source: palm/trunk/SOURCE/data_output_ptseries.f90 @ 1037

Last change on this file since 1037 was 1037, checked in by raasch, 9 years ago

last commit documented

  • 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 1037 2012-10-22 14:10:22Z raasch $
27!
28! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
29! code put under GPL (PALM 3.9)
30!
31! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
32! mean/minimum/maximum particle radius added as output quantity,
33! particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed rvar1|2|3
34!
35! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
36! optional barriers included in order to speed up collective operations
37!
38! 291 2009-04-16 12:07:26Z raasch
39! simulated_time in NetCDF output replaced by time_since_reference_point.
40! Output of NetCDF messages with aid of message handling routine.
41!
42! 60 2007-03-11 11:50:04Z raasch
43! Particles-package is now part of the default code.
44!
45! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
46!
47! Revision 1.2  2006/08/22 13:51:13  raasch
48! Seperate output for particle groups
49!
50! Revision 1.1  2006/08/04 14:24:18  raasch
51! Initial revision
52!
53!
54! Description:
55! ------------
56! Output of particle data timeseries in NetCDF format.
57!------------------------------------------------------------------------------!
58
59    USE cloud_parameters
60    USE control_parameters
61    USE cpulog
62    USE indices
63    USE interfaces
64    USE netcdf_control
65    USE particle_attributes
66    USE pegrid
67
68    IMPLICIT NONE
69
70
71    INTEGER ::  i, inum, j, n
72
73    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pts_value, pts_value_l
74
75
76    CALL cpu_log( log_point(36), 'data_output_ptseries', 'start' )
77
78    IF ( myid == 0  .AND.  netcdf_output )  THEN
79!
80!--    Open file for time series output in NetCDF format
81       dopts_time_count = dopts_time_count + 1
82       CALL check_open( 109 )
83#if defined( __netcdf )
84!
85!--    Update the particle time series time axis
86       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_pts, id_var_time_pts,      &
87                               (/ time_since_reference_point /), &
88                               start = (/ dopts_time_count /), count = (/ 1 /) )
89       CALL handle_netcdf_error( 'data_output_ptseries', 391 )
90#endif
91
92    ENDIF
93
94    ALLOCATE( pts_value(0:number_of_particle_groups,dopts_num), &
95              pts_value_l(0:number_of_particle_groups,dopts_num) )
96
97    pts_value_l = 0.0
98    pts_value_l(:,16) = 9999999.9    ! for calculation of minimum radius
99
100!
101!-- Calculate or collect the particle time series quantities for all particles
102!-- and seperately for each particle group (if there is more than one group)
103    DO  n = 1, number_of_particles
104
105       pts_value_l(0,1)  = number_of_particles            ! total # of particles
106       pts_value_l(0,2)  = pts_value_l(0,2) + &
107                           ( particles(n)%x - particles(n)%origin_x )  ! mean x
108       pts_value_l(0,3)  = pts_value_l(0,3) + &
109                           ( particles(n)%y - particles(n)%origin_y )  ! mean y
110       pts_value_l(0,4)  = pts_value_l(0,4) + &
111                           ( particles(n)%z - particles(n)%origin_z )  ! mean z
112       pts_value_l(0,5)  = pts_value_l(0,5) + particles(n)%z ! mean z (absolute)
113       pts_value_l(0,6)  = pts_value_l(0,6) + particles(n)%speed_x     ! mean u
114       pts_value_l(0,7)  = pts_value_l(0,7) + particles(n)%speed_y     ! mean v
115       pts_value_l(0,8)  = pts_value_l(0,8) + particles(n)%speed_z     ! mean w
116       IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
117          pts_value_l(0,9)  = pts_value_l(0,9) + particles(n)%rvar1  ! mean sgsu
118          pts_value_l(0,10) = pts_value_l(0,10) + particles(n)%rvar2 ! mean sgsv
119          pts_value_l(0,11) = pts_value_l(0,11) + particles(n)%rvar3 ! mean sgsw
120       ENDIF
121       IF ( particles(n)%speed_z > 0.0 )  THEN
122          pts_value_l(0,12) = pts_value_l(0,12) + 1.0  ! # of upward moving prts
123          pts_value_l(0,13) = pts_value_l(0,13) + &
124                                            particles(n)%speed_z ! mean w upw.
125       ELSE
126          pts_value_l(0,14) = pts_value_l(0,14) + &
127                                            particles(n)%speed_z ! mean w down
128       ENDIF
129       pts_value_l(0,15) = pts_value_l(0,15) + particles(n)%radius ! mean rad
130       pts_value_l(0,16) = MIN( pts_value_l(0,16), particles(n)%radius ) ! minrad
131       pts_value_l(0,17) = MAX( pts_value_l(0,17), particles(n)%radius ) ! maxrad
132       pts_value_l(0,18) = number_of_particles
133       pts_value_l(0,19) = number_of_particles
134
135!
136!--    Repeat the same for the respective particle group
137       IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
138          j = particles(n)%group
139
140          pts_value_l(j,1)  = pts_value_l(j,1)  + 1
141          pts_value_l(j,2)  = pts_value_l(j,2)  + &
142                              ( particles(n)%x - particles(n)%origin_x )
143          pts_value_l(j,3)  = pts_value_l(j,3)  + &
144                              ( particles(n)%y - particles(n)%origin_y )
145          pts_value_l(j,4)  = pts_value_l(j,4)  + &
146                              ( particles(n)%z - particles(n)%origin_z )
147          pts_value_l(j,5)  = pts_value_l(j,5)  + particles(n)%z
148          pts_value_l(j,6)  = pts_value_l(j,6)  + particles(n)%speed_x
149          pts_value_l(j,7)  = pts_value_l(j,7)  + particles(n)%speed_y
150          pts_value_l(j,8)  = pts_value_l(j,8)  + particles(n)%speed_z
151          IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
152             pts_value_l(j,9)  = pts_value_l(j,9)  + particles(n)%rvar1
153             pts_value_l(j,10) = pts_value_l(j,10) + particles(n)%rvar2
154             pts_value_l(j,11) = pts_value_l(j,11) + particles(n)%rvar3
155          ENDIF
156          IF ( particles(n)%speed_z > 0.0 )  THEN
157             pts_value_l(j,12) = pts_value_l(j,12) + 1.0
158             pts_value_l(j,13) = pts_value_l(j,13) + particles(n)%speed_z
159          ELSE
160             pts_value_l(j,14) = pts_value_l(j,14) + particles(n)%speed_z
161          ENDIF
162          pts_value_l(j,15) = pts_value_l(j,15) + particles(n)%radius
163          pts_value_l(j,16) = MIN( pts_value(j,16), particles(n)%radius )
164          pts_value_l(j,17) = MAX( pts_value(j,17), particles(n)%radius )
165          pts_value_l(j,18) = pts_value_l(j,18) + 1.0
166          pts_value_l(j,19) = pts_value_l(j,19) + 1.0
167
168       ENDIF
169
170    ENDDO
171
172#if defined( __parallel )
173!
174!-- Sum values of the subdomains
175    inum = number_of_particle_groups + 1
176
177    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
178    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,1), pts_value(0,1), 15*inum, MPI_REAL, &
179                        MPI_SUM, comm2d, ierr )
180    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
181    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,16), pts_value(0,16), inum, MPI_REAL, &
182                        MPI_MIN, comm2d, ierr )
183    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
184    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,17), pts_value(0,17), inum, MPI_REAL, &
185                        MPI_MAX, comm2d, ierr )
186    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
187    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,18), pts_value(0,18), inum, MPI_REAL, &
188                        MPI_MAX, comm2d, ierr )
189    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
190    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,19), pts_value(0,19), inum, MPI_REAL, &
191                        MPI_MIN, comm2d, ierr )
192#else
193    pts_value(:,1:19) = pts_value_l(:,1:19)
194#endif
195
196!
197!-- Normalize the above calculated quantities (except min/max values) with the
198!-- total number of particles
199    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
200       inum = number_of_particle_groups
201    ELSE
202       inum = 0
203    ENDIF
204
205    DO  j = 0, inum
206
207       IF ( pts_value(j,1) > 0.0 )  THEN
208
209          pts_value(j,2:15) = pts_value(j,2:15) / pts_value(j,1)
210          IF ( pts_value(j,12) > 0.0  .AND.  pts_value(j,12) < 1.0 )  THEN
211             pts_value(j,13) = pts_value(j,13) / pts_value(j,12)
212             pts_value(j,14) = pts_value(j,14) / ( 1.0 - pts_value(j,12) )
213          ELSEIF ( pts_value(j,12) == 0.0 )  THEN
214             pts_value(j,13) = -1.0
215          ELSE
216             pts_value(j,14) = -1.0
217          ENDIF
218
219       ENDIF
220
221    ENDDO
222
223!
224!-- Calculate higher order moments of particle time series quantities,
225!-- seperately for each particle group (if there is more than one group)
226    DO  n = 1, number_of_particles
227
228       pts_value_l(0,20) = pts_value_l(0,20) + ( particles(n)%x - &
229                           particles(n)%origin_x - pts_value(0,2) )**2 ! x*2
230       pts_value_l(0,21) = pts_value_l(0,21) + ( particles(n)%y - &
231                           particles(n)%origin_y - pts_value(0,3) )**2 ! y*2
232       pts_value_l(0,22) = pts_value_l(0,22) + ( particles(n)%z - &
233                           particles(n)%origin_z - pts_value(0,4) )**2 ! z*2
234       pts_value_l(0,23) = pts_value_l(0,23) + ( particles(n)%speed_x - &
235                                                pts_value(0,6) )**2   ! u*2
236       pts_value_l(0,24) = pts_value_l(0,24) + ( particles(n)%speed_y - &
237                                                 pts_value(0,7) )**2   ! v*2
238       pts_value_l(0,25) = pts_value_l(0,25) + ( particles(n)%speed_z - &
239                                                 pts_value(0,8) )**2   ! w*2
240       IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
241          pts_value_l(0,26) = pts_value_l(0,26) + ( particles(n)%rvar1 - &
242                                                    pts_value(0,9) )**2   ! u"2
243          pts_value_l(0,27) = pts_value_l(0,27) + ( particles(n)%rvar2 - &
244                                                    pts_value(0,10) )**2  ! v"2
245          pts_value_l(0,28) = pts_value_l(0,28) + ( particles(n)%rvar3 - &
246                                                    pts_value(0,11) )**2  ! w"2
247       ENDIF
248!
249!--    Repeat the same for the respective particle group
250       IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
251          j = particles(n)%group
252
253          pts_value_l(j,20) = pts_value_l(j,20) + ( particles(n)%x - &
254                              particles(n)%origin_x - pts_value(j,2) )**2
255          pts_value_l(j,21) = pts_value_l(j,21) + ( particles(n)%y - &
256                              particles(n)%origin_y - pts_value(j,3) )**2
257          pts_value_l(j,22) = pts_value_l(j,22) + ( particles(n)%z - &
258                              particles(n)%origin_z - pts_value(j,4) )**2
259          pts_value_l(j,23) = pts_value_l(j,23) + ( particles(n)%speed_x - &
260                                                    pts_value(j,6) )**2
261          pts_value_l(j,24) = pts_value_l(j,24) + ( particles(n)%speed_y - &
262                                                    pts_value(j,7) )**2
263          pts_value_l(j,25) = pts_value_l(j,25) + ( particles(n)%speed_z - &
264                                                    pts_value(j,8) )**2
265          IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
266             pts_value_l(j,26) = pts_value_l(j,26) + ( particles(n)%rvar1 - &
267                                                       pts_value(j,9) )**2
268             pts_value_l(j,27) = pts_value_l(j,27) + ( particles(n)%rvar2 - &
269                                                       pts_value(j,10) )**2
270             pts_value_l(j,28) = pts_value_l(j,28) + ( particles(n)%rvar3 - &
271                                                       pts_value(j,11) )**2
272          ENDIF
273       ENDIF
274
275    ENDDO
276
277    pts_value_l(0,29) = ( number_of_particles - pts_value(0,1) / numprocs )**2
278                                                 ! variance of particle numbers
279    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
280       DO  j = 1, number_of_particle_groups
281          pts_value_l(j,29) = ( pts_value_l(j,1) - &
282                                pts_value(j,1) / numprocs )**2
283       ENDDO
284    ENDIF
285
286#if defined( __parallel )
287!
288!-- Sum values of the subdomains
289    inum = number_of_particle_groups + 1
290
291    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
292    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,20), pts_value(0,20), inum*10, MPI_REAL, &
293                        MPI_SUM, comm2d, ierr )
294#else
295    pts_value(:,20:29) = pts_value_l(:,20:29)
296#endif
297
298!
299!-- Normalize the above calculated quantities with the total number of
300!-- particles
301    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
302       inum = number_of_particle_groups
303    ELSE
304       inum = 0
305    ENDIF
306
307    DO  j = 0, inum
308
309       IF ( pts_value(j,1) > 0.0 )  THEN
310          pts_value(j,20:28) = pts_value(j,20:28) / pts_value(j,1)
311       ENDIF
312       pts_value(j,29) = pts_value(j,29) / numprocs
313
314    ENDDO
315
316#if defined( __netcdf )
317!
318!-- Output particle time series quantities in NetCDF format
319    IF ( myid == 0  .AND.  netcdf_output )  THEN
320       DO  j = 0, inum
321          DO  i = 1, dopts_num
322             nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_pts, id_var_dopts(i,j),  &
323                                     (/ pts_value(j,i) /),           &
324                                     start = (/ dopts_time_count /), &
325                                     count = (/ 1 /) )
326             CALL handle_netcdf_error( 'data_output_ptseries', 392 )
327          ENDDO
328       ENDDO
329    ENDIF
330#endif
331
332    DEALLOCATE( pts_value, pts_value_l )
333
334    CALL cpu_log( log_point(36), 'data_output_ptseries','stop', 'nobarrier' )
335
336 END SUBROUTINE data_output_ptseries
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.