λ の計算
!
xva_V = xva_wa(wa_Chi,ipow=1,iflag=1) + xva_wa(wa_Psi,ipow=1,iflag=-1)
end subroutine wa_StreamPotential2VectorMPI
| Subroutine : | |||
| xva_U(0:,:,:) : | real(8), intent(in)
| ||
| xva_V(0:,:,:) : | real(8), intent(in)
| ||
| wa_Vor((nm+1)*(nm+1),size(xva_U,3)) : | real(8), intent(out)
| ||
| wa_Div((nm+1)*(nm+1),size(xva_U,3)) : | real(8), intent(out)
|
速度場(格子データ)から渦度・発散(スペクトルデータ)に (正)変換する(多層用, MPI)
ζ = 1/cosφ∂v/∂λ - 1/cosφ ∂(u cosφ)/∂φ D = 1/cosφ∂u/∂λ + 1/cosφ ∂(v cosφ)/∂φ
subroutine wa_Vector2VorDivMPI(xva_U, xva_V, wa_Vor, wa_Div)
!
! 速度場(格子データ)から渦度・発散(スペクトルデータ)に
! (正)変換する(多層用, MPI)
!
! ζ = 1/cosφ∂v/∂λ - 1/cosφ ∂(u cosφ)/∂φ
! D = 1/cosφ∂u/∂λ + 1/cosφ ∂(v cosφ)/∂φ
!
real(8), intent(in) :: xva_U(0:,:,:)
!(in) 速度経度成分(0:im-1,1:jm)
real(8), intent(in) :: xva_V(0:,:,:)
!(in) 速度緯度成分(0:im-1,1:jm)
real(8), intent(out) :: wa_Vor((nm+1)*(nm+1),size(xva_U,3))
!(out) 流線関数
real(8), intent(out) :: wa_Div((nm+1)*(nm+1),size(xva_U,3))
!(out) 速度ポテンシャル
!
! ζ = 1/cosφ∂v/∂λ - 1/cosφ ∂(u cosφ)/∂φ
!
wa_Vor = wa_xva(xva_V,ipow=1,iflag=-1) - wa_xva(xva_U,ipow=1,iflag=1)
!
! D = 1/cosφ∂u/∂λ + 1/cosφ ∂(v cosφ)/∂φ
!
wa_Div = wa_xva(xva_U,ipow=1,iflag=-1) + wa_xva(xva_V,ipow=1,iflag=1)
end subroutine wa_Vector2VorDivMPI
| Subroutine : | |||
| xva_UCosLat(0:,:,:) : | real(8), intent(in)
| ||
| xva_VCosLat(0:,:,:) : | real(8), intent(in)
| ||
| wa_Vor((nm+1)*(nm+1),size(xva_UCosLat,3)) : | real(8), intent(out)
| ||
| wa_Div((nm+1)*(nm+1),size(xva_UCosLat,3)) : | real(8), intent(out)
|
速度場(格子データ)から渦度・発散(スペクトルデータ)に (正)変換する(多層用, MPI)
ζ = 1/cosφ∂v/∂λ - 1/cosφ ∂(u cosφ)/∂φ D = 1/cosφ∂u/∂λ + 1/cosφ ∂(v cosφ)/∂φ
subroutine wa_VectorCosLat2VorDivMPI(xva_UCosLat, xva_VCosLat, wa_Vor, wa_Div)
!
! 速度場(格子データ)から渦度・発散(スペクトルデータ)に
! (正)変換する(多層用, MPI)
!
! ζ = 1/cosφ∂v/∂λ - 1/cosφ ∂(u cosφ)/∂φ
! D = 1/cosφ∂u/∂λ + 1/cosφ ∂(v cosφ)/∂φ
!
real(8), intent(in) :: xva_UCosLat(0:,:,:)
!(in) 速度経度成分 * cos(lat) (0:im-1,1:jm)
real(8), intent(in) :: xva_VCosLat(0:,:,:)
!(in) 速度緯度成分 * cos(lat) (0:im-1,1:jm)
real(8), intent(out) :: wa_Vor((nm+1)*(nm+1),size(xva_UCosLat,3))
!(out) 流線関数
real(8), intent(out) :: wa_Div((nm+1)*(nm+1),size(xva_UCosLat,3))
!(out) 速度ポテンシャル
!
! ζ = 1/cosφ∂v/∂λ - 1/cosφ ∂(u cosφ)/∂φ
!
wa_Vor = wa_xva(xva_VCosLat,ipow=2,iflag=-1) - wa_xva(xva_UCosLat,ipow=2,iflag=1)
!
! D = 1/cosφ∂u/∂λ + 1/cosφ ∂(v cosφ)/∂φ
!
wa_Div = wa_xva(xva_UCosLat,ipow=2,iflag=-1) + wa_xva(xva_VCosLat,ipow=2,iflag=1)
end subroutine wa_VectorCosLat2VorDivMPI
| Subroutine : |
モジュールの終了処理(割り付け配列の解放)をおこなう.
このサブルーチンを単独で用いるのでなく, 上位サブルーチン wa_mpi_Finalize を使用すること.
subroutine wa_base_mpi_Finalize
!
! モジュールの終了処理(割り付け配列の解放)をおこなう.
!
! このサブルーチンを単独で用いるのでなく,
! 上位サブルーチン wa_mpi_Finalize を使用すること.
!
if ( .not. wa_base_initialize ) then
call MessageNotify('W','wa_base_mpi_Finalize', 'wa_base_mpi_module not initialized yet')
return
endif
deallocate(ipk) ! 変換用配列(多層用)
deallocate(pk) ! 変換用配列(多層用)
deallocate(rk) ! 変換用配列(多層用)
deallocate(q) ! 作業配列(多層用)
deallocate(xva_work) ! 変換用配列
deallocate(ws,ww,w) ! 作業用配列(多層用)
wa_base_initialize = .false. ! 初期化フラグ
call MessageNotify('M','wa_base_mpi_finalize', 'wa_base_mpi_module (2013/02/23) is finalized')
end subroutine wa_base_mpi_Finalize
| Subroutine : |
スペクトル変換の最大データ数(層数)を設定する.
このサブルーチンを単独で用いるのでなく, 上位サブルーチン wa_Initial を使用すること.
subroutine wa_base_mpi_initial
!
! スペクトル変換の最大データ数(層数)を設定する.
!
! このサブルーチンを単独で用いるのでなく,
! 上位サブルーチン wa_Initial を使用すること.
!
integer :: iw
allocate(ipk(km,((nm+1)/2+nm+1)*2)) ! 変換用配列(多層用)
allocate(pk(km,((nm+1)/2+nm+1)*jm)) ! 変換用配列(多層用)
allocate(rk(km,((nm+1)/2*2+3)*(nm/2+1))) ! 変換用配列(多層用)
allocate(q(km*((nm+1)/2+nm+1)*jm)) ! 作業配列(多層用)
allocate(xva_work(id,jd,km)) ! 変換用配列
iw=km * max((nm+4)*(nm+3),jd*3*(nm+1),jd*im)
allocate(ws(iw),ww(iw),w((nm+1)*(nm+1)*km)) ! 作業用配列(多層用)
call snkini(nm,jm,km,ip,p,r,ipk,pk,rk)
wa_base_initialize = .true. ! 初期化フラグ
call MessageNotify('M','wa_base_mpi_initial', 'wa_base_mpi_module (2013/02/23) is initialized')
end subroutine wa_base_mpi_initial
| Function : | |||
| wa_xva((nm+1)*(nm+1),size(xva_data,3)) : | real(8)
| ||
| xva_data(:,:,:) : | real(8), intent(in)
| ||
| ipow : | integer, intent(in), optional
| ||
| iflag : | integer, intent(in), optional
|
格子点 -> 球面調和関数スペクトル
格子データからスペクトルデータへ(正)変換する(多層用).
function wa_xva(xva_data,ipow,iflag) ! 格子点 -> 球面調和関数スペクトル
!
! 格子データからスペクトルデータへ(正)変換する(多層用).
!
real(8), intent(in) :: xva_data(:,:,:)
!(in) 格子点データ(im,jm,*)
real(8) :: wa_xva((nm+1)*(nm+1),size(xva_data,3))
!(out) スペクトルデータ
integer, intent(in), optional :: ipow
!(in) 変換時に同時に作用させる 1/cosφ の次数. 省略時は 0.
integer, intent(in), optional :: iflag
! 変換の種類
! 0 : 通常の正変換
! 1 : 経度微分を作用させた正変換
! -1 : 緯度微分を作用させた正変換
! 2 : sinφを作用させた正変換
! 省略時は 0.
integer, parameter :: ipow_default = 0 ! スイッチデフォルト値
integer, parameter :: iflag_default = 0 ! スイッチデフォルト値
integer ipval, ifval
integer k
if (present(ipow)) then
ipval = ipow
else
ipval = ipow_default
endif
if (present(iflag)) then
ifval = iflag
else
ifval = iflag_default
endif
k = size(xva_data,3)
if ( k > km ) then
call MessageNotify('E','wa_xva','Size of 3rd dimension invalid.')
endif
xva_work = 0.0
xva_work(1:im,1:jc,1:k) = xva_data
call sntgms(nm,im,id,jc,jd,k,xva_work,wa_xva, it,t,y,ipk(1:k,:),pk(1:k,:),rk(1:k,:),ia,a,q,ws,ww,ipval,ifval,w)
end function wa_xva
| Function : | |||
| xva_wa(im,jc,size(wa_data,2)) : | real(8)
| ||
| wa_data(:,:) : | real(8), intent(in)
| ||
| ipow : | integer, intent(in), optional
| ||
| iflag : | integer, intent(in), optional
|
球面調和関数スペクトル -> 格子点
スペクトルデータから格子データへ変換する(多層用).
function xva_wa(wa_data,ipow,iflag) ! 球面調和関数スペクトル -> 格子点
!
! スペクトルデータから格子データへ変換する(多層用).
!
real(8), intent(in) :: wa_data(:,:)
!(in) スペクトルデータ
real(8) :: xva_wa(im,jc,size(wa_data,2))
!(out) 格子点データ
integer, intent(in), optional :: ipow
!(in) 作用させる 1/cosφ の次数. 省略時は 0.
integer, intent(in), optional :: iflag
!(in) 変換の種類
! 0 : 通常の正変換
! 1 : 経度微分を作用させた正変換
! -1 : 緯度微分を作用させた正変換
! 2 : sinφを作用させた正変換
! 省略時は 0.
!
integer, parameter :: ipow_default = 0
integer, parameter :: iflag_default = 0
integer ipval, ifval
integer k
if (present(ipow)) then
ipval = ipow
else
ipval = ipow_default
endif
if (present(iflag)) then
ifval = iflag
else
ifval = iflag_default
endif
k= size(wa_data,2)
if ( k > km ) then
call MessageNotify('E','xva_wa','Size of 3rd dimension invalid.')
else
call snts2g(nm,im,id,jc,jd,k,wa_data, xva_work, it,t,y,ipk(1:k,:),pk(1:k,:),rk(1:k,:),ia,a,q,ws,ww,ipval,ifval)
endif
xva_wa=xva_work(1:im,1:jc,1:k)
end function xva_wa