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trunk/dyn3d/fxhyp.f revision 119 by guez, Wed Jan 7 14:34:57 2015 UTC trunk/Sources/dyn3d/fxhyp.f revision 144 by guez, Wed Jun 10 16:46:46 2015 UTC
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12      ! Calcule les longitudes et dérivées dans la grille du GCM pour      ! Calcule les longitudes et dérivées dans la grille du GCM pour
13      ! une fonction f(x) à dérivée tangente hyperbolique.      ! une fonction f(x) à dérivée tangente hyperbolique.
14    
15      ! On doit avoir grossismx \times dzoomx < pi (radians)      ! Il vaut mieux avoir : grossismx \times dzoom < pi
16    
17        ! Le premier point scalaire pour une grille regulière (grossismx =
18        ! 1., taux=0., clon=0.) est à - 180 degrés.
19    
20      USE dimens_m, ONLY: iim      USE dimens_m, ONLY: iim
21      use nr_util, only: pi_d, twopi_d      use dynetat0_m, only: clon, grossismx, dzoomx, taux
22      use serre, only: clon, grossismx, dzoomx, taux      use invert_zoom_x_m, only: invert_zoom_x, nmax
23        use nr_util, only: pi, pi_d, twopi, twopi_d, arth
24        use principal_cshift_m, only: principal_cshift
25        use tanh_cautious_m, only: tanh_cautious
26    
27      REAL, intent(out):: xprimm025(:), rlonv(:), xprimv(:) ! (iim + 1)      REAL, intent(out):: xprimm025(:), rlonv(:), xprimv(:) ! (iim + 1)
28      real, intent(out):: rlonu(:), xprimu(:), xprimp025(:) ! (iim + 1)      real, intent(out):: rlonu(:), xprimu(:), xprimp025(:) ! (iim + 1)
29    
30      ! Local:      ! Local:
   
     DOUBLE PRECISION champmin, champmax  
31      real rlonm025(iim + 1), rlonp025(iim + 1)      real rlonm025(iim + 1), rlonp025(iim + 1)
32      INTEGER, PARAMETER:: nmax = 30000, nmax2 = 2*nmax      REAL dzoom, step
33        real d_rlonv(iim)
34      LOGICAL, PARAMETER:: scal180 = .TRUE.      DOUBLE PRECISION xtild(0:2 * nmax)
35      ! scal180 = .TRUE. si on veut avoir le premier point scalaire pour      DOUBLE PRECISION fhyp(nmax:2 * nmax), ffdx, beta, Xprimt(0:2 * nmax)
36      ! une grille reguliere (grossismx = 1., taux=0., clon=0.) a      DOUBLE PRECISION Xf(0:2 * nmax), xxpr(2 * nmax)
37      ! -180. degres. sinon scal180 = .FALSE.      INTEGER i, is2
38        DOUBLE PRECISION, dimension(nmax + 1:2 * nmax):: xmoy, fxm
     REAL dzoom  
     DOUBLE PRECISION xlon(iim + 1), xprimm(iim + 1), xuv  
     DOUBLE PRECISION xtild(0:nmax2)  
     DOUBLE PRECISION fhyp(0:nmax2), ffdx, beta, Xprimt(0:nmax2)  
     DOUBLE PRECISION Xf(0:nmax2), xxpr(0:nmax2)  
     DOUBLE PRECISION xvrai(iim + 1), xxprim(iim + 1)  
     DOUBLE PRECISION my_eps, xzoom, fa, fb  
     DOUBLE PRECISION Xf1, Xfi, a0, a1, a2, a3, xi2  
     INTEGER i, it, ik, iter, ii, idif, ii1, ii2  
     DOUBLE PRECISION xi, xo1, xmoy, xlon2, fxm, Xprimin  
     DOUBLE PRECISION decalx  
     INTEGER, save:: is2  
39    
40      !----------------------------------------------------------------------      !----------------------------------------------------------------------
41    
42      my_eps = 1e-3      print *, "Call sequence information: fxhyp"
     xzoom = clon * pi_d / 180.  
43    
44      IF (grossismx == 1. .AND. scal180) THEN      test_grossismx: if (grossismx == 1.) then
45         decalx = 1.         step = twopi / iim
     else  
        decalx = 0.75  
     END IF  
46    
47      IF (dzoomx < 1.) THEN         xprimm025(:iim) = step
48           xprimp025(:iim) = step
49           xprimv(:iim) = step
50           xprimu(:iim) = step
51    
52           rlonv(:iim) = arth(- pi + clon, step, iim)
53           rlonm025(:iim) = rlonv(:iim) - 0.25 * step
54           rlonp025(:iim) = rlonv(:iim) + 0.25 * step
55           rlonu(:iim) = rlonv(:iim) + 0.5 * step
56        else test_grossismx
57         dzoom = dzoomx * twopi_d         dzoom = dzoomx * twopi_d
58      ELSE IF (dzoomx < 25.) THEN         xtild = arth(- pi_d, pi_d / nmax, 2 * nmax + 1)
59         print *, "Le paramètre dzoomx pour fxhyp est trop petit. " &         forall (i = nmax + 1:2 * nmax) xmoy(i) = 0.5d0 * (xtild(i-1) + xtild(i))
             // "L'augmenter et relancer."  
        STOP 1  
     ELSE  
        dzoom = dzoomx * pi_d / 180.  
     END IF  
   
     print *, 'dzoom (rad):', dzoom  
   
     DO i = 0, nmax2  
        xtild(i) = - pi_d + REAL(i) * twopi_d / nmax2  
     END DO  
   
     DO i = nmax, nmax2  
        fa = taux* (dzoom / 2. - xtild(i))  
        fb = xtild(i) * (pi_d - xtild(i))  
   
        IF (200.* fb < - fa) THEN  
           fhyp(i) = - 1.  
        ELSE IF (200. * fb < fa) THEN  
           fhyp(i) = 1.  
        ELSE  
           IF (ABS(fa) < 1e-13.AND.ABS(fb) < 1e-13) THEN  
              IF (200.*fb + fa < 1e-10) THEN  
                 fhyp(i) = - 1.  
              ELSE IF (200.*fb - fa < 1e-10) THEN  
                 fhyp(i) = 1.  
              END IF  
           ELSE  
              fhyp(i) = TANH(fa / fb)  
           END IF  
        END IF  
   
        IF (xtild(i) == 0.) fhyp(i) = 1.  
        IF (xtild(i) == pi_d) fhyp(i) = -1.  
     END DO  
   
     ! Calcul de beta  
   
     ffdx = 0.  
60    
61      DO i = nmax + 1, nmax2         ! Compute fhyp:
62         xmoy = 0.5 * (xtild(i-1) + xtild(i))         fhyp(nmax + 1:2 * nmax - 1) = tanh_cautious(taux * (dzoom / 2. &
63         fa = taux* (dzoom / 2. - xmoy)              - xtild(nmax + 1:2 * nmax - 1)), xtild(nmax + 1:2 * nmax - 1) &
64         fb = xmoy * (pi_d - xmoy)              * (pi_d - xtild(nmax + 1:2 * nmax - 1)))
65           fhyp(nmax) = 1d0
66         IF (200.* fb < - fa) THEN         fhyp(2 * nmax) = -1d0
           fxm = - 1.  
        ELSE IF (200. * fb < fa) THEN  
           fxm = 1.  
        ELSE  
           IF (ABS(fa) < 1e-13.AND.ABS(fb) < 1e-13) THEN  
              IF (200.*fb + fa < 1e-10) THEN  
                 fxm = - 1.  
              ELSE IF (200.*fb - fa < 1e-10) THEN  
                 fxm = 1.  
              END IF  
           ELSE  
              fxm = TANH(fa / fb)  
           END IF  
        END IF  
   
        IF (xmoy == 0.) fxm = 1.  
        IF (xmoy == pi_d) fxm = -1.  
   
        ffdx = ffdx + fxm * (xtild(i) - xtild(i-1))  
     END DO  
   
     beta = (grossismx * ffdx - pi_d) / (ffdx - pi_d)  
67    
68      IF (2. * beta - grossismx <= 0.) THEN         fxm = tanh_cautious(taux * (dzoom / 2. - xmoy), xmoy * (pi_d - xmoy))
        print *, 'Attention ! La valeur beta calculée dans fxhyp est mauvaise.'  
        print *, 'Modifier les valeurs de grossismx, taux ou dzoomx et relancer.'  
        STOP 1  
     END IF  
69    
70      ! calcul de Xprimt         ! Calcul de beta
71    
72      DO i = nmax, nmax2         ffdx = 0.
        Xprimt(i) = beta + (grossismx - beta) * fhyp(i)  
     END DO  
73    
74      DO i = nmax + 1, nmax2         DO i = nmax + 1, 2 * nmax
75         Xprimt(nmax2 - i) = Xprimt(i)            ffdx = ffdx + fxm(i) * (xtild(i) - xtild(i-1))
76      END DO         END DO
   
     ! Calcul de Xf  
   
     Xf(0) = - pi_d  
77    
78      DO i = nmax + 1, nmax2         print *, "ffdx = ", ffdx
79         xmoy = 0.5 * (xtild(i-1) + xtild(i))         beta = (pi_d - grossismx * ffdx) / (pi_d - ffdx)
80         fa = taux* (dzoom / 2. - xmoy)         print *, "beta = ", beta
81         fb = xmoy * (pi_d - xmoy)  
82           IF (2. * beta - grossismx <= 0.) THEN
83         IF (200.* fb < - fa) THEN            print *, 'Bad choice of grossismx, taux, dzoomx.'
84            fxm = - 1.            print *, 'Decrease dzoomx or grossismx.'
85         ELSE IF (200. * fb < fa) THEN            STOP 1
           fxm = 1.  
        ELSE  
           fxm = TANH(fa / fb)  
86         END IF         END IF
87    
88         IF (xmoy == 0.) fxm = 1.         ! calcul de Xprimt
89         IF (xmoy == pi_d) fxm = -1.         Xprimt(nmax:2 * nmax) = beta + (grossismx - beta) * fhyp
90         xxpr(i) = beta + (grossismx - beta) * fxm         xprimt(:nmax - 1) = xprimt(2 * nmax:nmax + 1:- 1)
     END DO  
91    
92      DO i = nmax + 1, nmax2         ! Calcul de Xf
        xxpr(nmax2-i + 1) = xxpr(i)  
     END DO  
93    
94      DO i=1, nmax2         xxpr(nmax + 1:2 * nmax) = beta + (grossismx - beta) * fxm
95         Xf(i) = Xf(i-1) + xxpr(i) * (xtild(i) - xtild(i-1))         xxpr(:nmax) = xxpr(2 * nmax:nmax + 1:- 1)
     END DO  
96    
97      ! xuv = 0. si calcul aux points scalaires         Xf(0) = - pi_d
     ! xuv = 0.5 si calcul aux points U  
98    
99      loop_ik: DO ik = 1, 4         DO i=1, 2 * nmax - 1
100         IF (ik == 1) THEN            Xf(i) = Xf(i-1) + xxpr(i) * (xtild(i) - xtild(i-1))
101            xuv = -0.25         END DO
        ELSE IF (ik == 2) THEN  
           xuv = 0.  
        ELSE IF (ik == 3) THEN  
           xuv = 0.50  
        ELSE IF (ik == 4) THEN  
           xuv = 0.25  
        END IF  
102    
103         xo1 = 0.         Xf(2 * nmax) = pi_d
104    
105         ii1=1         call invert_zoom_x(xf, xtild, Xprimt, rlonm025(:iim), xprimm025(:iim), &
106         ii2=iim              xuv = - 0.25d0)
107         IF (ik == 1.and.grossismx == 1.) THEN         call invert_zoom_x(xf, xtild, Xprimt, rlonv(:iim), xprimv(:iim), &
108            ii1 = 2              xuv = 0d0)
109            ii2 = iim + 1         call invert_zoom_x(xf, xtild, Xprimt, rlonu(:iim), xprimu(:iim), &
110         END IF              xuv = 0.5d0)
111           call invert_zoom_x(xf, xtild, Xprimt, rlonp025(:iim), xprimp025(:iim), &
112                xuv = 0.25d0)
113        end if test_grossismx
114    
115        is2 = 0
116    
117        IF (MINval(rlonm025(:iim)) < - pi - 0.1 &
118             .or. MAXval(rlonm025(:iim)) > pi + 0.1) THEN
119           IF (clon <= 0.) THEN
120              is2 = 1
121    
122         DO i = ii1, ii2            do while (rlonm025(is2) < - pi .and. is2 < iim)
123            xlon2 = - pi_d + (REAL(i) + xuv - decalx) * twopi_d / REAL(iim)               is2 = is2 + 1
           Xfi = xlon2  
   
           it = nmax2  
           do while (xfi < xf(it) .and. it >= 1)  
              it = it - 1  
124            end do            end do
125    
126            ! Calcul de Xf(xi)            if (rlonm025(is2) < - pi) then
127                 print *, 'Rlonm025 plus petit que - pi !'
           xi = xtild(it)  
   
           IF (it == nmax2) THEN  
              it = nmax2 -1  
              Xf(it + 1) = pi_d  
           END IF  
   
           ! Appel de la routine qui calcule les coefficients a0, a1,  
           ! a2, a3 d'un polynome de degre 3 qui passe par les points  
           ! (Xf(it), xtild(it)) et (Xf(it + 1), xtild(it + 1))  
   
           CALL coefpoly(Xf(it), Xf(it + 1), Xprimt(it), Xprimt(it + 1), &  
                xtild(it), xtild(it + 1), a0, a1, a2, a3)  
   
           Xf1 = Xf(it)  
           Xprimin = a1 + 2.* a2 * xi + 3.*a3 * xi *xi  
   
           iter = 1  
   
           do  
              xi = xi - (Xf1 - Xfi) / Xprimin  
              IF (ABS(xi - xo1) <= my_eps .or. iter == 300) exit  
              xo1 = xi  
              xi2 = xi * xi  
              Xf1 = a0 + a1 * xi + a2 * xi2 + a3 * xi2 * xi  
              Xprimin = a1 + 2.* a2 * xi + 3.* a3 * xi2  
           end DO  
   
           if (ABS(xi - xo1) > my_eps) then  
              ! iter == 300  
              print *, 'Pas de solution.'  
              print *, i, xlon2  
128               STOP 1               STOP 1
129            end if            end if
130           ELSE
131              is2 = iim
132    
133            xxprim(i) = twopi_d / (REAL(iim) * Xprimin)            do while (rlonm025(is2) > pi .and. is2 > 1)
134            xvrai(i) = xi + xzoom               is2 = is2 - 1
135         end DO            end do
   
        IF (ik == 1 .and. grossismx == 1.) THEN  
           xvrai(1) = xvrai(iim + 1)-twopi_d  
           xxprim(1) = xxprim(iim + 1)  
        END IF  
   
        DO i = 1, iim  
           xlon(i) = xvrai(i)  
           xprimm(i) = xxprim(i)  
        END DO  
136    
137         DO i = 1, iim -1            if (rlonm025(is2) > pi) then
138            IF (xvrai(i + 1) < xvrai(i)) THEN               print *, 'Rlonm025 plus grand que pi !'
              print *, 'Problème avec rlonu(', i + 1, &  
                   ') plus petit que rlonu(', i, ')'  
139               STOP 1               STOP 1
140            END IF            end if
        END DO  
   
        ! Réorganisation des longitudes pour les avoir entre - pi et pi  
   
        champmin = 1e12  
        champmax = -1e12  
        DO i = 1, iim  
           champmin = MIN(champmin, xvrai(i))  
           champmax = MAX(champmax, xvrai(i))  
        END DO  
   
        IF (.not. (champmin >= -pi_d - 0.1 .and. champmax <= pi_d + 0.1)) THEN  
           print *, 'Reorganisation des longitudes pour avoir entre - pi', &  
                ' et pi '  
   
           IF (xzoom <= 0.) THEN  
              IF (ik == 1) THEN  
                 i = 1  
   
                 do while (xvrai(i) < - pi_d .and. i < iim)  
                    i = i + 1  
                 end do  
   
                 if (xvrai(i) < - pi_d) then  
                    print *, 'Xvrai plus petit que - pi !'  
                    STOP 1  
                 end if  
   
                 is2 = i  
              END IF  
   
              IF (is2.NE. 1) THEN  
                 DO ii = is2, iim  
                    xlon(ii-is2 + 1) = xvrai(ii)  
                    xprimm(ii-is2 + 1) = xxprim(ii)  
                 END DO  
                 DO ii = 1, is2 -1  
                    xlon(ii + iim-is2 + 1) = xvrai(ii) + twopi_d  
                    xprimm(ii + iim-is2 + 1) = xxprim(ii)  
                 END DO  
              END IF  
           ELSE  
              IF (ik == 1) THEN  
                 i = iim  
   
                 do while (xvrai(i) > pi_d .and. i > 1)  
                    i = i - 1  
                 end do  
   
                 if (xvrai(i) > pi_d) then  
                    print *, 'Xvrai plus grand que pi !'  
                    STOP 1  
                 end if  
   
                 is2 = i  
              END IF  
   
              idif = iim -is2  
   
              DO ii = 1, is2  
                 xlon(ii + idif) = xvrai(ii)  
                 xprimm(ii + idif) = xxprim(ii)  
              END DO  
   
              DO ii = 1, idif  
                 xlon(ii) = xvrai(ii + is2) - twopi_d  
                 xprimm(ii) = xxprim(ii + is2)  
              END DO  
           END IF  
        END IF  
   
        ! Fin de la reorganisation  
   
        xlon(iim + 1) = xlon(1) + twopi_d  
        xprimm(iim + 1) = xprimm(1)  
   
        DO i = 1, iim + 1  
           xvrai(i) = xlon(i)*180. / pi_d  
        END DO  
   
        IF (ik == 1) THEN  
           DO i = 1, iim + 1  
              rlonm025(i) = xlon(i)  
              xprimm025(i) = xprimm(i)  
           END DO  
        ELSE IF (ik == 2) THEN  
           rlonv = xlon  
           xprimv = xprimm  
        ELSE IF (ik == 3) THEN  
           DO i = 1, iim + 1  
              rlonu(i) = xlon(i)  
              xprimu(i) = xprimm(i)  
           END DO  
        ELSE IF (ik == 4) THEN  
           DO i = 1, iim + 1  
              rlonp025(i) = xlon(i)  
              xprimp025(i) = xprimm(i)  
           END DO  
141         END IF         END IF
142      end DO loop_ik      END IF
143    
144      print *      call principal_cshift(is2, rlonm025, xprimm025)
145        call principal_cshift(is2, rlonv, xprimv)
146      DO i = 1, iim      call principal_cshift(is2, rlonu, xprimu)
147         xlon(i) = rlonv(i + 1) - rlonv(i)      call principal_cshift(is2, rlonp025, xprimp025)
148      END DO  
149      champmin = 1e12      forall (i = 1: iim) d_rlonv(i) = rlonv(i + 1) - rlonv(i)
150      champmax = -1e12      print *, "Minimum longitude step:", MINval(d_rlonv) * 180. / pi, "degrees"
151      DO i = 1, iim      print *, "Maximum longitude step:", MAXval(d_rlonv) * 180. / pi, "degrees"
        champmin = MIN(champmin, xlon(i))  
        champmax = MAX(champmax, xlon(i))  
     END DO  
     champmin = champmin * 180. / pi_d  
     champmax = champmax * 180. / pi_d  
152    
153        ! Check that rlonm025 <= rlonv <= rlonp025 <= rlonu:
154      DO i = 1, iim + 1      DO i = 1, iim + 1
155         IF (rlonp025(i) < rlonv(i)) THEN         IF (rlonp025(i) < rlonv(i)) THEN
156            print *, ' Attention ! rlonp025 < rlonv', i            print *, 'rlonp025(', i, ') = ', rlonp025(i)
157              print *, "< rlonv(", i, ") = ", rlonv(i)
158            STOP 1            STOP 1
159         END IF         END IF
160    
161         IF (rlonv(i) < rlonm025(i)) THEN         IF (rlonv(i) < rlonm025(i)) THEN
162            print *, ' Attention ! rlonm025 > rlonv', i            print *, 'rlonv(', i, ') = ', rlonv(i)
163              print *, "< rlonm025(", i, ") = ", rlonm025(i)
164            STOP 1            STOP 1
165         END IF         END IF
166    
167         IF (rlonp025(i) > rlonu(i)) THEN         IF (rlonp025(i) > rlonu(i)) THEN
168            print *, ' Attention ! rlonp025 > rlonu', i            print *, 'rlonp025(', i, ') = ', rlonp025(i)
169              print *, "> rlonu(", i, ") = ", rlonu(i)
170            STOP 1            STOP 1
171         END IF         END IF
172      END DO      END DO
173    
     print *, ' Longitudes '  
     print 3, champmin, champmax  
   
 3   Format(1x, ' Au centre du zoom, la longueur de la maille est', &  
          ' d environ ', f0.2, ' degres ', /, &  
          ' alors que la maille en dehors de la zone du zoom est ', &  
          "d'environ", f0.2, ' degres ')  
   
174    END SUBROUTINE fxhyp    END SUBROUTINE fxhyp
175    
176  end module fxhyp_m  end module fxhyp_m
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