!= Sample program for gt4_history/gt4f90io
!
! * 2007/06/27 M.Odaka
! * 2006/10/25 Y.Morikawa
! * 2003/08/21 M.Odaka
! * 2001/02/27 S.Takehiro
!
! Solving diffusion equation
! \[
!     du/dt = \kappa d^2 u/dx^2
! \]
! for giving values of $u$ at $x=[0,1]$.
!
program diffusion_7

  use gt4_history                                   ! モジュール指定
  use dc_types, only : DP, STRING                   ! モジュール指定
  use dc_message, only: MessageNotify               ! モジュール指定
  use dc_string, only : StoA, StoI                  ! モジュール指定
  use dc_args,  only : ARGS, Open, Debug, Help, Strict, Close, Option
                                                    ! モジュール指定

  integer, parameter     :: nx=30                   ! グリッド数
  integer                :: nt=200                  ! 時間ステップ数
  integer, parameter     :: ndisp=10                ! 出力間隔
  real(DP), parameter    :: dx=1.0/(nx-1)           ! グリッド間隔
  real(DP), parameter    :: dt=0.0005               ! 時間間隔
  real(DP), dimension(nx):: x=(/(dx*(i-1),i=1,nx)/) ! 座標変数
  real(DP), dimension(nx):: temp                    ! 温度
  real(DP), parameter    :: kappa=1.0               ! 熱拡散係数
  type(ARGS)             :: arg                     ! 引数
  logical                :: OPT_step                ! 引数用論理変数
  character(STRING)      :: VAL_step                ! 引数の値

  call Open(arg)                                    ! 引数の初期化
  call Option(arg, StoA('-S', '--step'), OPT_step, VAL_step, &
    &         help="Specify time step (nt) [default value is 200]." )
                                             ! "-S/--step" オプションの設定
  call Debug(arg)                            ! デバッグオプションの自動設定
  call Help(arg)                             ! ヘルプオプションの自動設定
  call Strict(arg)                           ! 無効なオプション指定時に警告表示

  if (OPT_step) then
     nt = StoI(VAL_step)                     ! 引数の値を入力

     call MessageNotify( "M", "diffusion_7", &
       &                 "Time step is %d", i=(/nt/) ) ! メッセージの出力

  end if

  call Close(arg)                            ! 引数の使用終了 

  tinit = 0.0                                       ! 初期時刻設定

  temp = exp(-((x-0.5)/0.1)**2)                     ! 初期値設定

  call HistoryCreate( &                             ! ヒストリー作成
    & file='diffusion_7.nc', title='Diffusion equation', &
    & source='Sample program of gt4_history/gt4f90io',   &
    & institution='GFD_Dennou Club davis project',       &
    & dims=(/'x','t'/), dimsizes=(/nx,0/),               &
    & longnames=(/'X-coordinate','time        '/),       &
    & units=(/'m','s'/),                                 &
    & origin=real(tinit), interval=real(ndisp*dt) )

  call HistoryPut('x',x)                            ! 次元変数出力

  call HistoryAddVariable( &                        ! 変数定義
    & varname='temp', dims=(/'x','t'/), &
    & longname='temperature', units='K', xtype='double')

  call HistoryAddAttr('temp','gt_graph_tick_all',1)
  call HistoryAddAttr('temp','gt_graph_contour_spacing',(/0.0,1.0,0.01/))
  call HistoryAddAttr('temp','+gt_user_davis_kappa',kappa)

  call HistoryPut('temp',temp)                      ! 変数出力

  do it=1,nt
    temp(2:nx-1) = temp(2:nx-1) &                   ! 時間積分
      & + kappa*(temp(3:nx)-2*temp(2:nx-1)+temp(1:nx-2))/dx**2*dt

    if ( mod(it,ndisp) == 0 ) then
      call HistoryPut('temp',temp)                  ! 変数出力
    endif
  enddo

  call HistoryClose
  stop
end program diffusion_7

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