source: palm/trunk/SOURCE/data_output_ptseries.f90 @ 1036

Last change on this file since 1036 was 1036, checked in by raasch, 9 years ago

code has been put under the GNU General Public License (v3)

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 13.5 KB
Line 
1 SUBROUTINE data_output_ptseries
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2012  Leibniz University Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: data_output_ptseries.f90 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch $
27!
28! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
29! mean/minimum/maximum particle radius added as output quantity,
30! particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed rvar1|2|3
31!
32! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
33! optional barriers included in order to speed up collective operations
34!
35! 291 2009-04-16 12:07:26Z raasch
36! simulated_time in NetCDF output replaced by time_since_reference_point.
37! Output of NetCDF messages with aid of message handling routine.
38!
39! 60 2007-03-11 11:50:04Z raasch
40! Particles-package is now part of the default code.
41!
42! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
43!
44! Revision 1.2  2006/08/22 13:51:13  raasch
45! Seperate output for particle groups
46!
47! Revision 1.1  2006/08/04 14:24:18  raasch
48! Initial revision
49!
50!
51! Description:
52! ------------
53! Output of particle data timeseries in NetCDF format.
54!------------------------------------------------------------------------------!
55
56    USE cloud_parameters
57    USE control_parameters
58    USE cpulog
59    USE indices
60    USE interfaces
61    USE netcdf_control
62    USE particle_attributes
63    USE pegrid
64
65    IMPLICIT NONE
66
67
68    INTEGER ::  i, inum, j, n
69
70    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pts_value, pts_value_l
71
72
73    CALL cpu_log( log_point(36), 'data_output_ptseries', 'start' )
74
75    IF ( myid == 0  .AND.  netcdf_output )  THEN
76!
77!--    Open file for time series output in NetCDF format
78       dopts_time_count = dopts_time_count + 1
79       CALL check_open( 109 )
80#if defined( __netcdf )
81!
82!--    Update the particle time series time axis
83       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_pts, id_var_time_pts,      &
84                               (/ time_since_reference_point /), &
85                               start = (/ dopts_time_count /), count = (/ 1 /) )
86       CALL handle_netcdf_error( 'data_output_ptseries', 391 )
87#endif
88
89    ENDIF
90
91    ALLOCATE( pts_value(0:number_of_particle_groups,dopts_num), &
92              pts_value_l(0:number_of_particle_groups,dopts_num) )
93
94    pts_value_l = 0.0
95    pts_value_l(:,16) = 9999999.9    ! for calculation of minimum radius
96
97!
98!-- Calculate or collect the particle time series quantities for all particles
99!-- and seperately for each particle group (if there is more than one group)
100    DO  n = 1, number_of_particles
101
102       pts_value_l(0,1)  = number_of_particles            ! total # of particles
103       pts_value_l(0,2)  = pts_value_l(0,2) + &
104                           ( particles(n)%x - particles(n)%origin_x )  ! mean x
105       pts_value_l(0,3)  = pts_value_l(0,3) + &
106                           ( particles(n)%y - particles(n)%origin_y )  ! mean y
107       pts_value_l(0,4)  = pts_value_l(0,4) + &
108                           ( particles(n)%z - particles(n)%origin_z )  ! mean z
109       pts_value_l(0,5)  = pts_value_l(0,5) + particles(n)%z ! mean z (absolute)
110       pts_value_l(0,6)  = pts_value_l(0,6) + particles(n)%speed_x     ! mean u
111       pts_value_l(0,7)  = pts_value_l(0,7) + particles(n)%speed_y     ! mean v
112       pts_value_l(0,8)  = pts_value_l(0,8) + particles(n)%speed_z     ! mean w
113       IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
114          pts_value_l(0,9)  = pts_value_l(0,9) + particles(n)%rvar1  ! mean sgsu
115          pts_value_l(0,10) = pts_value_l(0,10) + particles(n)%rvar2 ! mean sgsv
116          pts_value_l(0,11) = pts_value_l(0,11) + particles(n)%rvar3 ! mean sgsw
117       ENDIF
118       IF ( particles(n)%speed_z > 0.0 )  THEN
119          pts_value_l(0,12) = pts_value_l(0,12) + 1.0  ! # of upward moving prts
120          pts_value_l(0,13) = pts_value_l(0,13) + &
121                                            particles(n)%speed_z ! mean w upw.
122       ELSE
123          pts_value_l(0,14) = pts_value_l(0,14) + &
124                                            particles(n)%speed_z ! mean w down
125       ENDIF
126       pts_value_l(0,15) = pts_value_l(0,15) + particles(n)%radius ! mean rad
127       pts_value_l(0,16) = MIN( pts_value_l(0,16), particles(n)%radius ) ! minrad
128       pts_value_l(0,17) = MAX( pts_value_l(0,17), particles(n)%radius ) ! maxrad
129       pts_value_l(0,18) = number_of_particles
130       pts_value_l(0,19) = number_of_particles
131
132!
133!--    Repeat the same for the respective particle group
134       IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
135          j = particles(n)%group
136
137          pts_value_l(j,1)  = pts_value_l(j,1)  + 1
138          pts_value_l(j,2)  = pts_value_l(j,2)  + &
139                              ( particles(n)%x - particles(n)%origin_x )
140          pts_value_l(j,3)  = pts_value_l(j,3)  + &
141                              ( particles(n)%y - particles(n)%origin_y )
142          pts_value_l(j,4)  = pts_value_l(j,4)  + &
143                              ( particles(n)%z - particles(n)%origin_z )
144          pts_value_l(j,5)  = pts_value_l(j,5)  + particles(n)%z
145          pts_value_l(j,6)  = pts_value_l(j,6)  + particles(n)%speed_x
146          pts_value_l(j,7)  = pts_value_l(j,7)  + particles(n)%speed_y
147          pts_value_l(j,8)  = pts_value_l(j,8)  + particles(n)%speed_z
148          IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
149             pts_value_l(j,9)  = pts_value_l(j,9)  + particles(n)%rvar1
150             pts_value_l(j,10) = pts_value_l(j,10) + particles(n)%rvar2
151             pts_value_l(j,11) = pts_value_l(j,11) + particles(n)%rvar3
152          ENDIF
153          IF ( particles(n)%speed_z > 0.0 )  THEN
154             pts_value_l(j,12) = pts_value_l(j,12) + 1.0
155             pts_value_l(j,13) = pts_value_l(j,13) + particles(n)%speed_z
156          ELSE
157             pts_value_l(j,14) = pts_value_l(j,14) + particles(n)%speed_z
158          ENDIF
159          pts_value_l(j,15) = pts_value_l(j,15) + particles(n)%radius
160          pts_value_l(j,16) = MIN( pts_value(j,16), particles(n)%radius )
161          pts_value_l(j,17) = MAX( pts_value(j,17), particles(n)%radius )
162          pts_value_l(j,18) = pts_value_l(j,18) + 1.0
163          pts_value_l(j,19) = pts_value_l(j,19) + 1.0
164
165       ENDIF
166
167    ENDDO
168
169#if defined( __parallel )
170!
171!-- Sum values of the subdomains
172    inum = number_of_particle_groups + 1
173
174    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
175    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,1), pts_value(0,1), 15*inum, MPI_REAL, &
176                        MPI_SUM, comm2d, ierr )
177    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
178    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,16), pts_value(0,16), inum, MPI_REAL, &
179                        MPI_MIN, comm2d, ierr )
180    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
181    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,17), pts_value(0,17), inum, MPI_REAL, &
182                        MPI_MAX, comm2d, ierr )
183    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
184    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,18), pts_value(0,18), inum, MPI_REAL, &
185                        MPI_MAX, comm2d, ierr )
186    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
187    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,19), pts_value(0,19), inum, MPI_REAL, &
188                        MPI_MIN, comm2d, ierr )
189#else
190    pts_value(:,1:19) = pts_value_l(:,1:19)
191#endif
192
193!
194!-- Normalize the above calculated quantities (except min/max values) with the
195!-- total number of particles
196    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
197       inum = number_of_particle_groups
198    ELSE
199       inum = 0
200    ENDIF
201
202    DO  j = 0, inum
203
204       IF ( pts_value(j,1) > 0.0 )  THEN
205
206          pts_value(j,2:15) = pts_value(j,2:15) / pts_value(j,1)
207          IF ( pts_value(j,12) > 0.0  .AND.  pts_value(j,12) < 1.0 )  THEN
208             pts_value(j,13) = pts_value(j,13) / pts_value(j,12)
209             pts_value(j,14) = pts_value(j,14) / ( 1.0 - pts_value(j,12) )
210          ELSEIF ( pts_value(j,12) == 0.0 )  THEN
211             pts_value(j,13) = -1.0
212          ELSE
213             pts_value(j,14) = -1.0
214          ENDIF
215
216       ENDIF
217
218    ENDDO
219
220!
221!-- Calculate higher order moments of particle time series quantities,
222!-- seperately for each particle group (if there is more than one group)
223    DO  n = 1, number_of_particles
224
225       pts_value_l(0,20) = pts_value_l(0,20) + ( particles(n)%x - &
226                           particles(n)%origin_x - pts_value(0,2) )**2 ! x*2
227       pts_value_l(0,21) = pts_value_l(0,21) + ( particles(n)%y - &
228                           particles(n)%origin_y - pts_value(0,3) )**2 ! y*2
229       pts_value_l(0,22) = pts_value_l(0,22) + ( particles(n)%z - &
230                           particles(n)%origin_z - pts_value(0,4) )**2 ! z*2
231       pts_value_l(0,23) = pts_value_l(0,23) + ( particles(n)%speed_x - &
232                                                pts_value(0,6) )**2   ! u*2
233       pts_value_l(0,24) = pts_value_l(0,24) + ( particles(n)%speed_y - &
234                                                 pts_value(0,7) )**2   ! v*2
235       pts_value_l(0,25) = pts_value_l(0,25) + ( particles(n)%speed_z - &
236                                                 pts_value(0,8) )**2   ! w*2
237       IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
238          pts_value_l(0,26) = pts_value_l(0,26) + ( particles(n)%rvar1 - &
239                                                    pts_value(0,9) )**2   ! u"2
240          pts_value_l(0,27) = pts_value_l(0,27) + ( particles(n)%rvar2 - &
241                                                    pts_value(0,10) )**2  ! v"2
242          pts_value_l(0,28) = pts_value_l(0,28) + ( particles(n)%rvar3 - &
243                                                    pts_value(0,11) )**2  ! w"2
244       ENDIF
245!
246!--    Repeat the same for the respective particle group
247       IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
248          j = particles(n)%group
249
250          pts_value_l(j,20) = pts_value_l(j,20) + ( particles(n)%x - &
251                              particles(n)%origin_x - pts_value(j,2) )**2
252          pts_value_l(j,21) = pts_value_l(j,21) + ( particles(n)%y - &
253                              particles(n)%origin_y - pts_value(j,3) )**2
254          pts_value_l(j,22) = pts_value_l(j,22) + ( particles(n)%z - &
255                              particles(n)%origin_z - pts_value(j,4) )**2
256          pts_value_l(j,23) = pts_value_l(j,23) + ( particles(n)%speed_x - &
257                                                    pts_value(j,6) )**2
258          pts_value_l(j,24) = pts_value_l(j,24) + ( particles(n)%speed_y - &
259                                                    pts_value(j,7) )**2
260          pts_value_l(j,25) = pts_value_l(j,25) + ( particles(n)%speed_z - &
261                                                    pts_value(j,8) )**2
262          IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
263             pts_value_l(j,26) = pts_value_l(j,26) + ( particles(n)%rvar1 - &
264                                                       pts_value(j,9) )**2
265             pts_value_l(j,27) = pts_value_l(j,27) + ( particles(n)%rvar2 - &
266                                                       pts_value(j,10) )**2
267             pts_value_l(j,28) = pts_value_l(j,28) + ( particles(n)%rvar3 - &
268                                                       pts_value(j,11) )**2
269          ENDIF
270       ENDIF
271
272    ENDDO
273
274    pts_value_l(0,29) = ( number_of_particles - pts_value(0,1) / numprocs )**2
275                                                 ! variance of particle numbers
276    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
277       DO  j = 1, number_of_particle_groups
278          pts_value_l(j,29) = ( pts_value_l(j,1) - &
279                                pts_value(j,1) / numprocs )**2
280       ENDDO
281    ENDIF
282
283#if defined( __parallel )
284!
285!-- Sum values of the subdomains
286    inum = number_of_particle_groups + 1
287
288    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
289    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,20), pts_value(0,20), inum*10, MPI_REAL, &
290                        MPI_SUM, comm2d, ierr )
291#else
292    pts_value(:,20:29) = pts_value_l(:,20:29)
293#endif
294
295!
296!-- Normalize the above calculated quantities with the total number of
297!-- particles
298    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
299       inum = number_of_particle_groups
300    ELSE
301       inum = 0
302    ENDIF
303
304    DO  j = 0, inum
305
306       IF ( pts_value(j,1) > 0.0 )  THEN
307          pts_value(j,20:28) = pts_value(j,20:28) / pts_value(j,1)
308       ENDIF
309       pts_value(j,29) = pts_value(j,29) / numprocs
310
311    ENDDO
312
313#if defined( __netcdf )
314!
315!-- Output particle time series quantities in NetCDF format
316    IF ( myid == 0  .AND.  netcdf_output )  THEN
317       DO  j = 0, inum
318          DO  i = 1, dopts_num
319             nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_pts, id_var_dopts(i,j),  &
320                                     (/ pts_value(j,i) /),           &
321                                     start = (/ dopts_time_count /), &
322                                     count = (/ 1 /) )
323             CALL handle_netcdf_error( 'data_output_ptseries', 392 )
324          ENDDO
325       ENDDO
326    ENDIF
327#endif
328
329    DEALLOCATE( pts_value, pts_value_l )
330
331    CALL cpu_log( log_point(36), 'data_output_ptseries','stop', 'nobarrier' )
332
333 END SUBROUTINE data_output_ptseries
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.