Class at_ad_galerkin_DD
In: libsrc/at_galerkin_module/at_ad_galerkin_DD.f90

at_ad_galerkin_DD

Authors:Shin-ichi Takehiro, Youhei SASAKI
Version:$Id: at_ad_galerkin_DD.f90 590 2013-08-19 08:48:21Z uwabami $
Copyright&License:See COPYRIGHT

概要

spml/at_ad_galerkin_DD モジュールはチェビシェフ−ガラーキン法, 両端ディリクレ境界条件

     f(:,i=0)=f(:,i=im)=0

を k 次のガラーキン基底が

   \phi_k(x)=T_k(x) + C_{k-1}T_{k-1}(x) + C_{k-2}T_{k-2}(x)

の型式(Type1)を用いて計算するためのモジュールである.

定式化については解説文書「チェビシェフ関数展開を利用したガラーキン法」 (cheb_gal.pdf)を参照のこと.

Methods

DT   TD   ad_Dx_ad   ad_ag   ad_at   ag_ad   alpha   at_ad   at_ad_galerkin_DD_Initial   beta   d_Dx_d   d_g   d_t   g_d   t_d  

Included Modules

lumatrix at_module dc_message

Public Instance methods

DT
Variable :
DT(:,:) :real(8), allocatable
: チェビシェフ->ガラーキン変換行列
TD
Variable :
TD(:,:) :real(8), allocatable
: ガラーキン->チェビシェフ変換行列
Function :
ad_Dx_ad(size(ad_data,1),ks:km) :real(8)
: (out) 微分ガラーキン
ad_data(:,ks:) :real(8), intent(IN)
: (in) ガラーキン係数

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

X 微分計算(2 次元データ)

[Source]

  function ad_Dx_ad(ad_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! X 微分計算(2 次元データ)
    !
    real(8), intent(IN) :: ad_data(:,ks:)                  !(in) ガラーキン係数
    real(8)             :: ad_Dx_ad(size(ad_data,1),ks:km) !(out) 微分ガラーキン
    ad_Dx_ad = ad_at(at_Dx_at(at_ad(ad_data)))
  end function ad_Dx_ad
Function :
ad_ag(size(ag_data,1),ks:km) :real(8)
: (out) ガラーキン係数
ag_data(:,0:) :real(8), intent(IN)
: (in) 格子点データ

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

格子点データ -> ガラーキン係数変換(2次元データ)

[Source]

  function ad_ag(ag_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! 格子点データ -> ガラーキン係数変換(2次元データ)
    !

    real(8), intent(IN)  :: ag_data(:,0:)                !(in)  格子点データ
    real(8)              :: ad_ag(size(ag_data,1),ks:km) !(out) ガラーキン係数

    ad_ag = ad_at(at_ag(ag_data))
  end function ad_ag
Function :
ad_at(size(at_data,1),ks:km) :real(8)
: (out) ガラーキン係数
at_data(:,0:) :real(8), intent(IN)
: (in) チェビシェフ係数

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

チェビシェフ係数 -> ガラーキン係数変換(2次元データ)

[Source]

  function ad_at(at_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! チェビシェフ係数 -> ガラーキン係数変換(2次元データ)
    !
    real(8), intent(IN) :: at_data(:,0:)                !(in)  チェビシェフ係数
    real(8)             :: ad_at(size(at_data,1),ks:km) !(out) ガラーキン係数  

    real(8)             :: ad_work(size(at_data,1),ks:km)  ! 作業用配列
    
    integer :: k,m

    if ( .not. DD_Initialized ) call MessageNotify('E','ad_at', 'at_ad_galerkin_DD_module not initialized')

    ad_work =0.0
    do m=ks,km
       do k=0,km
          ad_work(:,m) = ad_work(:,m) + alpha(k) * beta(k) * at_data(:,k) * TD(k,m)
       enddo
    enddo

    ad_at = LUSolve(DT,kp,ad_work)

  end function ad_at
Function :
ag_ad(size(ad_data,1),0:im) :real(8)
: (out) 格子点データ
ad_data(:,ks:) :real(8), intent(IN)
: (in) ガラーキン係数

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

ガラーキン係数 -> 格子点データ変換(2次元データ)

[Source]

  function ag_ad(ad_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! ガラーキン係数 -> 格子点データ変換(2次元データ)
    !
    real(8), intent(IN) :: ad_data(:,ks:)              !(in)  ガラーキン係数  
    real(8)             :: ag_ad(size(ad_data,1),0:im) !(out) 格子点データ  
    
    ag_ad = ag_at(at_ad(ad_data))
  end function ag_ad
alpha
Variable :
alpha(:) :real(8), allocatable
: チェビシェフ<->ガラーキン行列積係数
Function :
at_ad(size(ad_data,1),0:km) :real(8)
: (out) チェビシェフ係数
ad_data(:,ks:) :real(8), intent(IN)
: (in) ガラーキン係数

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

ガラーキン係数 -> チェビシェフ係数変換(2次元データ)

[Source]

  function at_ad(ad_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! ガラーキン係数 -> チェビシェフ係数変換(2次元データ)
    !

    real(8), intent(IN)  :: ad_data(:,ks:)              !(in)  ガラーキン係数
    real(8)              :: at_ad(size(ad_data,1),0:km) !(out) チェビシェフ係数
    integer :: m, n

    if ( .not. DD_Initialized ) call MessageNotify('E','at_ad', 'at_ad_galerkin_DD_module not initialized')

    at_ad = 0.0D0
    do m=0,km
       do n=ks,km
          at_ad(:,m) = at_ad(:,m) + TD(m,n)*ad_data(:,n)/beta(m)
       enddo
    enddo

  end function at_ad
Subroutine :
i_in :integer, intent(IN)
: (in)格子点数
k_in :integer, intent(IN)
: (in)チェビシェフ切断波数

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件用モジュール

初期化サブルーチン

[Source]

  subroutine at_ad_galerkin_DD_Initial(i_in,k_in)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件用モジュール
    !
    ! 初期化サブルーチン
    !

    integer, intent(IN) :: i_in     ! (in)格子点数
    integer, intent(IN) :: k_in     ! (in)チェビシェフ切断波数  

    integer :: k, l, m, n

    im=i_in 
     km=k_in

    allocate(TD(0:km,ks:km),DT(ks:km,ks:km),kp(ks:km))
    allocate(alpha(0:km),beta(0:km))

    ! 両端ディリクレ条件用変換行列設定
    TD = 0.0D0
    do k=ks,km
       TD(k,k) = 1.0D0
       TD(k-2,k) = -1.0D0
    enddo

    beta=1.0 
     beta(0)=0.5D0
    if (im .eq. km ) beta(km)=0.5D0

    ! 両端ディリクレ条件用変換逆行列
    alpha=1.0 
     alpha(0)=2.0D0

    DT = 0.0D0
    do m=ks,km
       do n=ks,km
          do l=0,km
             DT(m,n) = DT(m,n) + alpha(l)*TD(l,m)*TD(l,n)
          enddo
       enddo
    enddo

    call LUDecomp(DT,kp)

    call MessageNotify('M','at_ad_galerkin_DD_Initial', 'Conversion matrices initialized')

    DD_Initialized = .true.

  end subroutine at_ad_galerkin_DD_Initial
beta
Variable :
beta(:) :real(8), allocatable
: チェビシェフ<->ガラーキン行列和係数
Function :
d_Dx_d(ks:km) :real(8)
d_data(ks:km) :real(8), intent(IN)

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

X 微分計算(1 次元データ)

[Source]

  function d_Dx_d(d_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! X 微分計算(1 次元データ)
    !
    real(8), intent(IN) :: d_data(ks:km)
    real(8)             :: d_Dx_d(ks:km)

    d_Dx_d = d_t(t_Dx_t(t_d(d_data)))

  end function d_Dx_d
Function :
d_g(ks:km) :real(8)
: (out) ガラーキン係数
g_data(0:im) :real(8), intent(IN)
: (in) 格子点データ

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

格子点データ -> ガラーキン係数変換(1次元データ)

[Source]

  function d_g(g_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! 格子点データ -> ガラーキン係数変換(1次元データ)
    !
    real(8), intent(IN)  :: g_data(0:im)        !(in)  格子点データ
    real(8)              :: d_g(ks:km)          !(out) ガラーキン係数

    d_g = d_t(t_g(g_data))
  end function d_g
Function :
d_t(ks:km) :real(8)
: (out) ガラーキン係数
t_data(0:km) :real(8), intent(IN)
: (in) チェビシェフ係数

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

チェビシェフ係数 -> ガラーキン係数変換(1次元データ)

[Source]

  function d_t(t_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! チェビシェフ係数 -> ガラーキン係数変換(1次元データ)
    !

    real(8), intent(IN) :: t_data(0:km)        !(in)  チェビシェフ係数
    real(8)             :: d_t(ks:km)          !(out) ガラーキン係数  

    real(8)             :: d_work(ks:km)       ! 作業用配列

    integer :: k,m

    if ( .not. DD_Initialized ) call MessageNotify('E','d_t', 'at_ad_galerkin_DD_module not initialized')

    d_work =0.0
    do m=ks,km
       do k=0,km
          d_work(m) = d_work(m) + alpha(k) * beta(k) * t_data(k) * TD(k,m)
       enddo
    enddo

    d_t = LUSolve(DT,kp,d_work)

  end function d_t
Function :
g_d(0:im) :real(8)
: (out) 格子点データ
d_data(ks:km) :real(8), intent(IN)
: (in) ガラーキン係数

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

ガラーキン係数 -> 格子点データ変換(1次元データ)

[Source]

  function g_d(d_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! ガラーキン係数 -> 格子点データ変換(1次元データ)
    !
    real(8), intent(IN) :: d_data(ks:km)        !(in)  ガラーキン係数  
    real(8)             :: g_d(0:im)            !(out) 格子点データ  
    
    g_d = g_t(t_d(d_data))
  end function g_d
Function :
t_d(0:km) :real(8)
: (out) チェビシェフ係数
d_data(ks:km) :real(8), intent(IN)
: (in) ガラーキン係数

チェビシェフ−ガラーキン法 両端ディリクレ境界条件

ガラーキン係数 -> チェビシェフ係数変換(1次元データ)

[Source]

  function t_d(d_data)
    !
    ! チェビシェフ−ガラーキン法
    ! 両端ディリクレ境界条件
    !
    ! ガラーキン係数 -> チェビシェフ係数変換(1次元データ)
    !
    real(8), intent(IN)  :: d_data(ks:km)       !(in)  ガラーキン係数  
    real(8)              :: t_d(0:km)           !(out) チェビシェフ係数

    integer :: m, n

    if ( .not. DD_Initialized ) call MessageNotify('E','t_d', 'at_ad_galerkin_DD_module not initialized')

    t_d = 0.0D0
    do m=0,km
       do n=ks,km
          t_d(m) = t_d(m) + TD(m,n)*d_data(n)/beta(m)
       enddo
    enddo

  end function t_d