Class Damping_3d
In: util/damping_3d.f90

減衰率とその計算を行うためのパッケージ型モジュール 

 * 音波減衰項の係数
 * スポンジ層の設定(境界付近で波の反射を抑え吸収するための層)

Methods

DampSound   DampSound_Init   DampSponge_Init   Damping_Init   pyz_DampSponge   pyz_DampSponge_pyz   xqz_DampSponge   xqz_DampSponge_xqz   xyr_DampSponge   xyr_DampSponge_xyr   xyz_DampSponge   xyz_DampSponge_xyz  

Included Modules

dc_types dc_iounit dc_message gridset_3d timeset

Public Instance methods

DampSound
Variable :
DampSound = 0.0d0 :real(DP)
: 音波減衰項の減衰係数
DampSound_Init( damp )
Subroutine :
damp :real(DP), intent(in)

音波減衰項の減衰係数の初期化

[Source]

  subroutine DampSound_Init( damp ) 
    !
    ! 音波減衰項の減衰係数の初期化
    ! 

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)  :: damp
    real(DP)              :: DelXMin, DelZMin

    DelXMin = minval( x_dx ) 
    DelZMin = minval( z_dz ) 

    !-------------------------------------------------------------------
    ! 音波減衰項の減衰率   Min(DelX, DelZ) ** 2.0 に比例
    !-------------------------------------------------------------------
    DampSound = Damp * ( Min(DelXMin, DelZMin) ** 2.0d0 ) / DelTimeShort
    
    !-----------------------------------------------------------------    
    ! 値の確認
    !-----------------------------------------------------------------
    call MessageNotify( "M", "DampSound_init", "DampSound = %f", d=(/DampSound/) )

  end subroutine DampSound_Init
DampSponge_Init( Time, DepthH, DepthV )
Subroutine :
Time :real(DP), intent(in)
: スポンジ層の e-folding time
DepthH :real(DP), intent(in)
: スポンジ層の厚さ(水平方向)
DepthV :real(DP), intent(in)
: スポンジ層の厚さ(鉛直方向)

スポンジ層の減衰係数を決める

[Source]

  subroutine DampSponge_Init( Time, DepthH, DepthV )
    !
    ! スポンジ層の減衰係数を決める
    !

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !入力変数
    real(DP), intent(in)   :: Time     !スポンジ層の e-folding time
    real(DP), intent(in)   :: DepthH   !スポンジ層の厚さ(水平方向)
    real(DP), intent(in)   :: DepthV   !スポンジ層の厚さ(鉛直方向)
    real(DP), parameter    :: Pi =3.1415926535897932385d0   !円周率
    integer                :: i, j, k

    !初期化
    allocate( xyz_DampRateH(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax), xyz_DampRateV(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax), pyz_DampRateH(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax), pyz_DampRateV(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax), xqz_DampRateH(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax), xqz_DampRateV(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax), xyr_DampRateH(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax), xyr_DampRateV(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)    )
    xyz_DampRateH = 0.0d0
    xyz_DampRateV = 0.0d0
    pyz_DampRateH = 0.0d0
    pyz_DampRateV = 0.0d0
    xqz_DampRateH = 0.0d0
    xqz_DampRateV = 0.0d0
    xyr_DampRateH = 0.0d0
    xyr_DampRateV = 0.0d0

    !値の入力
    EFTime     = Time
    DampDepthH = DepthH
    DampDepthV = DepthV
    
    !-----------------------------------------------------------------    
    ! スポンジ層の減衰率
    !-----------------------------------------------------------------
    !水平方向の東側・西側境界
    if ( DampDepthH < x_dx(RegXMin) ) then 
      call MessageNotify( "W", "DampSponge_Init", "DampDepthH is too thin. DelX is %f", d=(/x_dx(RegXMin)/))

    else if ( DampDepthH < x_dx(RegXMax) ) then 
      call MessageNotify( "W", "DampSponge_Init", "DampDepthH is too thin. DelX is %f", d=(/x_dx(RegXMax)/))

    else
      do i = DimXMin, DimXMax
        !スカラー格子点の西側境界
        if ( x_X(i) < DampDepthH) then 
          xyz_DampRateH(i,:,:) = ((1.0d0 - x_X(i) / DampDepthH) ** 3.0d0) / EFTime
        end if
        
        !フラックス格子点の西側境界
        if ( p_X(i) < DampDepthH) then 
          pyz_DampRateH(i,:,:) = ((1.0d0 - p_X(i) / DampDepthH) ** 3.0d0) / EFTime
         end if
        
        !スカラー格子点の東側境界    
        if ( x_X(i) > ( XMax - DampDepthH ) ) then 
          xyz_DampRateH(i,:,:) = ((1.0d0 - (XMax - x_X(i)) / DampDepthH) ** 3.0d0) / EFTime 
        end if
        
        !フラックス格子点の東側境界    
        if ( p_X(i) > ( XMax - DampDepthH ) ) then 
          pyz_DampRateH(i,:,:) = ((1.0d0 - (XMax - p_X(i)) / DampDepthH) ** 3.0d0) / EFTime 
        end if
      end do
    end if
    !sf と ss は X 方向に関しては同じ
    xyr_DampRateH  = xyz_DampRateH

    !水平方向の南側・北側境界
    if ( DampDepthH < y_dy(RegYMin) ) then 
      call MessageNotify( "W", "DampSponge_Init", "DampDepthH is too thin. DelY is %f", d=(/x_dx(RegYMin)/))

    else if ( DampDepthH < y_dy(RegYMax) ) then 
      call MessageNotify( "W", "DampSponge_Init", "DampDepthH is too thin. DelY is %f", d=(/y_dy(RegYMax)/))

    else
      do j = DimYMin, DimYMax
        !スカラー格子点の西側境界
        if ( y_Y(j) < DampDepthH) then 
          xyz_DampRateH(:,j,:) = ((1.0d0 - y_Y(j) / DampDepthH) ** 3.0d0) / EFTime
        end if
        
        !フラックス格子点の西側境界
        if ( q_Y(j) < DampDepthH) then 
          pyz_DampRateH(:,j,:) = ((1.0d0 - q_Y(j) / DampDepthH) ** 3.0d0) / EFTime
         end if
        
        !スカラー格子点の東側境界    
        if ( y_Y(j) > ( YMax - DampDepthH ) ) then 
          xyz_DampRateH(:,j,:) = ((1.0d0 - (YMax - y_Y(j)) / DampDepthH) ** 3.0d0) / EFTime 
        end if
        
        !フラックス格子点の東側境界    
        if ( q_Y(j) > ( YMax - DampDepthH ) ) then 
          pyz_DampRateH(:,j,:) = ((1.0d0 - (YMax - q_Y(j)) / DampDepthH) ** 3.0d0) / EFTime 
        end if
      end do
    end if
    !sf と ss は X 方向に関しては同じ
    xqz_DampRateH  = xyz_DampRateH

    
    !鉛直方向の上部境界    
    if ( DampDepthV < z_dz(RegZMax) ) then 
      call MessageNotify( "W", "DampSponge_Init", "DampDepthV is too thin. DelZ is %f", d=(/z_dz(RegZMax)/) )
      
    else
      do k = DimZMin, DimZMax
        !スカラー格子点
        if ( z_Z(k) >= ( ZMax - DampDepthV ) ) then 
          xyz_DampRateV(:,:,k) = (1.0d0 - dcos(Pi * (z_Z(k) - ZMax + DampDepthV) / DampDepthV)) / EFTime 
        end if
        
        !フラックス格子点
        if ( r_Z(k) >= ( ZMax - DampDepthV ) ) then 
          xyr_DampRateV(:,:,k) = (1.0d0 - dcos(Pi * (r_Z(k) - ZMax + DampDepthV)/ DampDepthV)) / EFTime 
        end if
      end do
    end if
    !fs と ss は Z 方向に関しては同じ
    pyz_DampRateV  = xyz_DampRateV
    
    !-----------------------------------------------------------------    
    ! 値の確認
    !-----------------------------------------------------------------

    call MessageNotify( "M", "DampSponge_Init", "EFTime = %f", d=(/EFTime/) )
    call MessageNotify( "M", "DampSponge_Init", "DampDepthH = %f", d=(/DampDepthH/) )
    call MessageNotify( "M", "DampSponge_Init", "DampDepthV = %f", d=(/DampDepthV/) )  

  end subroutine DampSponge_Init
Damping_Init( cfgfile )
Subroutine :
cfgfile :character(*), intent(in)

音波減衰項とスポンジ層の減衰係数の初期化

This procedure input/output NAMELIST#damping .

[Source]

  subroutine Damping_Init( cfgfile ) 
    !
    ! 音波減衰項とスポンジ層の減衰係数の初期化
    ! 

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    character(*), intent(in) :: cfgfile
    real(DP)                  :: Alpha    !音波減衰項の係数
    real(DP)                  :: Time     !
    real(DP)                  :: DepthH   !スポンジ層の厚さ(水平方向)
    real(DP)                  :: DepthV   !スポンジ層の厚さ(鉛直方向)

    !NAMELIST から取得
    NAMELIST /damping/ Alpha, Time, DepthH, DepthV

    call FileOpen(unit, file=cfgfile, mode='r')
    read(unit, NML=damping)
    close(unit)

    !初期化
    call DampSound_Init( Alpha ) 
    call DampSponge_Init( Time, DepthH, DepthV )

  end subroutine Damping_Init
pyz_DampSponge( pyz_VarA, pyz_VarB, DelTime ) result(pyz_DampSponge)
Function :
pyz_DampSponge(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP)
pyz_VarA(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)
pyz_VarB(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)
DelTime :real(DP), intent(in)

pyz 格子点に対するスポンジ層

[Source]

  function pyz_DampSponge(pyz_VarA, pyz_VarB, DelTime)
    !
    ! pyz 格子点に対するスポンジ層
    !

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)   :: pyz_VarA(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP), intent(in)   :: pyz_VarB(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP), intent(in)   :: DelTime
    real(DP)               :: pyz_DampSponge(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    
    !スポンジ層によるダンピングを計算  
    pyz_DampSponge = pyz_VarA - ( pyz_DampRateH + pyz_DampRateV ) * pyz_VarB * DelTime
    
  end function pyz_DampSponge
pyz_DampSponge_pyz( pyz_Var ) result(pyz_DampSponge_pyz)
Function :
pyz_DampSponge_pyz(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP)
pyz_Var(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)

pyz 格子点に対するスポンジ層

[Source]

  function pyz_DampSponge_pyz(pyz_Var)
    !
    ! pyz 格子点に対するスポンジ層
    !

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)   :: pyz_Var(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP)               :: pyz_DampSponge_pyz(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    
    !スポンジ層によるダンピングを計算  
    pyz_DampSponge_pyz = ( pyz_DampRateH + pyz_DampRateV ) * pyz_Var
    
  end function pyz_DampSponge_pyz
xqz_DampSponge( xqz_VarA, xqz_VarB, DelTime ) result(xqz_DampSponge)
Function :
xqz_DampSponge(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP)
xqz_VarA(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)
xqz_VarB(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)
DelTime :real(DP), intent(in)

xqz 格子点に対するスポンジ層

[Source]

  function xqz_DampSponge(xqz_VarA, xqz_VarB, DelTime)
    !
    ! xqz 格子点に対するスポンジ層
    !

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)   :: xqz_VarA(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP), intent(in)   :: xqz_VarB(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP), intent(in)   :: DelTime
    real(DP)               :: xqz_DampSponge(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    
    !スポンジ層によるダンピングを計算  
    xqz_DampSponge = xqz_VarA - ( xqz_DampRateH + xqz_DampRateV ) * xqz_VarB * DelTime
    
  end function xqz_DampSponge
xqz_DampSponge_xqz( xqz_Var ) result(xqz_DampSponge_xqz)
Function :
xqz_DampSponge_xqz(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP)
xqz_Var(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)

xqz 格子点に対するスポンジ層

[Source]

  function xqz_DampSponge_xqz(xqz_Var)
    !
    ! xqz 格子点に対するスポンジ層
    !

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)   :: xqz_Var(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP)               :: xqz_DampSponge_xqz(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    
    !スポンジ層によるダンピングを計算  
    xqz_DampSponge_xqz = ( xqz_DampRateH + xqz_DampRateV ) * xqz_Var
    
  end function xqz_DampSponge_xqz
xyr_DampSponge( xyr_VarA, xyr_VarB, DelTime ) result(xyr_DampSponge)
Function :
xyr_DampSponge(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP)
xyr_VarA(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)
xyr_VarB(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)
DelTime :real(DP), intent(in)

xyr 格子点に対するスポンジ層

[Source]

  function xyr_DampSponge(xyr_VarA, xyr_VarB, DelTime)
    !
    ! xyr 格子点に対するスポンジ層
    !
    
    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)   :: xyr_VarA(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP), intent(in)   :: xyr_VarB(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP), intent(in)   :: DelTime
    real(DP)               :: xyr_DampSponge(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)

    !スポンジ層によるダンピングを計算  
    xyr_DampSponge =  xyr_VarA - ( xyr_DampRateH + xyr_DampRateV )* xyr_VarB * DelTime
    
  end function xyr_DampSponge
xyr_DampSponge_xyr( xyr_Var ) result(xyr_DampSponge_xyr)
Function :
xyr_DampSponge_xyr(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP)
xyr_Var(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)

xyr 格子点に対するスポンジ層

[Source]

  function xyr_DampSponge_xyr(xyr_Var)
    !
    ! xyr 格子点に対するスポンジ層
    !
    
    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)   :: xyr_Var(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP)               :: xyr_DampSponge_xyr(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)

    !スポンジ層によるダンピングを計算  
    xyr_DampSponge_xyr =  ( xyr_DampRateH + xyr_DampRateV )* xyr_Var
    
  end function xyr_DampSponge_xyr
xyz_DampSponge( xyz_VarA, xyz_VarB, DelTime ) result(xyz_DampSponge)
Function :
xyz_DampSponge(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP)
xyz_VarA(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)
xyz_VarB(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)
DelTime :real(DP), intent(in)

xyz 格子点に対するスポンジ層

[Source]

  function xyz_DampSponge(xyz_VarA, xyz_VarB, DelTime)
    !
    ! xyz 格子点に対するスポンジ層
    !

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)   :: xyz_VarA(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP), intent(in)   :: xyz_VarB(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP), intent(in)   :: DelTime
    real(DP)               :: xyz_DampSponge(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    
    !スポンジ層によるダンピングを計算
    xyz_DampSponge =  xyz_VarA - ( xyz_DampRateH + xyz_DampRateV ) * xyz_VarB * DelTime
    
  end function xyz_DampSponge
xyz_DampSponge_xyz( xyz_Var ) result(xyz_DampSponge_xyz)
Function :
xyz_DampSponge_xyz(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP)
xyz_Var(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax) :real(DP), intent(in)

xyz 格子点に対するスポンジ層

[Source]

  function xyz_DampSponge_xyz(xyz_Var)
    !
    ! xyz 格子点に対するスポンジ層
    !

    !暗黙の型宣言禁止
    implicit none

    !変数定義
    real(DP), intent(in)   :: xyz_Var(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    real(DP)               :: xyz_DampSponge_xyz(DimXMin:DimXMax,DimYMin:DimYMax,DimZMin:DimZMax)
    
    !スポンジ層によるダンピングを計算
    xyz_DampSponge_xyz =  ( xyz_DampRateH + xyz_DampRateV ) * xyz_Var
    
  end function xyz_DampSponge_xyz