source: palm/trunk/SOURCE/data_output_dvrp.f90 @ 1822

Last change on this file since 1822 was 1822, checked in by hoffmann, 8 years ago

changes in LPM and bulk cloud microphysics

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 19.4 KB
Line 
1!> @file data_output_dvrp.f90
2!--------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of PALM.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
6! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
7! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
8!
9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
10! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
11! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
12!
13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
14! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
15!
16! Copyright 1997-2016 Leibniz Universitaet Hannover
17!--------------------------------------------------------------------------------!
18!
19! Current revisions:
20! -----------------
21! Particles and tails removed.
22!
23! Former revisions:
24! -----------------
25! $Id: data_output_dvrp.f90 1822 2016-04-07 07:49:42Z hoffmann $
26!
27! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
28! Code annotations made doxygen readable
29!
30! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
31! REAL constants provided with KIND-attribute
32!
33! 1346 2014-03-27 13:18:20Z heinze
34! Bugfix: REAL constants provided with KIND-attribute especially in call of
35! intrinsic function like MAX, MIN, SIGN
36!
37! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
38! ONLY-attribute added to USE-statements,
39! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
40! kinds are defined in new module kinds,
41! revision history before 2012 removed,
42! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
43! all variable declaration statements
44!
45! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
46! module interfaces removed
47!
48! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
49! code put under GPL (PALM 3.9)
50!
51! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
52! particle feature color renamed class
53!
54! Revision 1.1  2000/04/27 06:27:17  raasch
55! Initial revision
56!
57!
58! Description:
59! ------------
60!> Plot of isosurface and slicers with dvrp-software
61!------------------------------------------------------------------------------!
62 MODULE dvrp_color
63 
64
65    USE dvrp_variables
66   
67    USE kinds
68
69    IMPLICIT NONE
70
71 CONTAINS
72
73!------------------------------------------------------------------------------!
74! Description:
75! ------------
76!> @todo Missing subroutine description.
77!------------------------------------------------------------------------------!
78    SUBROUTINE color_dvrp( value, color )
79
80       REAL(wp), INTENT(IN)  ::  value    !<
81       REAL(wp), INTENT(OUT) ::  color(4) !<
82
83       REAL(wp)              ::  scale    !<
84
85       scale = ( value - slicer_range_limits_dvrp(1,islice_dvrp) ) /           &
86               ( slicer_range_limits_dvrp(2,islice_dvrp) -                     &
87                 slicer_range_limits_dvrp(1,islice_dvrp) )
88
89       scale = MODULO( 180.0_wp + 180.0_wp * scale, 360.0_wp )
90
91       color = (/ scale, 0.5_wp, 1.0_wp, 0.0_wp /)
92
93    END SUBROUTINE color_dvrp
94
95 END MODULE dvrp_color
96
97
98 RECURSIVE SUBROUTINE data_output_dvrp
99
100#if defined( __dvrp_graphics )
101
102    USE arrays_3d,                                                             &
103        ONLY:  p, pt, q, ql, ts, u, us, v, w, zu
104       
105    USE cloud_parameters,                                                      &
106        ONLY:  l_d_cp, pt_d_t
107       
108    USE constants,                                                             &
109        ONLY:  pi
110       
111    USE control_parameters,                                                    &
112        ONLY:  cloud_droplets, cloud_physics, do2d, do3d, humidity, ibc_uv_b,  &
113               message_string, nz_do3d, passive_scalar, simulated_time,        &
114               threshold
115       
116    USE cpulog,                                                                &
117        ONLY:  log_point, log_point_s, cpu_log
118       
119    USE DVRP
120   
121    USE dvrp_color
122       
123    USE dvrp_variables
124       
125    USE grid_variables,                                                        &
126        ONLY:  dx, dy
127       
128    USE indices,                                                               &
129        ONLY:  nxl, nxr, nyn, nys, nzb
130       
131    USE kinds
132
133    USE pegrid
134
135    IMPLICIT NONE
136
137    CHARACTER (LEN=2) ::  section_chr      !<
138    CHARACTER (LEN=6) ::  output_variable  !<
139   
140    INTEGER(iwp) ::  c_mode           !< 
141    INTEGER(iwp) ::  c_size_x         !<
142    INTEGER(iwp) ::  c_size_y         !<
143    INTEGER(iwp) ::  c_size_z         !<
144    INTEGER(iwp) ::  dvrp_nop         !<
145    INTEGER(iwp) ::  dvrp_not         !<
146    INTEGER(iwp) ::  gradient_normals !<
147    INTEGER(iwp) ::  i                !<
148    INTEGER(iwp) ::  ip               !<
149    INTEGER(iwp) ::  j                !<
150    INTEGER(iwp) ::  jp               !<
151    INTEGER(iwp) ::  k                !<
152    INTEGER(iwp) ::  l                !<
153    INTEGER(iwp) ::  m                !<
154    INTEGER(iwp) ::  n                !<
155    INTEGER(iwp) ::  n_isosurface     !<
156    INTEGER(iwp) ::  n_slicer         !<
157    INTEGER(iwp) ::  nn               !<
158    INTEGER(iwp) ::  section_mode     !<
159    INTEGER(iwp) ::  vn               !<
160    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  p_c  !<
161    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  p_t  !<
162
163    LOGICAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dvrp_mask  !<
164
165    REAL(sp) ::  slicer_position  !<
166    REAL(sp) ::  tmp_alpha        !<
167    REAL(sp) ::  tmp_alpha_w      !<
168    REAL(sp) ::  tmp_b            !<
169    REAL(sp) ::  tmp_c_alpha      !<
170    REAL(sp) ::  tmp_g            !<
171    REAL(sp) ::  tmp_norm         !<
172    REAL(sp) ::  tmp_pos          !<
173    REAL(sp) ::  tmp_r            !<
174    REAL(sp) ::  tmp_t            !<
175    REAL(sp) ::  tmp_th           !<
176    REAL(sp), DIMENSION(:),     ALLOCATABLE   ::  psize  !<
177    REAL(sp), DIMENSION(:),     ALLOCATABLE   ::  p_x    !<
178    REAL(sp), DIMENSION(:),     ALLOCATABLE   ::  p_y    !<
179    REAL(sp), DIMENSION(:),     ALLOCATABLE   ::  p_z    !<
180    REAL(sp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  local_pf  !<
181    REAL(sp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  local_pfi !<
182
183
184    CALL cpu_log( log_point(27), 'data_output_dvrp', 'start' )
185
186!
187!-- Loop over all output modes choosed
188    m            = 1
189    n_isosurface = 0  ! isosurface counter (for threshold values and color)
190    n_slicer     = 0  ! slice plane counter (for range of values)
191    DO WHILE ( mode_dvrp(m) /= ' ' )
192!
193!--    Update of the steering variables
194       IF ( .NOT. lock_steering_update )  THEN
195!
196!--       Set lock to avoid recursive calls of DVRP_STEERING_UPDATE
197          lock_steering_update = .TRUE.
198!          CALL DVRP_STEERING_UPDATE( m-1, data_output_dvrp )
199          lock_steering_update = .FALSE.
200       ENDIF
201
202!
203!--    Determine the variable which shall be plotted (in case of slicers or
204!--    isosurfaces)
205       IF ( mode_dvrp(m)(1:10) == 'isosurface' )  THEN
206          READ ( mode_dvrp(m), '(10X,I2)' )  vn
207          output_variable = do3d(0,vn)
208          n_isosurface = n_isosurface + 1
209       ELSEIF ( mode_dvrp(m)(1:6) == 'slicer' )  THEN
210          READ ( mode_dvrp(m), '(6X,I2)' )  vn
211          output_variable = do2d(0,vn)
212          l = MAX( 2, LEN_TRIM( do2d(0,vn) ) )
213          section_chr = do2d(0,vn)(l-1:l)
214          SELECT CASE ( section_chr )
215             CASE ( 'xy' )
216                section_mode = 2
217                slicer_position = zu(MIN( slicer_position_dvrp(m), nz_do3d ))
218             CASE ( 'xz' )
219                section_mode = 1
220                slicer_position = slicer_position_dvrp(m) * dy
221             CASE ( 'yz' )
222                section_mode = 0
223                slicer_position = slicer_position_dvrp(m) * dx
224          END SELECT
225       ENDIF
226
227!
228!--    Select the plot mode (in case of isosurface or slicer only if user has
229!--    defined a variable which shall be plotted; otherwise do nothing)
230       IF ( ( mode_dvrp(m)(1:10) == 'isosurface'  .OR.                     &
231                  mode_dvrp(m)(1:6)  == 'slicer'           )                   &
232                  .AND.  output_variable /= ' ' )  THEN
233
234!
235!--       Create an intermediate array, properly dimensioned for plot-output
236          ALLOCATE( local_pf(nxl_dvrp:nxr_dvrp+1,nys_dvrp:nyn_dvrp+1,          &
237                             nzb:nz_do3d) )
238
239!
240!--       Move original array to intermediate array
241          IF ( dvrp_overlap )  THEN
242
243             SELECT CASE ( output_variable )
244
245                CASE ( 'u', 'u_xy', 'u_xz', 'u_yz' )
246                   DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
247                      DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
248                         DO  k = nzb, nz_do3d
249                            local_pf(i,j,k) = u(k,j,i)
250                         ENDDO
251                      ENDDO
252                   ENDDO
253!
254!--                Replace mirrored values at lower surface by real surface
255!--                values
256                   IF ( output_variable == 'u_xz'  .OR.                        &
257                        output_variable == 'u_yz' )  THEN
258                      IF ( ibc_uv_b == 0 )  local_pf(:,:,nzb) = 0.0_wp
259                   ENDIF
260
261
262                CASE ( 'v', 'v_xy', 'v_xz', 'v_yz' )
263                   DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
264                      DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
265                         DO  k = nzb, nz_do3d
266                            local_pf(i,j,k) = v(k,j,i)
267                         ENDDO
268                      ENDDO
269                   ENDDO
270!
271!--                Replace mirrored values at lower surface by real surface
272!--                values
273                   IF ( output_variable == 'v_xz'  .OR.                        &
274                        output_variable == 'v_yz' )  THEN
275                      IF ( ibc_uv_b == 0 )  local_pf(:,:,nzb) = 0.0_wp
276                   ENDIF
277
278                CASE ( 'w', 'w_xy', 'w_xz', 'w_yz' )
279                   DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
280                      DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
281                         DO  k = nzb, nz_do3d
282                            local_pf(i,j,k) = w(k,j,i)
283                         ENDDO
284                      ENDDO
285                   ENDDO
286! Averaging for Langmuir circulation
287!                   DO  k = nzb, nz_do3d
288!                      DO  j = nys_dvrp+1, nyn_dvrp
289!                         DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
290!                            local_pf(i,j,k) = 0.25 * local_pf(i,j-1,k) + &
291!                                              0.50 * local_pf(i,j,k)   + &
292!                                              0.25 * local_pf(i,j+1,k)
293!                         ENDDO
294!                      ENDDO
295!                   ENDDO
296
297                CASE ( 'p', 'p_xy', 'p_xz', 'p_yz' )
298                   DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
299                      DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
300                         DO  k = nzb, nz_do3d
301                            local_pf(i,j,k) = p(k,j,i)
302                         ENDDO
303                      ENDDO
304                   ENDDO
305
306                CASE ( 'pt', 'pt_xy', 'pt_xz', 'pt_yz' )
307                   IF ( .NOT. cloud_physics ) THEN
308                      DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
309                         DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
310                            DO  k = nzb, nz_do3d
311                               local_pf(i,j,k) = pt(k,j,i)
312                            ENDDO
313                         ENDDO
314                      ENDDO
315                   ELSE
316                      DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
317                         DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
318                            DO  k = nzb, nz_do3d
319                               local_pf(i,j,k) = pt(k,j,i) + l_d_cp *          &
320                                                 pt_d_t(k) * ql(k,j,i)
321                            ENDDO
322                         ENDDO
323                      ENDDO
324                   ENDIF
325
326                CASE ( 'q', 'q_xy', 'q_xz', 'q_yz' )
327                   IF ( humidity  .OR.  passive_scalar )  THEN
328                      DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
329                         DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
330                            DO  k = nzb, nz_do3d
331                               local_pf(i,j,k) = q(k,j,i)
332                            ENDDO
333                         ENDDO
334                      ENDDO           
335                   ELSE                   
336                      message_string = 'if humidity/passive_scalar = '    //   & 
337                            'FALSE output of ' // TRIM( output_variable ) //   &
338                            'is not provided' 
339                      CALL message( 'data_output_dvrp', 'PA0183',&
340                                                                 0, 0, 0, 6, 0 )
341                   ENDIF
342             
343                CASE ( 'ql', 'ql_xy', 'ql_xz', 'ql_yz' )
344                   IF ( cloud_physics  .OR.  cloud_droplets )  THEN
345                      DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
346                         DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
347                            DO  k = nzb, nz_do3d
348                               local_pf(i,j,k) = ql(k,j,i)
349                            ENDDO
350                         ENDDO
351                      ENDDO
352                   ELSE                     
353                      message_string = 'if cloud_physics = FALSE '       //    & 
354                                  'output of ' // TRIM( output_variable) //    &
355                                  'is not provided' 
356                      CALL message( 'data_output_dvrp', 'PA0184',&
357                                                                 0, 0, 0, 6, 0 )
358                   ENDIF
359
360                CASE ( 'u*_xy' )
361                   DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
362                      DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
363                         local_pf(i,j,nzb+1) = us(j,i)
364                      ENDDO
365                   ENDDO
366                   slicer_position = zu(nzb+1)
367
368                CASE ( 't*_xy' )
369                   DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
370                      DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
371                         local_pf(i,j,nzb+1) = ts(j,i)
372                      ENDDO
373                   ENDDO
374                   slicer_position = zu(nzb+1)
375
376
377                CASE DEFAULT
378!
379!--                The DEFAULT case is reached either if output_variable
380!--                contains unsupported variable or if the user has coded a
381!--                special case in the user interface. There, the subroutine
382!--                user_data_output_dvrp checks which of these two conditions
383!--                applies.
384                   CALL user_data_output_dvrp( output_variable, local_pf )
385
386
387             END SELECT
388
389          ELSE
390!
391!--          No overlap of clipping domain with the current subdomain
392             DO  i = nxl_dvrp, nxr_dvrp+1
393                DO  j = nys_dvrp, nyn_dvrp+1
394                   DO  k = nzb, nz_do3d
395                      local_pf(i,j,k) = 0.0_wp
396                   ENDDO
397                ENDDO
398             ENDDO
399
400          ENDIF
401
402          IF ( mode_dvrp(m)(1:10) == 'isosurface' )  THEN
403
404!
405!--          DVRP-Calls for plotting isosurfaces:
406             CALL cpu_log( log_point_s(26), 'dvrp_isosurface', 'start' )
407
408!
409!--          Definition of isosurface color
410             tmp_r = isosurface_color(1,n_isosurface)
411             tmp_g = isosurface_color(2,n_isosurface)
412             tmp_b = isosurface_color(3,n_isosurface)
413             tmp_t = 0.0_wp
414             CALL DVRP_MATERIAL_RGB( m-1, 1, tmp_r, tmp_g, tmp_b, tmp_t )
415
416!
417!--          Compute and plot isosurface in dvr-format
418             CALL DVRP_DATA( m-1, local_pf, 1, nx_dvrp, ny_dvrp, nz_dvrp,      &
419                             cyclic_dvrp, cyclic_dvrp, cyclic_dvrp )
420
421             c_size_x = vc_size_x;  c_size_y = vc_size_y;  c_size_z = vc_size_z
422             CALL DVRP_CLUSTER_SIZE( m-1, c_size_x, c_size_y, c_size_z )
423
424             c_mode   = vc_mode 
425             CALL DVRP_CLUSTERING_MODE( m-1, c_mode )
426
427             gradient_normals = vc_gradient_normals
428             CALL DVRP_GRADIENTNORMALS( m-1, gradient_normals )
429
430!
431!--          A seperate procedure for setting vc_alpha will be in the next
432!--          version of libDVRP
433             tmp_c_alpha = vc_alpha 
434             CALL DVRP_THRESHOLD( -(m-1)-1, tmp_c_alpha )
435
436             IF ( dvrp_overlap )  THEN
437                tmp_th = threshold(n_isosurface)
438             ELSE
439                tmp_th = 1.0_wp  ! nothing is plotted because array values are 0
440             ENDIF
441
442             CALL DVRP_THRESHOLD( m-1, tmp_th )
443
444             CALL DVRP_VISUALIZE( m-1, 21, dvrp_filecount )
445
446             CALL cpu_log( log_point_s(26), 'dvrp_isosurface', 'stop' )
447
448          ELSEIF ( mode_dvrp(m)(1:6) == 'slicer' )  THEN
449
450!
451!--          DVRP-Calls for plotting slicers:
452             CALL cpu_log( log_point_s(27), 'dvrp_slicer', 'start' )
453
454!
455!--          Material and color definitions
456             tmp_r = 0.0_wp;  tmp_g = 0.0_wp;  tmp_b = 0.0_wp;  tmp_t = 0.0_wp
457             CALL DVRP_MATERIAL_RGB( m-1, 1, tmp_r, tmp_g, tmp_b, tmp_t )
458
459             n_slicer = n_slicer + 1
460
461!
462!--           Using dolorfunction has not been properly tested
463!             islice_dvrp = n_slicer
464!             CALL DVRP_COLORFUNCTION( m-1, DVRP_CM_HLS, 25,                 &
465!                                      slicer_range_limits_dvrp(:,n_slicer), &
466!                                      color_dvrp )
467
468!
469!--          Set interval of values defining the colortable
470             CALL set_slicer_attributes_dvrp( n_slicer )
471
472!
473!--          Create user-defined colortable
474             CALL user_dvrp_coltab( 'slicer', output_variable )
475
476             CALL DVRP_COLORTABLE_HLS( m-1, 1, interval_values_dvrp,           &
477                                       interval_h_dvrp, interval_l_dvrp,       &
478                                       interval_s_dvrp, interval_a_dvrp )
479
480!
481!--          Compute and plot slicer in dvr-format
482             CALL DVRP_DATA( m-1, local_pf, 1, nx_dvrp, ny_dvrp, nz_dvrp,      &
483                             cyclic_dvrp, cyclic_dvrp, cyclic_dvrp )
484             tmp_pos = slicer_position
485             CALL DVRP_SLICER( m-1, section_mode, tmp_pos )
486
487             CALL DVRP_VISUALIZE( m-1, 2, dvrp_filecount )
488
489             CALL cpu_log( log_point_s(27), 'dvrp_slicer', 'stop' )
490
491          ENDIF
492
493          DEALLOCATE( local_pf )
494
495       ELSEIF ( mode_dvrp(m)(1:9) == 'pathlines' ) THEN
496
497          ALLOCATE( local_pfi(4,nxl:nxr+1,nys:nyn+1,nzb:nz_do3d) )
498          DO  i = nxl, nxr+1
499             DO  j = nys, nyn+1
500                DO  k = nzb, nz_do3d
501                   local_pfi(1,i,j,k) = u(k,j,i)
502                   local_pfi(2,i,j,k) = v(k,j,i)
503                   local_pfi(3,i,j,k) = w(k,j,i)
504                   tmp_norm           = SQRT( u(k,j,i) * u(k,j,i) +            &
505                                              v(k,j,i) * v(k,j,i) +            &
506                                              w(k,j,i) * w(k,j,i) )
507                   tmp_alpha          = ACOS( 0.0_wp * u(k,j,i) / tmp_norm +   &
508                                              0.0_wp * v(k,j,i) / tmp_norm -   &
509                                              1.0_wp * w(k,j,i) / tmp_norm )
510                   tmp_alpha_w        = tmp_alpha / pi * 180.0_wp
511                   local_pfi(4,i,j,k) = tmp_alpha_w
512                ENDDO
513             ENDDO
514          ENDDO
515
516          CALL cpu_log( log_point_s(31), 'dvrp_pathlines', 'start' )
517
518          CALL DVRP_DATA( m-1, local_pfi, 4, nx_dvrp, ny_dvrp, nz_dvrp, &
519                          cyclic_dvrp, cyclic_dvrp, cyclic_dvrp )
520          CALL DVRP_VISUALIZE( m-1, 20, dvrp_filecount )
521
522          CALL cpu_log( log_point_s(31), 'dvrp_pathlines', 'stop' )
523
524          DEALLOCATE( local_pfi )
525
526       ENDIF
527
528       m = m + 1
529
530    ENDDO
531
532    dvrp_filecount = dvrp_filecount + 1
533
534    CALL cpu_log( log_point(27), 'data_output_dvrp', 'stop' )
535
536#endif
537 END SUBROUTINE data_output_dvrp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.