Class | wa_base_mpi_module |
In: |
libsrc/wa_mpi_module/wa_base_mpi_module.f90
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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)
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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)
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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)
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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