source: palm/trunk/SOURCE/data_output_ptseries.f90 @ 826

Last change on this file since 826 was 826, checked in by raasch, 9 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 12.7 KB
Line 
1 SUBROUTINE data_output_ptseries
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Current revisions:
5! -----------------
6!
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id: data_output_ptseries.f90 826 2012-02-19 03:41:34Z raasch $
11!
12! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
13! mean/minimum/maximum particle radius added as output quantity,
14! particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed rvar1|2|3
15!
16! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
17! optional barriers included in order to speed up collective operations
18!
19! 291 2009-04-16 12:07:26Z raasch
20! simulated_time in NetCDF output replaced by time_since_reference_point.
21! Output of NetCDF messages with aid of message handling routine.
22!
23! 60 2007-03-11 11:50:04Z raasch
24! Particles-package is now part of the default code.
25!
26! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
27!
28! Revision 1.2  2006/08/22 13:51:13  raasch
29! Seperate output for particle groups
30!
31! Revision 1.1  2006/08/04 14:24:18  raasch
32! Initial revision
33!
34!
35! Description:
36! ------------
37! Output of particle data timeseries in NetCDF format.
38!------------------------------------------------------------------------------!
39
40    USE cloud_parameters
41    USE control_parameters
42    USE cpulog
43    USE indices
44    USE interfaces
45    USE netcdf_control
46    USE particle_attributes
47    USE pegrid
48
49    IMPLICIT NONE
50
51
52    INTEGER ::  i, inum, j, n
53
54    REAL, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  pts_value, pts_value_l
55
56
57    CALL cpu_log( log_point(36), 'data_output_ptseries', 'start' )
58
59    IF ( myid == 0  .AND.  netcdf_output )  THEN
60!
61!--    Open file for time series output in NetCDF format
62       dopts_time_count = dopts_time_count + 1
63       CALL check_open( 109 )
64#if defined( __netcdf )
65!
66!--    Update the particle time series time axis
67       nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_pts, id_var_time_pts,      &
68                               (/ time_since_reference_point /), &
69                               start = (/ dopts_time_count /), count = (/ 1 /) )
70       CALL handle_netcdf_error( 'data_output_ptseries', 391 )
71#endif
72
73    ENDIF
74
75    ALLOCATE( pts_value(0:number_of_particle_groups,dopts_num), &
76              pts_value_l(0:number_of_particle_groups,dopts_num) )
77
78    pts_value_l = 0.0
79    pts_value_l(:,16) = 9999999.9    ! for calculation of minimum radius
80
81!
82!-- Calculate or collect the particle time series quantities for all particles
83!-- and seperately for each particle group (if there is more than one group)
84    DO  n = 1, number_of_particles
85
86       pts_value_l(0,1)  = number_of_particles            ! total # of particles
87       pts_value_l(0,2)  = pts_value_l(0,2) + &
88                           ( particles(n)%x - particles(n)%origin_x )  ! mean x
89       pts_value_l(0,3)  = pts_value_l(0,3) + &
90                           ( particles(n)%y - particles(n)%origin_y )  ! mean y
91       pts_value_l(0,4)  = pts_value_l(0,4) + &
92                           ( particles(n)%z - particles(n)%origin_z )  ! mean z
93       pts_value_l(0,5)  = pts_value_l(0,5) + particles(n)%z ! mean z (absolute)
94       pts_value_l(0,6)  = pts_value_l(0,6) + particles(n)%speed_x     ! mean u
95       pts_value_l(0,7)  = pts_value_l(0,7) + particles(n)%speed_y     ! mean v
96       pts_value_l(0,8)  = pts_value_l(0,8) + particles(n)%speed_z     ! mean w
97       IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
98          pts_value_l(0,9)  = pts_value_l(0,9) + particles(n)%rvar1  ! mean sgsu
99          pts_value_l(0,10) = pts_value_l(0,10) + particles(n)%rvar2 ! mean sgsv
100          pts_value_l(0,11) = pts_value_l(0,11) + particles(n)%rvar3 ! mean sgsw
101       ENDIF
102       IF ( particles(n)%speed_z > 0.0 )  THEN
103          pts_value_l(0,12) = pts_value_l(0,12) + 1.0  ! # of upward moving prts
104          pts_value_l(0,13) = pts_value_l(0,13) + &
105                                            particles(n)%speed_z ! mean w upw.
106       ELSE
107          pts_value_l(0,14) = pts_value_l(0,14) + &
108                                            particles(n)%speed_z ! mean w down
109       ENDIF
110       pts_value_l(0,15) = pts_value_l(0,15) + particles(n)%radius ! mean rad
111       pts_value_l(0,16) = MIN( pts_value_l(0,16), particles(n)%radius ) ! minrad
112       pts_value_l(0,17) = MAX( pts_value_l(0,17), particles(n)%radius ) ! maxrad
113       pts_value_l(0,18) = number_of_particles
114       pts_value_l(0,19) = number_of_particles
115
116!
117!--    Repeat the same for the respective particle group
118       IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
119          j = particles(n)%group
120
121          pts_value_l(j,1)  = pts_value_l(j,1)  + 1
122          pts_value_l(j,2)  = pts_value_l(j,2)  + &
123                              ( particles(n)%x - particles(n)%origin_x )
124          pts_value_l(j,3)  = pts_value_l(j,3)  + &
125                              ( particles(n)%y - particles(n)%origin_y )
126          pts_value_l(j,4)  = pts_value_l(j,4)  + &
127                              ( particles(n)%z - particles(n)%origin_z )
128          pts_value_l(j,5)  = pts_value_l(j,5)  + particles(n)%z
129          pts_value_l(j,6)  = pts_value_l(j,6)  + particles(n)%speed_x
130          pts_value_l(j,7)  = pts_value_l(j,7)  + particles(n)%speed_y
131          pts_value_l(j,8)  = pts_value_l(j,8)  + particles(n)%speed_z
132          IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
133             pts_value_l(j,9)  = pts_value_l(j,9)  + particles(n)%rvar1
134             pts_value_l(j,10) = pts_value_l(j,10) + particles(n)%rvar2
135             pts_value_l(j,11) = pts_value_l(j,11) + particles(n)%rvar3
136          ENDIF
137          IF ( particles(n)%speed_z > 0.0 )  THEN
138             pts_value_l(j,12) = pts_value_l(j,12) + 1.0
139             pts_value_l(j,13) = pts_value_l(j,13) + particles(n)%speed_z
140          ELSE
141             pts_value_l(j,14) = pts_value_l(j,14) + particles(n)%speed_z
142          ENDIF
143          pts_value_l(j,15) = pts_value_l(j,15) + particles(n)%radius
144          pts_value_l(j,16) = MIN( pts_value(j,16), particles(n)%radius )
145          pts_value_l(j,17) = MAX( pts_value(j,17), particles(n)%radius )
146          pts_value_l(j,18) = pts_value_l(j,18) + 1.0
147          pts_value_l(j,19) = pts_value_l(j,19) + 1.0
148
149       ENDIF
150
151    ENDDO
152
153#if defined( __parallel )
154!
155!-- Sum values of the subdomains
156    inum = number_of_particle_groups + 1
157
158    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
159    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,1), pts_value(0,1), 15*inum, MPI_REAL, &
160                        MPI_SUM, comm2d, ierr )
161    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
162    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,16), pts_value(0,16), inum, MPI_REAL, &
163                        MPI_MIN, comm2d, ierr )
164    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
165    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,17), pts_value(0,17), inum, MPI_REAL, &
166                        MPI_MAX, comm2d, ierr )
167    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
168    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,18), pts_value(0,18), inum, MPI_REAL, &
169                        MPI_MAX, comm2d, ierr )
170    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
171    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,19), pts_value(0,19), inum, MPI_REAL, &
172                        MPI_MIN, comm2d, ierr )
173#else
174    pts_value(:,1:19) = pts_value_l(:,1:19)
175#endif
176
177!
178!-- Normalize the above calculated quantities (except min/max values) with the
179!-- total number of particles
180    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
181       inum = number_of_particle_groups
182    ELSE
183       inum = 0
184    ENDIF
185
186    DO  j = 0, inum
187
188       IF ( pts_value(j,1) > 0.0 )  THEN
189
190          pts_value(j,2:15) = pts_value(j,2:15) / pts_value(j,1)
191          IF ( pts_value(j,12) > 0.0  .AND.  pts_value(j,12) < 1.0 )  THEN
192             pts_value(j,13) = pts_value(j,13) / pts_value(j,12)
193             pts_value(j,14) = pts_value(j,14) / ( 1.0 - pts_value(j,12) )
194          ELSEIF ( pts_value(j,12) == 0.0 )  THEN
195             pts_value(j,13) = -1.0
196          ELSE
197             pts_value(j,14) = -1.0
198          ENDIF
199
200       ENDIF
201
202    ENDDO
203
204!
205!-- Calculate higher order moments of particle time series quantities,
206!-- seperately for each particle group (if there is more than one group)
207    DO  n = 1, number_of_particles
208
209       pts_value_l(0,20) = pts_value_l(0,20) + ( particles(n)%x - &
210                           particles(n)%origin_x - pts_value(0,2) )**2 ! x*2
211       pts_value_l(0,21) = pts_value_l(0,21) + ( particles(n)%y - &
212                           particles(n)%origin_y - pts_value(0,3) )**2 ! y*2
213       pts_value_l(0,22) = pts_value_l(0,22) + ( particles(n)%z - &
214                           particles(n)%origin_z - pts_value(0,4) )**2 ! z*2
215       pts_value_l(0,23) = pts_value_l(0,23) + ( particles(n)%speed_x - &
216                                                pts_value(0,6) )**2   ! u*2
217       pts_value_l(0,24) = pts_value_l(0,24) + ( particles(n)%speed_y - &
218                                                 pts_value(0,7) )**2   ! v*2
219       pts_value_l(0,25) = pts_value_l(0,25) + ( particles(n)%speed_z - &
220                                                 pts_value(0,8) )**2   ! w*2
221       IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
222          pts_value_l(0,26) = pts_value_l(0,26) + ( particles(n)%rvar1 - &
223                                                    pts_value(0,9) )**2   ! u"2
224          pts_value_l(0,27) = pts_value_l(0,27) + ( particles(n)%rvar2 - &
225                                                    pts_value(0,10) )**2  ! v"2
226          pts_value_l(0,28) = pts_value_l(0,28) + ( particles(n)%rvar3 - &
227                                                    pts_value(0,11) )**2  ! w"2
228       ENDIF
229!
230!--    Repeat the same for the respective particle group
231       IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
232          j = particles(n)%group
233
234          pts_value_l(j,20) = pts_value_l(j,20) + ( particles(n)%x - &
235                              particles(n)%origin_x - pts_value(j,2) )**2
236          pts_value_l(j,21) = pts_value_l(j,21) + ( particles(n)%y - &
237                              particles(n)%origin_y - pts_value(j,3) )**2
238          pts_value_l(j,22) = pts_value_l(j,22) + ( particles(n)%z - &
239                              particles(n)%origin_z - pts_value(j,4) )**2
240          pts_value_l(j,23) = pts_value_l(j,23) + ( particles(n)%speed_x - &
241                                                    pts_value(j,6) )**2
242          pts_value_l(j,24) = pts_value_l(j,24) + ( particles(n)%speed_y - &
243                                                    pts_value(j,7) )**2
244          pts_value_l(j,25) = pts_value_l(j,25) + ( particles(n)%speed_z - &
245                                                    pts_value(j,8) )**2
246          IF ( .NOT. curvature_solution_effects )  THEN
247             pts_value_l(j,26) = pts_value_l(j,26) + ( particles(n)%rvar1 - &
248                                                       pts_value(j,9) )**2
249             pts_value_l(j,27) = pts_value_l(j,27) + ( particles(n)%rvar2 - &
250                                                       pts_value(j,10) )**2
251             pts_value_l(j,28) = pts_value_l(j,28) + ( particles(n)%rvar3 - &
252                                                       pts_value(j,11) )**2
253          ENDIF
254       ENDIF
255
256    ENDDO
257
258    pts_value_l(0,29) = ( number_of_particles - pts_value(0,1) / numprocs )**2
259                                                 ! variance of particle numbers
260    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
261       DO  j = 1, number_of_particle_groups
262          pts_value_l(j,29) = ( pts_value_l(j,1) - &
263                                pts_value(j,1) / numprocs )**2
264       ENDDO
265    ENDIF
266
267#if defined( __parallel )
268!
269!-- Sum values of the subdomains
270    inum = number_of_particle_groups + 1
271
272    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
273    CALL MPI_ALLREDUCE( pts_value_l(0,20), pts_value(0,20), inum*10, MPI_REAL, &
274                        MPI_SUM, comm2d, ierr )
275#else
276    pts_value(:,20:29) = pts_value_l(:,20:29)
277#endif
278
279!
280!-- Normalize the above calculated quantities with the total number of
281!-- particles
282    IF ( number_of_particle_groups > 1 )  THEN
283       inum = number_of_particle_groups
284    ELSE
285       inum = 0
286    ENDIF
287
288    DO  j = 0, inum
289
290       IF ( pts_value(j,1) > 0.0 )  THEN
291          pts_value(j,20:28) = pts_value(j,20:28) / pts_value(j,1)
292       ENDIF
293       pts_value(j,29) = pts_value(j,29) / numprocs
294
295    ENDDO
296
297#if defined( __netcdf )
298!
299!-- Output particle time series quantities in NetCDF format
300    IF ( myid == 0  .AND.  netcdf_output )  THEN
301       DO  j = 0, inum
302          DO  i = 1, dopts_num
303             nc_stat = NF90_PUT_VAR( id_set_pts, id_var_dopts(i,j),  &
304                                     (/ pts_value(j,i) /),           &
305                                     start = (/ dopts_time_count /), &
306                                     count = (/ 1 /) )
307             CALL handle_netcdf_error( 'data_output_ptseries', 392 )
308          ENDDO
309       ENDDO
310    ENDIF
311#endif
312
313    DEALLOCATE( pts_value, pts_value_l )
314
315    CALL cpu_log( log_point(36), 'data_output_ptseries','stop', 'nobarrier' )
316
317 END SUBROUTINE data_output_ptseries
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.