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trunk/dyn3d/fxhyp.f90 revision 78 by guez, Wed Feb 5 17:51:07 2014 UTC trunk/dyn3d/fxhyp.f revision 123 by guez, Thu Feb 5 12:41:08 2015 UTC
# Line 4  module fxhyp_m Line 4  module fxhyp_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE fxhyp(xzoomdeg, grossism, dzooma, tau, rlonm025, xprimm025, &    SUBROUTINE fxhyp(xprimm025, rlonv, xprimv, rlonu, xprimu, xprimp025)
        rlonv, xprimv, rlonu, xprimu, rlonp025, xprimp025, champmin, champmax)  
8    
9      ! From LMDZ4/libf/dyn3d/fxhyp.F, v 1.2 2005/06/03 09:11:32 fairhead      ! From LMDZ4/libf/dyn3d/fxhyp.F, version 1.2, 2005/06/03 09:11:32
10        ! Author: P. Le Van, from formulas by R. Sadourny
     ! Auteur : P. Le Van  
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 tangente hyperbolique.      ! une fonction f(x) à dérivée tangente hyperbolique.
   
     ! On doit avoir grossism \times dzoom < pi (radians), en longitude.  
   
     USE dimens_m, ONLY: iim  
     USE paramet_m, ONLY: iip1  
   
     INTEGER nmax, nmax2  
     PARAMETER (nmax = 30000, nmax2 = 2*nmax)  
   
     LOGICAL scal180  
     PARAMETER (scal180 = .TRUE.)  
14    
15      ! scal180 = .TRUE. si on veut avoir le premier point scalaire pour      ! Il vaut mieux avoir : grossismx \times dzoom < pi
     ! une grille reguliere (grossism = 1., tau=0., clon=0.) a -180. degres.  
     ! sinon scal180 = .FALSE.  
16    
17      ! ...... arguments d'entree .......      ! Le premier point scalaire pour une grille regulière (grossismx =
18        ! 1., taux=0., clon=0.) est à - 180 degrés.
19    
20      REAL xzoomdeg, dzooma, tau, grossism      USE dimens_m, ONLY: iim
21      ! grossism etant le grossissement (= 2 si 2 fois, = 3 si 3 fois, etc.)      use fxhyp_loop_ik_m, only: fxhyp_loop_ik, nmax
22      ! dzooma etant la distance totale de la zone du zoom      use nr_util, only: pi_d, twopi_d, arth
23      ! tau la raideur de la transition de l'interieur a l'exterieur du zoom      use serre, only: clon, grossismx, dzoomx, taux
   
     ! ...... arguments de sortie ......  
24    
25      REAL rlonm025(iip1), xprimm025(iip1), rlonv(iip1), xprimv(iip1), &      REAL, intent(out):: xprimm025(:), rlonv(:), xprimv(:) ! (iim + 1)
26           rlonu(iip1), xprimu(iip1), rlonp025(iip1), xprimp025(iip1)      real, intent(out):: rlonu(:), xprimu(:), xprimp025(:) ! (iim + 1)
27    
28      ! .... variables locales ....      ! Local:
29    
30        real rlonm025(iim + 1), rlonp025(iim + 1)
31      REAL dzoom      REAL dzoom
32      DOUBLE PRECISION xlon(iip1), xprimm(iip1), xuv      DOUBLE PRECISION xlon(iim)
33      DOUBLE PRECISION xtild(0:nmax2)      DOUBLE PRECISION xtild(0:2 * nmax)
34      DOUBLE PRECISION fhyp(0:nmax2), ffdx, beta, Xprimt(0:nmax2)      DOUBLE PRECISION fhyp(nmax:2 * nmax), ffdx, beta, Xprimt(0:2 * nmax)
35      DOUBLE PRECISION Xf(0:nmax2), xxpr(0:nmax2)      DOUBLE PRECISION Xf(0:2 * nmax), xxpr(2 * nmax)
36      DOUBLE PRECISION xvrai(iip1), xxprim(iip1)      DOUBLE PRECISION xzoom, fa, fb
37      DOUBLE PRECISION pi, depi, epsilon, xzoom, fa, fb      INTEGER i
38      DOUBLE PRECISION Xf1, Xfi, a0, a1, a2, a3, xi2      DOUBLE PRECISION xmoy, fxm
39      INTEGER i, it, ik, iter, ii, idif, ii1, ii2      DOUBLE PRECISION decalx
40      DOUBLE PRECISION xi, xo1, xmoy, xlon2, fxm, Xprimin  
41      DOUBLE PRECISION champmin, champmax, decalx      !----------------------------------------------------------------------
42      INTEGER is2  
43      SAVE is2      print *, "Call sequence information: fxhyp"
44    
45      DOUBLE PRECISION heavyside      dzoom = dzoomx * twopi_d
46        xtild = arth(- pi_d, pi_d / nmax, 2 * nmax + 1)
47      pi = 2. * ASIN(1.)  
48      depi = 2. * pi      ! Compute fhyp:
49      epsilon = 1.e-3      DO i = nmax, 2 * nmax
50      xzoom = xzoomdeg * pi/180.         fa = taux * (dzoom / 2. - xtild(i))
51           fb = xtild(i) * (pi_d - xtild(i))
52      decalx = .75  
53      IF(grossism.EQ.1..AND.scal180) THEN         IF (200. * fb < - fa) THEN
54         decalx = 1.            fhyp(i) = - 1.
55      ENDIF         ELSE IF (200. * fb < fa) THEN
56              fhyp(i) = 1.
     WRITE(6, *) 'FXHYP scal180, decalx', scal180, decalx  
   
     IF(dzooma.LT.1.) THEN  
        dzoom = dzooma * depi  
     ELSEIF(dzooma.LT. 25.) THEN  
        WRITE(6, *) ' Le param. dzoomx pour fxhyp est trop petit ! L augmenter et relancer ! '  
        STOP 1  
     ELSE  
        dzoom = dzooma * pi/180.  
     ENDIF  
   
     WRITE(6, *) ' xzoom(rad.), grossism, tau, dzoom (radians)'  
     WRITE(6, 24) xzoom, grossism, tau, dzoom  
   
     DO i = 0, nmax2  
        xtild(i) = - pi + FLOAT(i) * depi /nmax2  
     ENDDO  
   
     DO i = nmax, nmax2  
   
        fa = tau* (dzoom/2. - xtild(i))  
        fb = xtild(i) * (pi - xtild(i))  
   
        IF(200.* fb .LT. - fa) THEN  
           fhyp (i) = - 1.  
        ELSEIF(200. * fb .LT. fa) THEN  
           fhyp (i) = 1.  
57         ELSE         ELSE
58            IF(ABS(fa).LT.1.e-13.AND.ABS(fb).LT.1.e-13) THEN            IF (ABS(fa) < 1e-13 .AND. ABS(fb) < 1e-13) THEN
59               IF(200.*fb + fa.LT.1.e-10) THEN               IF (200. * fb + fa < 1e-10) THEN
60                  fhyp (i) = - 1.                  fhyp(i) = - 1.
61               ELSEIF(200.*fb - fa.LT.1.e-10) THEN               ELSE IF (200. * fb - fa < 1e-10) THEN
62                  fhyp (i) = 1.                  fhyp(i) = 1.
63               ENDIF               END IF
64            ELSE            ELSE
65               fhyp (i) = TANH (fa/fb)               fhyp(i) = TANH(fa / fb)
66            ENDIF            END IF
67         ENDIF         END IF
68         IF (xtild(i).EQ. 0.) fhyp(i) = 1.  
69         IF (xtild(i).EQ. pi) fhyp(i) = -1.         IF (xtild(i) == 0.) fhyp(i) = 1.
70           IF (xtild(i) == pi_d) fhyp(i) = -1.
71        END DO
72    
73      ENDDO      ! Calcul de beta
   
     !c .... Calcul de beta ....  
74    
75      ffdx = 0.      ffdx = 0.
76    
77      DO i = nmax +1, nmax2      DO i = nmax + 1, 2 * nmax
   
78         xmoy = 0.5 * (xtild(i-1) + xtild(i))         xmoy = 0.5 * (xtild(i-1) + xtild(i))
79         fa = tau* (dzoom/2. - xmoy)         fa = taux * (dzoom / 2. - xmoy)
80         fb = xmoy * (pi - xmoy)         fb = xmoy * (pi_d - xmoy)
81    
82         IF(200.* fb .LT. - fa) THEN         IF (200. * fb < - fa) THEN
83            fxm = - 1.            fxm = - 1.
84         ELSEIF(200. * fb .LT. fa) THEN         ELSE IF (200. * fb < fa) THEN
85            fxm = 1.            fxm = 1.
86         ELSE         ELSE
87            IF(ABS(fa).LT.1.e-13.AND.ABS(fb).LT.1.e-13) THEN            IF (ABS(fa) < 1e-13 .AND. ABS(fb) < 1e-13) THEN
88               IF(200.*fb + fa.LT.1.e-10) THEN               IF (200. * fb + fa < 1e-10) THEN
89                  fxm = - 1.                  fxm = - 1.
90               ELSEIF(200.*fb - fa.LT.1.e-10) THEN               ELSE IF (200. * fb - fa < 1e-10) THEN
91                  fxm = 1.                  fxm = 1.
92               ENDIF               END IF
93            ELSE            ELSE
94               fxm = TANH (fa/fb)               fxm = TANH(fa / fb)
95            ENDIF            END IF
96         ENDIF         END IF
97    
98         IF (xmoy.EQ. 0.) fxm = 1.         IF (xmoy == 0.) fxm = 1.
99         IF (xmoy.EQ. pi) fxm = -1.         IF (xmoy == pi_d) fxm = -1.
100    
101         ffdx = ffdx + fxm * (xtild(i) - xtild(i-1))         ffdx = ffdx + fxm * (xtild(i) - xtild(i-1))
102        END DO
103    
104      ENDDO      print *, "ffdx = ", ffdx
105        beta = (grossismx * ffdx - pi_d) / (ffdx - pi_d)
106      beta = (grossism * ffdx - pi) / (ffdx - pi)      print *, "beta = ", beta
107    
108      IF(2.*beta - grossism.LE. 0.) THEN      IF (2. * beta - grossismx <= 0.) THEN
109         WRITE(6, *) ' ** Attention ! La valeur beta calculee dans la routine fxhyp est mauvaise ! '         print *, 'Bad choice of grossismx, taux, dzoomx.'
110         WRITE(6, *)'Modifier les valeurs de grossismx, tau ou dzoomx ', &         print *, 'Decrease dzoomx or grossismx.'
             ' et relancer ! *** '  
111         STOP 1         STOP 1
112      ENDIF      END IF
   
     ! ..... calcul de Xprimt .....  
   
   
     DO i = nmax, nmax2  
        Xprimt(i) = beta + (grossism - beta) * fhyp(i)  
     ENDDO  
113    
114      DO i = nmax+1, nmax2      ! calcul de Xprimt
115         Xprimt(nmax2 - i) = Xprimt(i)      Xprimt(nmax:2 * nmax) = beta + (grossismx - beta) * fhyp
116      ENDDO      xprimt(:nmax - 1) = xprimt(2 * nmax:nmax + 1:- 1)
117    
118        ! Calcul de Xf
119    
120      ! ..... Calcul de Xf ........      DO i = nmax + 1, 2 * nmax
   
     Xf(0) = - pi  
   
     DO i = nmax +1, nmax2  
   
121         xmoy = 0.5 * (xtild(i-1) + xtild(i))         xmoy = 0.5 * (xtild(i-1) + xtild(i))
122         fa = tau* (dzoom/2. - xmoy)         fa = taux * (dzoom / 2. - xmoy)
123         fb = xmoy * (pi - xmoy)         fb = xmoy * (pi_d - xmoy)
124    
125         IF(200.* fb .LT. - fa) THEN         IF (200. * fb < - fa) THEN
126            fxm = - 1.            fxm = - 1.
127         ELSEIF(200. * fb .LT. fa) THEN         ELSE IF (200. * fb < fa) THEN
128            fxm = 1.            fxm = 1.
129         ELSE         ELSE
130            fxm = TANH (fa/fb)            fxm = TANH(fa / fb)
131         ENDIF         END IF
132    
133         IF (xmoy.EQ. 0.) fxm = 1.         IF (xmoy == 0.) fxm = 1.
134         IF (xmoy.EQ. pi) fxm = -1.         IF (xmoy == pi_d) fxm = -1.
135         xxpr(i) = beta + (grossism - beta) * fxm         xxpr(i) = beta + (grossismx - beta) * fxm
136        END DO
137    
138      ENDDO      xxpr(:nmax) = xxpr(2 * nmax:nmax + 1:- 1)
139    
140      DO i = nmax+1, nmax2      Xf(0) = - pi_d
        xxpr(nmax2-i+1) = xxpr(i)  
     ENDDO  
141    
142      DO i=1, nmax2      DO i=1, 2 * nmax - 1
143         Xf(i) = Xf(i-1) + xxpr(i) * (xtild(i) - xtild(i-1))         Xf(i) = Xf(i-1) + xxpr(i) * (xtild(i) - xtild(i-1))
144      ENDDO      END DO
   
     ! *****************************************************************  
   
145    
146      ! ..... xuv = 0. si calcul aux pts scalaires ........      Xf(2 * nmax) = pi_d
     ! ..... xuv = 0.5 si calcul aux pts U ........  
147    
148      WRITE(6, 18)      IF (grossismx == 1.) THEN
149           decalx = 1d0
150      DO ik = 1, 4      else
151           decalx = 0.75d0
152         IF(ik.EQ.1) THEN      END IF
153            xuv = -0.25  
154         ELSE IF (ik.EQ.2) THEN      xzoom = clon * pi_d / 180d0
155            xuv = 0.      call fxhyp_loop_ik(1, decalx, xf, xtild, Xprimt, xzoom, rlonm025, &
156         ELSE IF (ik.EQ.3) THEN           xprimm025, xuv = - 0.25d0)
157            xuv = 0.50      call fxhyp_loop_ik(2, decalx, xf, xtild, Xprimt, xzoom, rlonv, xprimv, &
158         ELSE IF (ik.EQ.4) THEN           xuv = 0d0)
159            xuv = 0.25      call fxhyp_loop_ik(3, decalx, xf, xtild, Xprimt, xzoom, rlonu, xprimu, &
160         ENDIF           xuv = 0.5d0)
161        call fxhyp_loop_ik(4, decalx, xf, xtild, Xprimt, xzoom, rlonp025, &
162         xo1 = 0.           xprimp025, xuv = 0.25d0)
163    
164         ii1=1      print *
165         ii2=iim  
166         IF(ik.EQ.1.and.grossism.EQ.1.) THEN      forall (i = 1: iim) xlon(i) = rlonv(i + 1) - rlonv(i)
167            ii1 = 2      print *, "Minimum longitude step:", MINval(xlon) * 180. / pi_d, "degrees"
168            ii2 = iim+1      print *, "Maximum longitude step:", MAXval(xlon) * 180. / pi_d, "degrees"
169         ENDIF  
170         DO i = ii1, ii2      DO i = 1, iim + 1
171           IF (rlonp025(i) < rlonv(i)) THEN
172            xlon2 = - pi + (FLOAT(i) + xuv - decalx) * depi / FLOAT(iim)            print *, 'rlonp025(', i, ') = ', rlonp025(i)
173              print *, "< rlonv(", i, ") = ", rlonv(i)
174            Xfi = xlon2            STOP 1
175           END IF
176            DO it = nmax2, 0, -1  
177               IF(Xfi.GE.Xf(it)) GO TO 350         IF (rlonv(i) < rlonm025(i)) THEN
178            end DO            print *, 'rlonv(', i, ') = ', rlonv(i)
179              print *, "< rlonm025(", i, ") = ", rlonm025(i)
180            it = 0            STOP 1
181           END IF
182  350       CONTINUE  
183           IF (rlonp025(i) > rlonu(i)) THEN
184            ! ...... Calcul de Xf(xi) ......            print *, 'rlonp025(', i, ') = ', rlonp025(i)
185              print *, "> rlonu(", i, ") = ", rlonu(i)
186            xi = xtild(it)            STOP 1
187           END IF
188            IF(it.EQ.nmax2) THEN      END DO
              it = nmax2 -1  
              Xf(it+1) = pi  
           ENDIF  
           ! .....................................................................  
   
           ! 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  
   
           DO iter = 1, 300  
              xi = xi - (Xf1 - Xfi)/ Xprimin  
   
              IF(ABS(xi-xo1).LE.epsilon) GO TO 550  
              xo1 = xi  
              xi2 = xi * xi  
              Xf1 = a0 + a1 * xi + a2 * xi2 + a3 * xi2 * xi  
              Xprimin = a1 + 2.* a2 * xi + 3.* a3 * xi2  
           end DO  
           WRITE(6, *) ' Pas de solution ***** ', i, xlon2, iter  
           STOP 6  
 550       CONTINUE  
   
           xxprim(i) = depi/ (FLOAT(iim) * Xprimin)  
           xvrai(i) = xi + xzoom  
   
        end DO  
   
        IF(ik.EQ.1.and.grossism.EQ.1.) THEN  
           xvrai(1) = xvrai(iip1)-depi  
           xxprim(1) = xxprim(iip1)  
        ENDIF  
        DO i = 1, iim  
           xlon(i) = xvrai(i)  
           xprimm(i) = xxprim(i)  
        ENDDO  
        DO i = 1, iim -1  
           IF(xvrai(i+1).LT. xvrai(i)) THEN  
              WRITE(6, *) ' PBS. avec rlonu(', i+1, ') plus petit que rlonu(', i, &  
                   ')'  
              STOP 7  
           ENDIF  
        ENDDO  
   
        ! ... Reorganisation des longitudes pour les avoir entre - pi et pi ..  
        ! ........................................................................  
   
        champmin = 1.e12  
        champmax = -1.e12  
        DO i = 1, iim  
           champmin = MIN(champmin, xvrai(i))  
           champmax = MAX(champmax, xvrai(i))  
        ENDDO  
   
        IF(.not. (champmin .GE.-pi-0.10.and.champmax.LE.pi+0.10)) THEN  
           WRITE(6, *) 'Reorganisation des longitudes pour avoir entre - pi', &  
                ' et pi '  
   
           IF(xzoom.LE.0.) THEN  
              IF(ik.EQ. 1) THEN  
                 DO i = 1, iim  
                    IF(xvrai(i).GE. - pi) GO TO 80  
                 ENDDO  
                 WRITE(6, *) ' PBS. 1 ! Xvrai plus petit que - pi ! '  
                 STOP 8  
 80              CONTINUE  
                 is2 = i  
              ENDIF  
   
              IF(is2.NE. 1) THEN  
                 DO ii = is2, iim  
                    xlon (ii-is2+1) = xvrai(ii)  
                    xprimm(ii-is2+1) = xxprim(ii)  
                 ENDDO  
                 DO ii = 1, is2 -1  
                    xlon (ii+iim-is2+1) = xvrai(ii) + depi  
                    xprimm(ii+iim-is2+1) = xxprim(ii)  
                 ENDDO  
              ENDIF  
           ELSE  
              IF(ik.EQ.1) THEN  
                 DO i = iim, 1, -1  
                    IF(xvrai(i).LE. pi) GO TO 90  
                 ENDDO  
                 WRITE(6, *) ' PBS. 2 ! Xvrai plus grand que pi ! '  
                 STOP 9  
 90              CONTINUE  
                 is2 = i  
              ENDIF  
              idif = iim -is2  
              DO ii = 1, is2  
                 xlon (ii+idif) = xvrai(ii)  
                 xprimm(ii+idif) = xxprim(ii)  
              ENDDO  
              DO ii = 1, idif  
                 xlon (ii) = xvrai (ii+is2) - depi  
                 xprimm(ii) = xxprim(ii+is2)  
              ENDDO  
           ENDIF  
        ENDIF  
   
        ! ......... Fin de la reorganisation ............................  
   
        xlon (iip1) = xlon(1) + depi  
        xprimm(iip1) = xprimm (1)  
   
        DO i = 1, iim+1  
           xvrai(i) = xlon(i)*180./pi  
        ENDDO  
   
        IF(ik.EQ.1) THEN  
           ! WRITE(6, *) ' XLON aux pts. V-0.25 apres (en deg.) '  
           ! WRITE(6, 18)  
           ! WRITE(6, 68) xvrai  
           ! WRITE(6, *) ' XPRIM k ', ik  
           ! WRITE(6, 566) xprimm  
   
           DO i = 1, iim +1  
              rlonm025(i) = xlon(i)  
              xprimm025(i) = xprimm(i)  
           ENDDO  
        ELSE IF(ik.EQ.2) THEN  
           ! WRITE(6, 18)  
           ! WRITE(6, *) ' XLON aux pts. V apres (en deg.) '  
           ! WRITE(6, 68) xvrai  
           ! WRITE(6, *) ' XPRIM k ', ik  
           ! WRITE(6, 566) xprimm  
   
           DO i = 1, iim + 1  
              rlonv(i) = xlon(i)  
              xprimv(i) = xprimm(i)  
           ENDDO  
   
        ELSE IF(ik.EQ.3) THEN  
           ! WRITE(6, 18)  
           ! WRITE(6, *) ' XLON aux pts. U apres (en deg.) '  
           ! WRITE(6, 68) xvrai  
           ! WRITE(6, *) ' XPRIM ik ', ik  
           ! WRITE(6, 566) xprimm  
   
           DO i = 1, iim + 1  
              rlonu(i) = xlon(i)  
              xprimu(i) = xprimm(i)  
           ENDDO  
   
        ELSE IF(ik.EQ.4) THEN  
           ! WRITE(6, 18)  
           ! WRITE(6, *) ' XLON aux pts. V+0.25 apres (en deg.) '  
           ! WRITE(6, 68) xvrai  
           ! WRITE(6, *) ' XPRIM ik ', ik  
           ! WRITE(6, 566) xprimm  
   
           DO i = 1, iim + 1  
              rlonp025(i) = xlon(i)  
              xprimp025(i) = xprimm(i)  
           ENDDO  
   
        ENDIF  
   
     end DO  
   
     WRITE(6, 18)  
   
     DO i = 1, iim  
        xlon(i) = rlonv(i+1) - rlonv(i)  
     ENDDO  
     champmin = 1.e12  
     champmax = -1.e12  
     DO i = 1, iim  
        champmin = MIN(champmin, xlon(i))  
        champmax = MAX(champmax, xlon(i))  
     ENDDO  
     champmin = champmin * 180./pi  
     champmax = champmax * 180./pi  
   
 18  FORMAT(/)  
 24  FORMAT(2x, 'Parametres xzoom, gross, tau, dzoom pour fxhyp ', 4f8.3)  
 68  FORMAT(1x, 7f9.2)  
 566 FORMAT(1x, 7f9.4)  
189    
190    END SUBROUTINE fxhyp    END SUBROUTINE fxhyp
191    
Legend:
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changed lines
  Added in v.123
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