densitycloud_turb-masstest2.f90

Path: physics/densitycloud_turb-masstest2.f90
Last Update: Thu Mar 03 13:31:20 +0900 2011

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begin

Subroutine DensityCloud

  * Developer: Kitamori Taichi
  * Version: $Id: densitycloud_turb-masstest2.f90,v 1.1 2011-02-23 17:27:14 yamasita Exp $
  * Tag Name: $Name:  $
  * Change History:

Overview

雲密度の時間発展を解く 2 次中央差分で生じる負の雲密度の振幅を出力.

Error Handling

Known Bugs

Note

  * フラックス形式の方程式を解いている
  * 乱流拡散項を考慮する
  * 北守修論によると, 雲粒落下の速さは十分小さいので,
    雲粒の落下の効果は無視(山下, 080411)
  * 雲密度の移流拡散のみを解く.
    凝結部分は移流拡散による負の雲密度の穴埋めを行なった後で計算.

Future Plans

end

Required files

Methods

Included Modules

dc_trace gridset average differentiate_center4 Turbulence NumDiffusion StoreDensCloud

Public Instance methods

Subroutine :
xz_DensCloud_in(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) :real(8), intent(in)
: 雲の密度 [kg/m^3]
DelTime :real(8), intent(in)
: leapfrog スキームの時間間隔 [s]
pz_VelXNl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) :real(8), intent(in)
: 水平速度 [m/s]
xr_VelZNl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) :real(8), intent(in)
: 鉛直速度 [m/s]
xz_DensCloudNl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) :real(8), intent(in)
: 雲の密度 [kg/m^3]
xz_DensCloudBl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) :real(8), intent(in)
: 雲の密度 [kg/m^3]
xz_KhBl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) :real(8), intent(in)
: 乱流拡散係数 [kg/m^3]
xz_DensCloud_NoFillNeg(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) :real(8), intent(out)
: 雲の密度(負の密度調整前) [kg/m^3]

(out) 雲の密度(負の密度の調整前の値)

[Source]

subroutine DensityCloud( xz_DensCloud_in, DelTime, pz_VelXNl, xr_VelZNl, xz_DensCloudNl, xz_DensCloudBl, xz_KhBl, xz_DensCloud_NoFillNeg)           !(out) 雲の密度(負の密度の調整前の値)

                                                                 !=begin  
  !== Dependancy
  use dc_trace, only: BeginSub, EndSub, DbgMessage
  use gridset,  only: DimXMin, DimXMax, DimZMin, DimZMax
!  use bcset,    only: xz_BC
  use average,  only: pz_avr_xz, xr_avr_xz
  use differentiate_center4, only: xz_dx_pz, xz_dz_xr
  use Turbulence, only: xz_TurbScalar
  use NumDiffusion, only: xz_NumDiffScalar

  use StoreDensCloud, only: StoreDensCloudAdv, StoreDensCloudTurb, StoreDensCloudDiff
                                                                 !=end
  !== 暗黙の型宣言禁止
  implicit none
                                                                 !=begin
  !== Input
  real(8), intent(in)  :: DelTime       ! leapfrog スキームの時間間隔 [s]
  real(8), intent(in)  :: xz_DensCloud_in(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 雲の密度 [kg/m^3]
  real(8), intent(in)  :: pz_VelXNl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 水平速度 [m/s]
  real(8), intent(in)  :: xr_VelZNl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 鉛直速度 [m/s]
  real(8), intent(in)  :: xz_DensCloudNl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 雲の密度 [kg/m^3]
  real(8), intent(in)  :: xz_DensCloudBl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 雲の密度 [kg/m^3]
  real(8), intent(in)  :: xz_KhBl(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 乱流拡散係数 [kg/m^3]

  !== Output
  real(8), intent(out)  :: xz_DensCloud_NoFillNeg(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 雲の密度(負の密度調整前) [kg/m^3]

                                                                 !=end  
  !== Work
  real(8)  :: xz_FluxDensCloud(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax) 
                                        ! フラックスによる雲密度の時間変化率 [kg/m^3 s]
  real(8)  :: xz_TurbDensCloud(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 乱流拡散による雲密度の時間変化率 [kg/m^3 s]
  real(8)  :: xz_NumDensCloud(DimXMin:DimXMax, DimZMin:DimZMax)
                                        ! 数値粘性による雲密度の時間変化率 [kg/m^3 s]

  call BeginSub("DensityCloud", fmt="%c", c1="Time integration of density of cloud.")
  
!  write(*,*) xz_DensCloudNl(1,:)

  !=== フラックス項の計算. 4 次精度中心差分を用いて計算
  xz_FluxDensCloud  = - xz_dx_pz(pz_VelXNl * pz_avr_xz(xz_DensCloudNl)) - xz_dz_xr(xr_VelZNl * xr_avr_xz(xz_DensCloudNl))

  call StoreDensCloudAdv( xz_FluxDensCloud )

  call DbgMessage( fmt="*** Debug Message [DensityCloud] *** xz_DensCloud_out ")

  !=== 乱流拡散項の計算
  xz_TurbDensCloud = xz_TurbScalar(xz_DensCloudBl, xz_KhBl)

  call StoreDensCloudTurb( xz_TurbDensCloud )

  !=== 数値粘性項の計算
  xz_NumDensCloud = xz_NumDiffScalar(xz_DensCloudBl)

  call StoreDensCloudDiff( xz_NumDensCloud )

  xz_DensCloud_NoFillNeg = xz_DensCloud_in + DelTime * ( xz_FluxDensCloud + xz_TurbDensCloud + xz_NumDensCloud ) 

!  !=== 境界条件
!  call boundary(xz_BC, xz_DensCloud_out)
!
  call EndSub("DensityCloud")
  
end subroutine DensityCloud