basicenv_init.f90

Path: env/basicenv_init.f90
Last Update: Thu Mar 03 13:31:19 +0900 2011

Subroutine BasicEnvInit

Authors:SUGIYAMA Koichiro, ODAKA Masatsugu
Version:$Id: basicenv_init.f90,v 1.3 2009-08-24 03:50:12 sugiyama Exp $
Tag Name:$Name: $
Copyright:Copyright (C) GFD Dennou Club, 2006. All rights reserved.
License:See COPYRIGHT

Overview

デフォルトの基本場を設定するための変数参照型モジュール

  * BasicEnvFile_init: 基本場の値を netCDF ファイルから取得
  * BasicEnvCalc_Init: 基本場の情報を Namelist から取得して値を計算

Error Handling

Known Bugs

Note

Future Plans

Required files

Methods

Included Modules

dc_message gridset basicset Boundary ECCM

Public Instance methods

Subroutine :
myrank :integer, intent(in)
nprocs :integer, intent(in)
cfgfile :character(*), intent(in)

デフォルトの基本場を設定するためのサブルーチン. 基本場を計算し, BasicSet モジュールの値を初期化する.

コンパイルの順序の問題から, 基本場の値(hogeBasicZ な変数)を 計算する部分をBasicSet モジュールから切り離している. ECCM 始め, BasicSet 自体に依存するが hogeBasicZ は use しない 外部サブルーチンを利用するためである.

This procedure input/output NAMELIST#basicenv, NAMELIST#basicenv_dry, NAMELIST#basicenv_wet .

[Source]

subroutine BasicEnv_Init( myrank, nprocs, cfgfile)
  !
  !デフォルトの基本場を設定するためのサブルーチン. 
  !基本場を計算し, BasicSet モジュールの値を初期化する. 
  !
  !コンパイルの順序の問題から, 基本場の値(hogeBasicZ な変数)を
  !計算する部分をBasicSet モジュールから切り離している. 
  !ECCM 始め, BasicSet 自体に依存するが hogeBasicZ は use しない
  !外部サブルーチンを利用するためである. 
  !

  !モジュール読み込み
  use dc_message, only: MessageNotify

  use gridset,  only: DimXMin, DimXMax, DimZMin, DimZMax, SpcNum          !凝縮成分の数
  use basicset, only: BasicSetArray_Init, PressBasis, GasRDry, CpDry, CvDry, MolWtDry, SpcWetMolFr, MolWtWet, GasRUniv        !気体定数
  use Boundary,only:  BoundaryXCyc_xz, BoundaryZSym_xz, BoundaryXCyc_xza, BoundaryZSym_xza   !  
  use ECCM,     only: ECCM_Dry, ECCM_Wet
  
  !暗黙の型宣言禁止
  implicit none

  !変数の定義
  integer, intent(in)      :: myrank, nprocs
  character(*), intent(in) :: cfgfile
  real(8)                  :: xz_DensBasicZ(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: xz_PressBasicZ(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: xz_ExnerBasicZ(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: xz_TempBasicZ(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: xz_PotTempBasicZ(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: xz_VelSoundBasicZ(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: xza_MixRtBasicZ(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax, SpcNum)
  real(8)                  :: xz_EffMolWtBasicZ(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: z_TempBasicZ(DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: z_PressBasicZ(DimZMin:DimZMax)
  real(8)                  :: MolFrIni(SpcNum)
  real(8)                  :: xza_MolFr(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax, SpcNum)
  real(8)                  :: za_MolFr(DimZMin:DimZMax, SpcNum)
  real(8)                  :: xza_MixRtDivMolWt(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax, SpcNum)
  real(8)                  :: Humidity              !相対湿度 
  character(20)            :: EnvType               !基本場の温度設定, 'Dry' or 'Moist'   
  real(8)                  :: TempStrat             !成層圏の温度 [k]
  real(8)                  :: Dhight                !重み関数のパラメータ [m]  
  real(8)                  :: z_llhum(DimZMin:DimZMax)
  integer                  :: i, s

  !---------------------------------------------------------------
  ! NAMELIST の定義
  !---------------------------------------------------------------
  NAMELIST /basicenv/ EnvType
  NAMELIST /basicenv_dry/ Humidity, TempStrat, Dhight
  NAMELIST /basicenv_wet/ Humidity, TempStrat, Dhight
  
  !---------------------------------------------------------------
  ! 配列の初期化
  !---------------------------------------------------------------
  xz_PressBasicZ    = 0.0d0
  xz_ExnerBasicZ    = 0.0d0
  xz_TempBasicZ     = 0.0d0
  xz_PotTempBasicZ  = 0.0d0
  xz_VelSoundBasicZ = 0.0d0
  xza_MixRtBasicZ   = 0.0d0
  xz_EffMolWtBasicZ = 0.0d0
  z_TempBasicZ      = 0.0d0
  z_PressBasicZ     = 0.0d0
  za_MolFr          = 0.0d0
    
  !---------------------------------------------------------------
  ! EnvType を元に, 温度, 圧力, 組成を決める
  !---------------------------------------------------------------
  MolFrIni = SpcWetMolFr(1:SpcNum) 
  open (10, FILE=cfgfile)
  read(10, NML=basicenv)
  close(10)
  
  select case(EnvType)
  case("Dry") ! 乾燥断熱的な初期場
     ! NAMELIST ファイルの読み込み
     open (10, FILE=cfgfile)
     read(10, NML=basicenv_dry)
     close(10)
     
     call ECCM_Dry( MolFrIni, Humidity, z_TempBasicZ, z_PressBasicZ, za_MolFr )
     call basicset_upper(Humidity, TempStrat, Dhight, z_TempBasicZ, z_PressBasicZ)
     
  case("Wet") ! 湿潤断熱的な初期場
     ! NAMELIST ファイルの読み込み    
     open (10, FILE=cfgfile)
     read(10, NML=basicenv_wet)
     close(10)
     
     call ECCM_Wet( MolFrIni, Humidity, z_TempBasicZ, z_PressBasicZ, za_MolFr )
     call basicset_upper(Humidity, TempStrat, Dhight, z_TempBasicZ, z_PressBasicZ)       
     
  case("N1994") ! Yamasaki(1983)の温度と相対湿度の観測値を使用する場合 
     call ECCM_N1994( z_TempBasicZ, z_PressBasicZ, za_MolFr )
     
  case("Takemi2007") ! Takemi(2007)の基本場を使用する場合
     call ECCM_Takemi2007( z_TempBasicZ, z_PressBasicZ, za_MolFr, z_llhum )
  end select

  ! 2 次元配列に格納
  do i = DimXMin, DimXMax
    xz_TempBasicZ(i,:)  = z_TempBasicZ  
    xz_PressBasicZ(i,:) = z_PressBasicZ  
  end do

  !境界条件
  call BoundaryXCyc_xz( xz_TempBasicZ )
  call BoundaryZSym_xz( xz_TempBasicZ )
  call BoundaryXCyc_xz( xz_PressBasicZ )
  call BoundaryZSym_xz( xz_PressBasicZ )
  
  !---------------------------------------------------------------
  ! 混合比
  !---------------------------------------------------------------
  !水平方向には一様
  do i = DimXMin, DimXMax      
    xza_MolFr(i,:,:) = za_MolFr
  end do    

  !気相のモル比を混合比に変換
  do s = 1, SpcNum
    xza_MixRtBasicZ(:,:,s) = xza_MolFr(:,:,s) * MolWtWet(s) / MolWtDry
  end do

  !境界条件
  call BoundaryXCyc_xza( xza_MixRtBasicZ )
  call BoundaryZSym_xza( xza_MixRtBasicZ )
      
  !---------------------------------------------------------------
  ! 分子量の効果
  !---------------------------------------------------------------
  do s = 1, SpcNum
    xza_MixRtDivMolWt(:,:,s) = xza_MixRtBasicZ(:,:,s) / MolWtWet(s)
  end do
  
  xz_EffMolWtBasicZ = (1.0d0 + sum(xza_MixRtBasicZ,3) ) / ( MolWtDry * ((1.0d0 / MolWtDry) + sum(xza_MixRtDivMolWt,3)) )

  !境界条件  
  call BoundaryXCyc_xz( xz_EffMolWtBasicZ )
  call BoundaryZSym_xz( xz_EffMolWtBasicZ )  

  !---------------------------------------------------------------    
  ! 温位
  !---------------------------------------------------------------
  xz_PotTempBasicZ = xz_TempBasicZ * (PressBasis / xz_PressBasicZ) ** (GasRDry / CpDry) 

  !境界条件  
  call BoundaryXCyc_xz( xz_PotTempBasicZ )
  call BoundaryZSym_xz( xz_PotTempBasicZ )

  !---------------------------------------------------------------    
  ! エクスナー関数
  !---------------------------------------------------------------
  xz_ExnerBasicZ = xz_TempBasicZ / xz_PotTempBasicZ    

  !境界条件
  call BoundaryXCyc_xz( xz_ExnerBasicZ )
  call BoundaryZSym_xz( xz_ExnerBasicZ )
  
  !---------------------------------------------------------------    
  ! 密度
  !---------------------------------------------------------------
  xz_DensBasicZ = PressBasis * (xz_ExnerBasicZ ** (CvDry / GasRDry)) / (GasRDry * xz_PotTempBasicZ / xz_EffMolWtBasicZ)

  !境界条件
  call BoundaryXCyc_xz( xz_DensBasicZ )
  call BoundaryZSym_xz( xz_DensBasicZ )

  !---------------------------------------------------------------    
  ! 音速
  !---------------------------------------------------------------
  xz_VelSoundBasicZ = sqrt ( CpDry * GasRDry * xz_ExnerBasicZ * xz_PotTempBasicZ / (CvDry * xz_EffMolWtBasicZ) )

  !境界条件
  call BoundaryXCyc_xz( xz_VelSoundBasicZ )
  call BoundaryZSym_xz( xz_VelSoundBasicZ )
 
  !----------------------------------------------------------
  ! BasicSet モジュールに値を設定
  !----------------------------------------------------------
  call BasicSetArray_Init( xz_PressBasicZ,    xz_ExnerBasicZ, xz_TempBasicZ, xz_PotTempBasicZ,  xz_DensBasicZ,  xz_VelSoundBasicZ, xza_MixRtBasicZ, xz_EffMolWtBasicZ )

end subroutine BasicEnv_Init