/[lmdze]/trunk/dyn3d/fxhyp.f
ViewVC logotype

Diff of /trunk/dyn3d/fxhyp.f

Parent Directory Parent Directory | Revision Log Revision Log | View Patch Patch

revision 119 by guez, Wed Jan 7 14:34:57 2015 UTC revision 254 by guez, Mon Feb 5 10:39:38 2018 UTC
# Line 10  contains Line 10  contains
10      ! Author: P. Le Van, from formulas by R. Sadourny      ! Author: P. Le Van, from formulas by R. Sadourny
11    
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 x_f(\tilde x) à dérivée tangente hyperbolique.
14    
15      ! On doit avoir grossismx \times dzoomx < pi (radians)      ! Il vaut mieux avoir : grossismx \times delta < pi
16    
17      USE dimens_m, ONLY: iim      ! Le premier point scalaire pour une grille regulière (grossismx =
18      use nr_util, only: pi_d, twopi_d      ! 1) avec clon = 0 est à - 180 degrés.
     use serre, only: clon, grossismx, dzoomx, taux  
   
     REAL, intent(out):: xprimm025(:), rlonv(:), xprimv(:) ! (iim + 1)  
     real, intent(out):: rlonu(:), xprimu(:), xprimp025(:) ! (iim + 1)  
   
     ! Local:  
   
     DOUBLE PRECISION champmin, champmax  
     real rlonm025(iim + 1), rlonp025(iim + 1)  
     INTEGER, PARAMETER:: nmax = 30000, nmax2 = 2*nmax  
   
     LOGICAL, PARAMETER:: scal180 = .TRUE.  
     ! scal180 = .TRUE. si on veut avoir le premier point scalaire pour  
     ! une grille reguliere (grossismx = 1., taux=0., clon=0.) a  
     ! -180. degres. sinon scal180 = .FALSE.  
   
     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  
   
     !----------------------------------------------------------------------  
   
     my_eps = 1e-3  
     xzoom = clon * pi_d / 180.  
   
     IF (grossismx == 1. .AND. scal180) THEN  
        decalx = 1.  
     else  
        decalx = 0.75  
     END IF  
   
     IF (dzoomx < 1.) THEN  
        dzoom = dzoomx * twopi_d  
     ELSE IF (dzoomx < 25.) THEN  
        print *, "Le paramètre dzoomx pour fxhyp est trop petit. " &  
             // "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  
19    
20      DO i = nmax, nmax2      USE dimens_m, ONLY: iim
21         fa = taux* (dzoom / 2. - xtild(i))      use dynetat0_m, only: clon, grossismx, dzoomx, taux
22         fb = xtild(i) * (pi_d - xtild(i))      use invert_zoom_x_m, only: invert_zoom_x, nmax
23        use nr_util, only: pi, pi_d, twopi, twopi_d, arth
24         IF (200.* fb < - fa) THEN      use principal_cshift_m, only: principal_cshift
25            fhyp(i) = - 1.      use tanh_cautious_m, only: tanh_cautious
        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  
26    
27      ffdx = 0.      REAL, intent(out):: xprimm025(:) ! (iim + 1)
28    
29      DO i = nmax + 1, nmax2      REAL, intent(out):: rlonv(:) ! (iim + 1)
30         xmoy = 0.5 * (xtild(i-1) + xtild(i))      ! longitudes of points of the "scalar" and "v" grid, in rad
        fa = taux* (dzoom / 2. - xmoy)  
        fb = xmoy * (pi_d - xmoy)  
   
        IF (200.* fb < - fa) THEN  
           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  
31    
32         IF (xmoy == 0.) fxm = 1.      REAL, intent(out):: xprimv(:) ! (iim + 1)
33         IF (xmoy == pi_d) fxm = -1.      ! 2 pi / iim * (derivative of the longitudinal zoom function)(rlonv)
34    
35         ffdx = ffdx + fxm * (xtild(i) - xtild(i-1))      real, intent(out):: rlonu(:) ! (iim + 1)
36      END DO      ! longitudes of points of the "u" grid, in rad
37    
38      beta = (grossismx * ffdx - pi_d) / (ffdx - pi_d)      real, intent(out):: xprimu(:) ! (iim + 1)
39        ! 2 pi / iim * (derivative of the longitudinal zoom function)(rlonu)
40    
41      IF (2. * beta - grossismx <= 0.) THEN      real, intent(out):: xprimp025(:) ! (iim + 1)
        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  
42    
43      ! calcul de Xprimt      ! Local:
44        real rlonm025(iim + 1), rlonp025(iim + 1), d_rlonv(iim)
45        REAL delta, h
46        DOUBLE PRECISION, dimension(0:nmax):: xtild, fhyp, G, Xf, ffdx
47        DOUBLE PRECISION beta
48        INTEGER i, is2
49        DOUBLE PRECISION xmoy(nmax), fxm(nmax)
50    
51      DO i = nmax, nmax2      !----------------------------------------------------------------------
        Xprimt(i) = beta + (grossismx - beta) * fhyp(i)  
     END DO  
52    
53      DO i = nmax + 1, nmax2      print *, "Call sequence information: fxhyp"
        Xprimt(nmax2 - i) = Xprimt(i)  
     END DO  
54    
55      ! Calcul de Xf      if (grossismx == 1.) then
56           h = twopi / iim
57    
58      Xf(0) = - pi_d         xprimm025(:iim) = h
59           xprimp025(:iim) = h
60           xprimv(:iim) = h
61           xprimu(:iim) = h
62    
63           rlonv(:iim) = arth(- pi + clon, h, iim)
64           rlonm025(:iim) = rlonv(:iim) - 0.25 * h
65           rlonp025(:iim) = rlonv(:iim) + 0.25 * h
66           rlonu(:iim) = rlonv(:iim) + 0.5 * h
67        else
68           delta = dzoomx * twopi_d
69           xtild = arth(0d0, pi_d / nmax, nmax + 1)
70           forall (i = 1:nmax) xmoy(i) = 0.5d0 * (xtild(i-1) + xtild(i))
71    
72      DO i = nmax + 1, nmax2         ! Compute fhyp:
73         xmoy = 0.5 * (xtild(i-1) + xtild(i))         fhyp(1:nmax - 1) = tanh_cautious(taux * (delta / 2d0 &
74         fa = taux* (dzoom / 2. - xmoy)              - xtild(1:nmax - 1)), xtild(1:nmax - 1) &
75         fb = xmoy * (pi_d - xmoy)              * (pi_d - xtild(1:nmax - 1)))
76           fhyp(0) = 1d0
77         IF (200.* fb < - fa) THEN         fhyp(nmax) = -1d0
           fxm = - 1.  
        ELSE IF (200. * fb < fa) THEN  
           fxm = 1.  
        ELSE  
           fxm = TANH(fa / fb)  
        END IF  
78    
79         IF (xmoy == 0.) fxm = 1.         fxm = tanh_cautious(taux * (delta / 2d0 - xmoy), xmoy * (pi_d - xmoy))
        IF (xmoy == pi_d) fxm = -1.  
        xxpr(i) = beta + (grossismx - beta) * fxm  
     END DO  
80    
81      DO i = nmax + 1, nmax2         ! Compute \int_0 ^{\tilde x} F:
        xxpr(nmax2-i + 1) = xxpr(i)  
     END DO  
82    
83      DO i=1, nmax2         ffdx(0) = 0d0
        Xf(i) = Xf(i-1) + xxpr(i) * (xtild(i) - xtild(i-1))  
     END DO  
84    
85      ! xuv = 0. si calcul aux points scalaires         DO i = 1, nmax
86      ! xuv = 0.5 si calcul aux points U            ffdx(i) = ffdx(i - 1) + fxm(i) * (xtild(i) - xtild(i-1))
87           END DO
88    
89      loop_ik: DO ik = 1, 4         print *, "ffdx(nmax) = ", ffdx(nmax)
90         IF (ik == 1) THEN         beta = (pi_d - grossismx * ffdx(nmax)) / (pi_d - ffdx(nmax))
91            xuv = -0.25         print *, "beta = ", beta
92         ELSE IF (ik == 2) THEN  
93            xuv = 0.         IF (2d0 * beta - grossismx <= 0d0) THEN
94         ELSE IF (ik == 3) THEN            print *, 'Bad choice of grossismx, taux, dzoomx.'
95            xuv = 0.50            print *, 'Decrease dzoomx or grossismx.'
96         ELSE IF (ik == 4) THEN            STOP 1
           xuv = 0.25  
97         END IF         END IF
98    
99         xo1 = 0.         G = beta + (grossismx - beta) * fhyp
100    
101         ii1=1         Xf(:nmax - 1) = beta * xtild(:nmax - 1) + (grossismx - beta) &
102         ii2=iim              * ffdx(:nmax - 1)
103         IF (ik == 1.and.grossismx == 1.) THEN         Xf(nmax) = pi_d
104            ii1 = 2  
105            ii2 = iim + 1         call invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, rlonm025(:iim), xprimm025(:iim), &
106         END IF              xuv = - 0.25d0)
107           call invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, rlonv(:iim), xprimv(:iim), &
108                xuv = 0d0)
109           call invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, rlonu(:iim), xprimu(:iim), &
110                xuv = 0.5d0)
111           call invert_zoom_x(beta, xf, xtild, G, rlonp025(:iim), xprimp025(:iim), &
112                xuv = 0.25d0)
113        end if
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
   
     print *  
143    
144      DO i = 1, iim      call principal_cshift(is2, rlonm025, xprimm025)
145         xlon(i) = rlonv(i + 1) - rlonv(i)      call principal_cshift(is2, rlonv, xprimv)
146      END DO      call principal_cshift(is2, rlonu, xprimu)
147      champmin = 1e12      call principal_cshift(is2, rlonp025, xprimp025)
148      champmax = -1e12  
149      DO i = 1, iim      forall (i = 1: iim) d_rlonv(i) = rlonv(i + 1) - rlonv(i)
150         champmin = MIN(champmin, xlon(i))      print *, "Minimum longitude step:", MINval(d_rlonv) * 180. / pi, "degrees"
151         champmax = MAX(champmax, xlon(i))      print *, "Maximum longitude step:", MAXval(d_rlonv) * 180. / pi, "degrees"
     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
Legend:
Removed from v.119  
changed lines
  Added in v.254
  ViewVC Help
Powered by ViewVC 1.1.21