Home


About us
PALM
PALM-4U
Installation
Release notes
Documentation
Getting Help
Gallery
Developers area

source: palm/trunk/SOURCE/fft_xy.f90 @ 812

Last change on this file since 812 was 392, checked in by raasch, 15 years ago

New:
---

Adapted for machine lck
(mrun, mbuild, subjob)

bc_lr/bc_ns in most subroutines replaced by LOGICAL variables bc_lr_cyc,
bc_ns_cyc for speed optimization
(check_parameters, diffusion_u, diffusion_v, diffusion_w, modules)

Additional timestep criterion in case of simulations with plant canopy (timestep)

Check for illegal entries in section_xy|xz|yz that exceed nz+1|ny+1|nx+1
(check_parameters)

Clipping of dvrp output implemented. Default colourtable for particles
implemented, particle attributes (color, dvrp_size) can be set with new
parameters particle_color, particle_dvrpsize, color_interval,
dvrpsize_interval (init_dvrp, data_output_dvrp, modules, user_data_output_dvrp).
Slicer attributes (dvrp) are set with new routine set_slicer_attributes_dvrp
and are controlled with existing parameters slicer_range_limits.
(set_slicer_attributes_dvrp)

Ocean atmosphere coupling allows to use independent precursor runs in order
to account for different spin-up times. The time when coupling has to be
started is given by new inipar parameter coupling_start_time. The precursor
ocean run has to be started using new mrun option "-y" in order to add
appendix "_O" to all output files.
(check_for_restart, check_parameters, data_output_2d, data_output_3d,
data_output_profiles, data_output_ptseries, data_output_spectra,
data_output_tseries, header, init_coupling, modules, mrun,
parin, read_var_list, surface_coupler, time_integration, write_var_list)

Polygon reduction for topography and ground plate isosurface. Reduction level
for buildings can be chosen with parameter cluster_size. (init_dvrp)

External pressure gradient (check_parameters, header, init_3d_model, modules,
parin, prognostic_equations, read_var_list, write_var_list)

New topography case 'single_street_canyon' (header, init_grid, modules, parin,
read_var_list, user_check_parameters, user_header, user_init_grid, write_var_list)

Option to predefine a target bulk velocity for conserve_volume_flow
(check_parameters, header, init_3d_model, modules, parin, read_var_list,
write_var_list)

Option for user defined 2D data output in xy cross sections at z=nzb+1
(data_output_2d, user_data_output_2d)

xy cross section output of surface heatfluxes (latent, sensible)
(average_3d_data, check_parameters, data_output_2d, modules, read_3d_binary,
sum_up_3d_data, write_3d_binary)

average_3d_data, check_for_restart, check_parameters, data_output_2d, data_output_3d, data_output_dvrp, data_output_profiles, data_output_ptseries, data_output_spectra, data_output_tseries, init_coupling, init_dvrp, init_grid, init_3d_model, header, mbuild, modules, mrun, package_parin, parin, prognostic_equations, read_3d_binary, read_var_list, subjob, surface_coupler, timestep, time_integration, user_check_parameters, user_data_output_2d, user_data_output_dvrp, user_header, user_init_grid, write_3d_binary, write_var_list

New: set_particle_attributes, set_slicer_attributes_dvrp

Changed:

lcmuk changed to lc to avoid problems with Intel compiler on sgi-ice
(poisfft)

For extended NetCDF files, the updated title attribute includes an update of
time_average_text where appropriate. (netcdf)

In case of restart runs without extension, initial profiles are not written
to NetCDF-file anymore. (data_output_profiles, modules, read_var_list, write_var_list)

Small change in formatting of the message handling routine concering the output in the
job protocoll. (message)

initializing_actions='read_data_for_recycling' renamed to 'cyclic_fill', now
independent of turbulent_inflow (check_parameters, header, init_3d_model)

2 NetCDF error numbers changed. (data_output_3d)

A Link to the website appendix_a.html is printed for further information
about the possible errors. (message)

Temperature gradient criterion for estimating the boundary layer height
replaced by the gradient criterion of Sullivan et al. (1998). (flow_statistics)

NetCDF unit attribute in timeseries output in case of statistic regions added
(netcdf)

Output of NetCDF messages with aid of message handling routine.
(check_open, close_file, data_output_2d, data_output_3d,
data_output_profiles, data_output_ptseries, data_output_spectra,
data_output_tseries, netcdf, output_particles_netcdf)

Output of messages replaced by message handling routine.
(advec_particles, advec_s_bc, buoyancy, calc_spectra, check_for_restart,
check_open, coriolis, cpu_log, data_output_2d, data_output_3d, data_output_dvrp,
data_output_profiles, data_output_spectra, fft_xy, flow_statistics, header,
init_1d_model, init_3d_model, init_dvrp, init_grid, init_particles, init_pegrid,
netcdf, parin, plant_canopy_model, poisfft_hybrid, poismg, read_3d_binary,
read_var_list, surface_coupler, temperton_fft, timestep, user_actions,
user_data_output_dvrp, user_dvrp_coltab, user_init_grid, user_init_plant_canopy,
user_parin, user_read_restart_data, user_spectra )

Maximum number of tails is calculated from maximum number of particles and
skip_particles_for_tail (init_particles)

Value of vertical_particle_advection may differ for each particle group
(advec_particles, header, modules)

First constant in array den also defined as type double. (eqn_state_seawater)

Parameter dvrp_psize moved from particles_par to dvrp_graphics_par. (package_parin)

topography_grid_convention moved from userpar to inipar (check_parameters,
header, parin, read_var_list, user_check_parameters, user_header,
user_init_grid, user_parin, write_var_list)

Default value of grid_matching changed to strict.

Adjustments for runs on lcxt4 (necessary due to an software update on CRAY) and
for coupled runs on ibmy (mrun, subjob)

advec_particles, advec_s_bc, buoyancy, calc_spectra, check_for_restart, check_open, check_parameters, close_file, coriolis, cpu_log, data_output_2d, data_output_3d, data_output_dvrp, data_output_profiles, data_output_ptseries, data_output_spectra, data_output_tseries, eqn_state_seawater, fft_xy, flow_statistics, header, init_1d_model, init_3d_model, init_dvrp, init_grid, init_particles, init_pegrid, message, mrun, netcdf, output_particles_netcdf, package_parin, parin, plant_canopy_model, poisfft, poisfft_hybrid, poismg, read_3d_binary, read_var_list, sort_particles, subjob, user_check_parameters, user_header, user_init_grid, user_parin, surface_coupler, temperton_fft, timestep, user_actions, user_data_output_dvrp, user_dvrp_coltab, user_init_grid, user_init_plant_canopy, user_parin, user_read_restart_data, user_spectra, write_var_list

Errors:

Bugfix: Initial hydrostatic pressure profile in case of ocean runs is now
calculated in 5 iteration steps. (init_ocean)

Bugfix: wrong sign in buoyancy production of ocean part in case of not using
the reference density (only in 3D routine production_e) (production_e)

Bugfix: output of averaged 2d/3d quantities requires that an avaraging
interval has been set, respective error message is included (check_parameters)

Bugfix: Output on unit 14 only if requested by write_binary.
(user_last_actions)

Bugfix to avoid zero division by km_neutral (production_e)

Bugfix for extended NetCDF files: In order to avoid 'data mode' errors if
updated attributes are larger than their original size, NF90_PUT_ATT is called
in 'define mode' enclosed by NF90_REDEF and NF90_ENDDEF calls. This implies a
possible performance loss; an alternative strategy would be to ensure equal
attribute size in a job chain. (netcdf)

Bugfix: correction of initial volume flow for non-flat topography (init_3d_model)
Bugfix: zero initialization of arrays within buildings for 'cyclic_fill' (init_3d_model)

Bugfix: to_be_resorted => s_av for time-averaged scalars (data_output_2d, data_output_3d)

Bugfix: error in formatting the output (message)

Bugfix: avoid that ngp_2dh_s_inner becomes zero (init_3_model)

Typographical error: unit of wpt in dots_unit (modules)

Bugfix: error in check, if particles moved further than one subdomain length.
This check must not be applied for newly released particles. (advec_particles)

Bugfix: several tail counters are initialized, particle_tail_coordinates is
only written to file if its third index is > 0, arrays for tails are allocated
with a minimum size of 10 tails if there is no tail initially (init_particles,
advec_particles)

Bugfix: pressure included for profile output (check_parameters)

Bugfix: Type of count and count_rate changed to default INTEGER on NEC machines
(cpu_log)

Bugfix: output if particle time series only if particle advection is switched
on. (time_integration)

Bugfix: qsws was calculated in case of constant heatflux = .FALSE. (prandtl_fluxes)

Bugfix: averaging along z is not allowed for 2d quantities (e.g. u* and z0) (data_output_2d)

Typographical errors (netcdf)

If the inversion height calculated by the prerun is zero, inflow_damping_height
must be explicitly specified (init_3d_model)

Small bugfix concerning 3d 64bit netcdf output format (header)

Bugfix: dt_fixed removed from the restart file, because otherwise, no change
from a fixed to a variable timestep would be possible in restart runs.
(read_var_list, write_var_list)

Bugfix: initial setting of time_coupling in coupled restart runs (time_integration)

advec_particles, check_parameters, cpu_log, data_output_2d, data_output_3d, header, init_3d_model, init_particles, init_ocean, modules, netcdf, prandtl_fluxes, production_e, read_var_list, time_integration, user_last_actions, write_var_list
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 24.7 KB
Line 
1 MODULE fft_xy
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Current revisions:
5! -----------------
6!
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id: fft_xy.f90 392 2009-09-24 10:39:14Z maronga $
11!
12! 274 2009-03-26 15:11:21Z heinze
13! Output of messages replaced by message handling routine.
14!
15! Feb. 2007
16! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
17!
18! Revision 1.4  2006/03/28 12:27:09  raasch
19! Stop when system-specific fft is selected on NEC. For unknown reasons this
20! causes a program abort during first allocation in init_grid.
21!
22! Revision 1.2  2004/04/30 11:44:27  raasch
23! Module renamed from fft_for_1d_decomp to fft_xy, 1d-routines renamed to
24! fft_x and fft_y,
25! function FFT replaced by subroutine FFTN due to problems with 64-bit
26! mode on ibm,
27! shape of array cwork is explicitly stored in ishape/jshape and handled
28! to routine FFTN instead of shape-function (due to compiler error on
29! decalpha),
30! non vectorized FFT for nec included
31!
32! Revision 1.1  2002/06/11 13:00:49  raasch
33! Initial revision
34!
35!
36! Description:
37! ------------
38! Fast Fourier transformation along x and y for 1d domain decomposition along x.
39! Original version: Klaus Ketelsen (May 2002)
40!------------------------------------------------------------------------------!
41
42    USE array_kind
43    USE control_parameters
44    USE indices
45    USE singleton
46    USE temperton_fft
47
48    IMPLICIT NONE
49
50    PRIVATE
51    PUBLIC fft_x, fft_y, fft_init, fft_x_m, fft_y_m
52
53    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE ::  ifax_x, ifax_y
54
55    LOGICAL, SAVE                            ::  init_fft = .FALSE.
56
57    REAL, SAVE ::  sqr_nx, sqr_ny
58    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE    ::  trigs_x, trigs_y
59
60#if defined( __ibm )
61    INTEGER, PARAMETER ::  nau1 = 20000, nau2 = 22000
62!
63!-- The following working arrays contain tables and have to be "save" and
64!-- shared in OpenMP sense
65    REAL, DIMENSION(nau1), SAVE ::  aux1, auy1, aux3, auy3
66#elif defined( __nec )
67    INTEGER, SAVE ::  nz1
68    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE, SAVE ::  trig_xb, trig_xf, trig_yb, &
69                                              trig_yf
70#endif
71
72!
73!-- Public interfaces
74    INTERFACE fft_init
75       MODULE PROCEDURE fft_init
76    END INTERFACE fft_init
77
78    INTERFACE fft_x
79       MODULE PROCEDURE fft_x
80    END INTERFACE fft_x
81
82    INTERFACE fft_y
83       MODULE PROCEDURE fft_y
84    END INTERFACE fft_y
85
86    INTERFACE fft_x_m
87       MODULE PROCEDURE fft_x_m
88    END INTERFACE fft_x_m
89
90    INTERFACE fft_y_m
91       MODULE PROCEDURE fft_y_m
92    END INTERFACE fft_y_m
93
94 CONTAINS
95
96
97    SUBROUTINE fft_init
98
99       IMPLICIT NONE
100
101!
102!--    The following temporary working arrays have to be on stack or private
103!--    in OpenMP sense
104#if defined( __ibm )
105       REAL, DIMENSION(0:nx+2) :: workx
106       REAL, DIMENSION(0:ny+2) :: worky
107       REAL, DIMENSION(nau2)   :: aux2, auy2, aux4, auy4
108#elif defined( __nec )
109       REAL, DIMENSION(0:nx+3,nz+1)   ::  work_x
110       REAL, DIMENSION(0:ny+3,nz+1)   ::  work_y
111       REAL, DIMENSION(6*(nx+3),nz+1) ::  workx
112       REAL, DIMENSION(6*(ny+3),nz+1) ::  worky
113#endif 
114
115!
116!--    Return, if already called
117       IF ( init_fft )  THEN
118          RETURN
119       ELSE
120          init_fft = .TRUE.
121       ENDIF
122
123       IF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
124
125          sqr_nx = SQRT( 1.0 / ( nx + 1.0 ) )
126          sqr_ny = SQRT( 1.0 / ( ny + 1.0 ) )
127#if defined( __ibm )  &&  ! defined( __ibmy_special )
128!
129!--       Initialize tables for fft along x
130          CALL DRCFT( 1, workx, 1, workx, 1, nx+1, 1,  1, sqr_nx, aux1, nau1, &
131                      aux2, nau2 )
132          CALL DCRFT( 1, workx, 1, workx, 1, nx+1, 1, -1, sqr_nx, aux3, nau1, &
133                      aux4, nau2 )
134!
135!--       Initialize tables for fft along y
136          CALL DRCFT( 1, worky, 1, worky, 1, ny+1, 1,  1, sqr_ny, auy1, nau1, &
137                      auy2, nau2 )
138          CALL DCRFT( 1, worky, 1, worky, 1, ny+1, 1, -1, sqr_ny, auy3, nau1, &
139                      auy4, nau2 )
140#elif defined( __nec )
141          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
142                           '" currently does not work on NEC'
143          CALL message( 'fft_init', 'PA0187', 1, 2, 0, 6, 0 )
144
145          ALLOCATE( trig_xb(2*(nx+1)), trig_xf(2*(nx+1)), &
146                    trig_yb(2*(ny+1)), trig_yf(2*(ny+1)) )
147
148          work_x = 0.0
149          work_y = 0.0
150          nz1  = nz + MOD( nz+1, 2 )  ! odd nz slows down fft significantly
151                                      ! when using the NEC ffts
152
153!
154!--       Initialize tables for fft along x (non-vector and vector case (M))
155          CALL DZFFT( 0, nx+1, sqr_nx, work_x, work_x, trig_xf, workx, 0 )
156          CALL ZDFFT( 0, nx+1, sqr_nx, work_x, work_x, trig_xb, workx, 0 )
157          CALL DZFFTM( 0, nx+1, nz1, sqr_nx, work_x, nx+4, work_x, nx+4, &
158                       trig_xf, workx, 0 )
159          CALL ZDFFTM( 0, nx+1, nz1, sqr_nx, work_x, nx+4, work_x, nx+4, &
160                       trig_xb, workx, 0 )
161!
162!--       Initialize tables for fft along y (non-vector and vector case (M))
163          CALL DZFFT( 0, ny+1, sqr_ny, work_y, work_y, trig_yf, worky, 0 )
164          CALL ZDFFT( 0, ny+1, sqr_ny, work_y, work_y, trig_yb, worky, 0 )
165          CALL DZFFTM( 0, ny+1, nz1, sqr_ny, work_y, ny+4, work_y, ny+4, &
166                       trig_yf, worky, 0 )
167          CALL ZDFFTM( 0, ny+1, nz1, sqr_ny, work_y, ny+4, work_y, ny+4, &
168                       trig_yb, worky, 0 )
169#else
170          message_string = 'no system-specific fft-call available'
171          CALL message( 'fft_init', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 )
172#endif
173       ELSEIF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
174!
175!--       Temperton-algorithm
176!--       Initialize tables for fft along x and y
177          ALLOCATE( ifax_x(nx+1), ifax_y(ny+1), trigs_x(nx+1), trigs_y(ny+1) )
178
179          CALL set99( trigs_x, ifax_x, nx+1 )
180          CALL set99( trigs_y, ifax_y, ny+1 )
181
182       ELSEIF ( fft_method == 'singleton-algorithm' )  THEN
183
184          CONTINUE
185
186       ELSE
187
188          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
189                           '" not available'
190          CALL message( 'fft_init', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
191       ENDIF
192
193    END SUBROUTINE fft_init
194
195
196    SUBROUTINE fft_x( ar, direction )
197
198!----------------------------------------------------------------------!
199!                                 fft_x                                !
200!                                                                      !
201!               Fourier-transformation along x-direction               !
202!                                                                      !
203!      fft_x uses internal algorithms (Singleton or Temperton) or      !
204!           system-specific routines, if they are available            !
205!----------------------------------------------------------------------!
206
207       IMPLICIT NONE
208
209       CHARACTER (LEN=*) ::  direction
210       INTEGER ::  i, ishape(1)
211
212!kk    REAL, DIMENSION(:)        ::  ar !kk Does NOT work (Bug??)
213       REAL, DIMENSION(0:nx)     ::  ar
214       REAL, DIMENSION(0:nx+2)   ::  work
215       REAL, DIMENSION(nx+2)     ::  work1
216       COMPLEX, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  cwork
217#if defined( __ibm )
218       REAL, DIMENSION(nau2)     ::  aux2, aux4
219#elif defined( __nec )
220       REAL, DIMENSION(6*(nx+1)) ::  work2
221#endif
222
223       IF ( fft_method == 'singleton-algorithm' )  THEN
224
225!
226!--       Performing the fft with singleton's software works on every system,
227!--       since it is part of the model
228          ALLOCATE( cwork(0:nx) )
229     
230          IF ( direction == 'forward')   then
231
232             DO  i = 0, nx
233                cwork(i) = CMPLX( ar(i) )
234             ENDDO
235             ishape = SHAPE( cwork )
236             CALL FFTN( cwork, ishape )
237
238             DO  i = 0, (nx+1)/2
239                ar(i) = REAL( cwork(i) )
240             ENDDO
241             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
242                ar(nx+1-i) = -AIMAG( cwork(i) )
243             ENDDO
244
245          ELSE
246
247             cwork(0) = CMPLX( ar(0), 0.0 )
248             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
249                cwork(i)      = CMPLX( ar(i), -ar(nx+1-i) )
250                cwork(nx+1-i) = CMPLX( ar(i),  ar(nx+1-i) )
251             ENDDO
252             cwork((nx+1)/2) = CMPLX( ar((nx+1)/2), 0.0 )
253
254             ishape = SHAPE( cwork )
255             CALL FFTN( cwork, ishape, inv = .TRUE. )
256
257             DO  i = 0, nx
258                ar(i) = REAL( cwork(i) )
259             ENDDO
260
261          ENDIF
262
263          DEALLOCATE( cwork )
264
265       ELSEIF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
266
267!
268!--       Performing the fft with Temperton's software works on every system,
269!--       since it is part of the model
270          IF ( direction == 'forward' )  THEN
271
272             work(0:nx) = ar
273             CALL fft991cy( work, work1, trigs_x, ifax_x, 1, nx+1, nx+1, 1, -1 )
274
275             DO  i = 0, (nx+1)/2
276                ar(i) = work(2*i)
277             ENDDO
278             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
279                ar(nx+1-i) = work(2*i+1)
280             ENDDO
281
282          ELSE
283
284             DO  i = 0, (nx+1)/2
285                work(2*i) = ar(i)
286             ENDDO
287             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
288                work(2*i+1) = ar(nx+1-i)
289             ENDDO
290             work(1)    = 0.0
291             work(nx+2) = 0.0
292
293             CALL fft991cy( work, work1, trigs_x, ifax_x, 1, nx+1, nx+1, 1, 1 )
294             ar = work(0:nx)
295
296          ENDIF
297
298       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
299
300#if defined( __ibm )  &&  ! defined( __ibmy_special )
301          IF ( direction == 'forward' )  THEN
302
303             CALL DRCFT( 0, ar, 1, work, 1, nx+1, 1, 1, sqr_nx, aux1, nau1, &
304                         aux2, nau2 )
305
306             DO  i = 0, (nx+1)/2
307                ar(i) = work(2*i)
308             ENDDO
309             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
310                ar(nx+1-i) = work(2*i+1)
311             ENDDO
312
313          ELSE
314
315             DO  i = 0, (nx+1)/2
316                work(2*i) = ar(i)
317             ENDDO
318             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
319                work(2*i+1) = ar(nx+1-i)
320             ENDDO
321             work(1) = 0.0
322             work(nx+2) = 0.0
323
324             CALL DCRFT( 0, work, 1, work, 1, nx+1, 1, -1, sqr_nx, aux3, nau1, &
325                         aux4, nau2 )
326
327             DO  i = 0, nx
328                ar(i) = work(i)
329             ENDDO
330
331          ENDIF
332#elif defined( __nec )
333          IF ( direction == 'forward' )  THEN
334
335             work(0:nx) = ar(0:nx)
336
337             CALL DZFFT( 1, nx+1, sqr_nx, work, work, trig_xf, work2, 0 )
338
339             DO  i = 0, (nx+1)/2
340                ar(i) = work(2*i)
341             ENDDO
342             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
343                ar(nx+1-i) = work(2*i+1)
344             ENDDO
345
346          ELSE
347
348             DO  i = 0, (nx+1)/2
349                work(2*i) = ar(i)
350             ENDDO
351             DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
352                work(2*i+1) = ar(nx+1-i)
353             ENDDO
354             work(1) = 0.0
355             work(nx+2) = 0.0
356
357             CALL ZDFFT( -1, nx+1, sqr_nx, work, work, trig_xb, work2, 0 )
358
359             ar(0:nx) = work(0:nx)
360
361          ENDIF
362#else
363          message_string = 'no system-specific fft-call available'
364          CALL message( 'fft_x', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 )
365#endif
366       ELSE
367          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
368                           '" not available'
369          CALL message( 'fft_x', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
370
371       ENDIF
372
373    END SUBROUTINE fft_x
374
375    SUBROUTINE fft_y( ar, direction )
376
377!----------------------------------------------------------------------!
378!                                 fft_y                                !
379!                                                                      !
380!               Fourier-transformation along y-direction               !
381!                                                                      !
382!      fft_y uses internal algorithms (Singleton or Temperton) or      !
383!           system-specific routines, if they are available            !
384!----------------------------------------------------------------------!
385
386       IMPLICIT NONE
387
388       CHARACTER (LEN=*) ::  direction
389       INTEGER ::  j, jshape(1)
390
391!kk    REAL, DIMENSION(:)        ::  ar !kk Does NOT work (Bug??)
392       REAL, DIMENSION(0:ny)     ::  ar
393       REAL, DIMENSION(0:ny+2)   ::  work
394       REAL, DIMENSION(ny+2)     ::  work1
395       COMPLEX, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  cwork
396#if defined( __ibm )
397       REAL, DIMENSION(nau2)     ::  auy2, auy4
398#elif defined( __nec )
399       REAL, DIMENSION(6*(ny+1)) ::  work2
400#endif
401
402       IF ( fft_method == 'singleton-algorithm' )  THEN
403
404!
405!--       Performing the fft with singleton's software works on every system,
406!--       since it is part of the model
407          ALLOCATE( cwork(0:ny) )
408
409          IF ( direction == 'forward')  THEN
410
411             DO  j = 0, ny
412                cwork(j) = CMPLX( ar(j) )
413             ENDDO
414
415             jshape = SHAPE( cwork )
416             CALL FFTN( cwork, jshape )
417
418             DO  j = 0, (ny+1)/2
419                ar(j) = REAL( cwork(j) )
420             ENDDO
421             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
422                ar(ny+1-j) = -AIMAG( cwork(j) )
423             ENDDO
424
425          ELSE
426
427             cwork(0) = CMPLX( ar(0), 0.0 )
428             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
429                cwork(j)      = CMPLX( ar(j), -ar(ny+1-j) )
430                cwork(ny+1-j) = CMPLX( ar(j),  ar(ny+1-j) )
431             ENDDO
432             cwork((ny+1)/2) = CMPLX( ar((ny+1)/2), 0.0 )
433
434             jshape = SHAPE( cwork )
435             CALL FFTN( cwork, jshape, inv = .TRUE. )
436
437             DO  j = 0, ny
438                ar(j) = REAL( cwork(j) )
439             ENDDO
440
441          ENDIF
442
443          DEALLOCATE( cwork )
444
445       ELSEIF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
446
447!
448!--       Performing the fft with Temperton's software works on every system,
449!--       since it is part of the model
450          IF ( direction == 'forward' )  THEN
451
452             work(0:ny) = ar
453             CALL fft991cy( work, work1, trigs_y, ifax_y, 1, ny+1, ny+1, 1, -1 )
454
455             DO  j = 0, (ny+1)/2
456                ar(j) = work(2*j)
457             ENDDO
458             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
459                ar(ny+1-j) = work(2*j+1)
460             ENDDO
461
462          ELSE
463
464             DO  j = 0, (ny+1)/2
465                work(2*j) = ar(j)
466             ENDDO
467             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
468                work(2*j+1) = ar(ny+1-j)
469             ENDDO
470             work(1)    = 0.0
471             work(ny+2) = 0.0
472
473             CALL fft991cy( work, work1, trigs_y, ifax_y, 1, ny+1, ny+1, 1, 1 )
474             ar = work(0:ny)
475
476          ENDIF
477
478       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
479
480#if defined( __ibm )  &&  ! defined( __ibmy_special )
481          IF ( direction == 'forward')  THEN
482
483             CALL DRCFT( 0, ar, 1, work, 1, ny+1, 1, 1, sqr_ny, auy1, nau1, &
484                         auy2, nau2 )
485
486             DO  j = 0, (ny+1)/2
487                ar(j) = work(2*j)
488             ENDDO
489             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
490                ar(ny+1-j) = work(2*j+1)
491             ENDDO
492
493          ELSE
494
495             DO  j = 0, (ny+1)/2
496                work(2*j) = ar(j)
497             ENDDO
498             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
499                work(2*j+1) = ar(ny+1-j)
500             ENDDO
501             work(1)    = 0.0
502             work(ny+2) = 0.0
503
504             CALL DCRFT( 0, work, 1, work, 1, ny+1, 1, -1, sqr_ny, auy3, nau1, &
505                         auy4, nau2 )
506
507             DO  j = 0, ny
508                ar(j) = work(j)
509             ENDDO
510
511          ENDIF
512#elif defined( __nec )
513          IF ( direction == 'forward' )  THEN
514
515             work(0:ny) = ar(0:ny)
516
517             CALL DZFFT( 1, ny+1, sqr_ny, work, work, trig_yf, work2, 0 )
518
519             DO  j = 0, (ny+1)/2
520                ar(j) = work(2*j)
521             ENDDO
522             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
523                ar(ny+1-j) = work(2*j+1)
524             ENDDO
525
526          ELSE
527
528             DO  j = 0, (ny+1)/2
529                work(2*j) = ar(j)
530             ENDDO
531             DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
532                work(2*j+1) = ar(ny+1-j)
533             ENDDO
534             work(1) = 0.0
535             work(ny+2) = 0.0
536
537             CALL ZDFFT( -1, ny+1, sqr_ny, work, work, trig_yb, work2, 0 )
538
539             ar(0:ny) = work(0:ny)
540
541          ENDIF
542#else
543          message_string = 'no system-specific fft-call available'
544          CALL message( 'fft_y', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 ) 
545
546#endif
547
548       ELSE
549
550          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
551                           '" not available'
552          CALL message( 'fft_y', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
553
554       ENDIF
555
556    END SUBROUTINE fft_y
557
558    SUBROUTINE fft_x_m( ar, direction )
559
560!----------------------------------------------------------------------!
561!                               fft_x_m                                !
562!                                                                      !
563!               Fourier-transformation along x-direction               !
564!                 Version for 1d domain decomposition                  !
565!             using multiple 1D FFT from Math Keisan on NEC            !
566!                       or Temperton-algorithm                         !
567!       (no singleton-algorithm on NEC because it does not vectorize)  !
568!                                                                      !
569!----------------------------------------------------------------------!
570
571       IMPLICIT NONE
572
573       CHARACTER (LEN=*)              ::  direction
574       INTEGER                        ::  i, k, siza, sizw
575
576       REAL, DIMENSION(0:nx,nz)       ::  ar
577       REAL, DIMENSION(0:nx+3,nz+1)   ::  ai
578       REAL, DIMENSION(6*(nx+4),nz+1) ::  work1
579#if defined( __nec )
580       COMPLEX, DIMENSION((nx+4)/2+1,nz+1) ::  work
581#endif
582
583       IF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
584
585          siza = SIZE( ai, 1 )
586
587          IF ( direction == 'forward')  THEN
588
589             ai(0:nx,1:nz) = ar(0:nx,1:nz)
590             ai(nx+1:,:)   = 0.0
591
592             CALL fft991cy( ai, work1, trigs_x, ifax_x, 1, siza, nx+1, nz, -1 )
593
594             DO  k = 1, nz
595                DO  i = 0, (nx+1)/2
596                   ar(i,k) = ai(2*i,k)
597                ENDDO
598                DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
599                   ar(nx+1-i,k) = ai(2*i+1,k)
600                ENDDO
601             ENDDO
602
603          ELSE
604
605             DO  k = 1, nz
606                DO  i = 0, (nx+1)/2
607                   ai(2*i,k) = ar(i,k)
608                ENDDO
609                DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
610                   ai(2*i+1,k) = ar(nx+1-i,k)
611                ENDDO
612                ai(1,k) = 0.0
613                ai(nx+2,k) = 0.0
614             ENDDO
615
616             CALL fft991cy( ai, work1, trigs_x, ifax_x, 1, siza, nx+1, nz, 1 )
617
618             ar(0:nx,1:nz) = ai(0:nx,1:nz)
619
620          ENDIF
621
622       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
623
624#if defined( __nec )
625          siza = SIZE( ai, 1 )
626          sizw = SIZE( work, 1 )
627
628          IF ( direction == 'forward')  THEN
629
630!
631!--          Tables are initialized once more. This call should not be
632!--          necessary, but otherwise program aborts in asymmetric case
633             CALL DZFFTM( 0, nx+1, nz1, sqr_nx, work, nx+4, work, nx+4, &
634                          trig_xf, work1, 0 )
635
636             ai(0:nx,1:nz) = ar(0:nx,1:nz)
637             IF ( nz1 > nz )  THEN
638                ai(:,nz1) = 0.0
639             ENDIF
640
641             CALL DZFFTM( 1, nx+1, nz1, sqr_nx, ai, siza, work, sizw, &
642                          trig_xf, work1, 0 )
643
644             DO  k = 1, nz
645                DO  i = 0, (nx+1)/2
646                   ar(i,k) = REAL( work(i+1,k) )
647                ENDDO
648                DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
649                   ar(nx+1-i,k) = AIMAG( work(i+1,k) )
650                ENDDO
651             ENDDO
652
653          ELSE
654
655!
656!--          Tables are initialized once more. This call should not be
657!--          necessary, but otherwise program aborts in asymmetric case
658             CALL ZDFFTM( 0, nx+1, nz1, sqr_nx, work, nx+4, work, nx+4, &
659                          trig_xb, work1, 0 )
660
661             IF ( nz1 > nz )  THEN
662                work(:,nz1) = 0.0
663             ENDIF
664             DO  k = 1, nz
665                work(1,k) = CMPLX( ar(0,k), 0.0 )
666                DO  i = 1, (nx+1)/2 - 1
667                   work(i+1,k) = CMPLX( ar(i,k), ar(nx+1-i,k) )
668                ENDDO
669                work(((nx+1)/2)+1,k) = CMPLX( ar((nx+1)/2,k), 0.0 )
670             ENDDO
671
672             CALL ZDFFTM( -1, nx+1, nz1, sqr_nx, work, sizw, ai, siza, &
673                          trig_xb, work1, 0 )
674
675             ar(0:nx,1:nz) = ai(0:nx,1:nz)
676
677          ENDIF
678
679#else
680          message_string = 'no system-specific fft-call available'
681          CALL message( 'fft_x_m', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 ) 
682#endif
683
684       ELSE
685
686          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
687                           '" not available'
688          CALL message( 'fft_x_m', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
689
690       ENDIF
691
692    END SUBROUTINE fft_x_m
693
694    SUBROUTINE fft_y_m( ar, ny1, direction )
695
696!----------------------------------------------------------------------!
697!                               fft_y_m                                !
698!                                                                      !
699!               Fourier-transformation along y-direction               !
700!                 Version for 1d domain decomposition                  !
701!             using multiple 1D FFT from Math Keisan on NEC            !
702!                       or Temperton-algorithm                         !
703!       (no singleton-algorithm on NEC because it does not vectorize)  !
704!                                                                      !
705!----------------------------------------------------------------------!
706
707       IMPLICIT NONE
708
709       CHARACTER (LEN=*)              ::  direction
710       INTEGER                        ::  j, k, ny1, siza, sizw
711
712       REAL, DIMENSION(0:ny1,nz)      ::  ar
713       REAL, DIMENSION(0:ny+3,nz+1)   ::  ai
714       REAL, DIMENSION(6*(ny+4),nz+1) ::  work1
715#if defined( __nec )
716       COMPLEX, DIMENSION((ny+4)/2+1,nz+1) ::  work
717#endif
718
719       IF ( fft_method == 'temperton-algorithm' )  THEN
720
721          siza = SIZE( ai, 1 )
722
723          IF ( direction == 'forward')  THEN
724
725             ai(0:ny,1:nz) = ar(0:ny,1:nz)
726             ai(ny+1:,:)   = 0.0
727
728             CALL fft991cy( ai, work1, trigs_y, ifax_y, 1, siza, ny+1, nz, -1 )
729
730             DO  k = 1, nz
731                DO  j = 0, (ny+1)/2
732                   ar(j,k) = ai(2*j,k)
733                ENDDO
734                DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
735                   ar(ny+1-j,k) = ai(2*j+1,k)
736                ENDDO
737             ENDDO
738
739          ELSE
740
741             DO  k = 1, nz
742                DO  j = 0, (ny+1)/2
743                   ai(2*j,k) = ar(j,k)
744                ENDDO
745                DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
746                   ai(2*j+1,k) = ar(ny+1-j,k)
747                ENDDO
748                ai(1,k) = 0.0
749                ai(ny+2,k) = 0.0
750             ENDDO
751
752             CALL fft991cy( ai, work1, trigs_y, ifax_y, 1, siza, ny+1, nz, 1 )
753
754             ar(0:ny,1:nz) = ai(0:ny,1:nz)
755
756          ENDIF
757
758       ELSEIF ( fft_method == 'system-specific' )  THEN
759
760#if defined( __nec )
761          siza = SIZE( ai, 1 )
762          sizw = SIZE( work, 1 )
763
764          IF ( direction == 'forward')  THEN
765
766!
767!--          Tables are initialized once more. This call should not be
768!--          necessary, but otherwise program aborts in asymmetric case
769             CALL DZFFTM( 0, ny+1, nz1, sqr_ny, work, ny+4, work, ny+4, &
770                          trig_yf, work1, 0 )
771
772             ai(0:ny,1:nz) = ar(0:ny,1:nz)
773             IF ( nz1 > nz )  THEN
774                ai(:,nz1) = 0.0
775             ENDIF
776
777             CALL DZFFTM( 1, ny+1, nz1, sqr_ny, ai, siza, work, sizw, &
778                          trig_yf, work1, 0 )
779
780             DO  k = 1, nz
781                DO  j = 0, (ny+1)/2
782                   ar(j,k) = REAL( work(j+1,k) )
783                ENDDO
784                DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
785                   ar(ny+1-j,k) = AIMAG( work(j+1,k) )
786                ENDDO
787             ENDDO
788
789          ELSE
790
791!
792!--          Tables are initialized once more. This call should not be
793!--          necessary, but otherwise program aborts in asymmetric case
794             CALL ZDFFTM( 0, ny+1, nz1, sqr_ny, work, ny+4, work, ny+4, &
795                          trig_yb, work1, 0 )
796
797             IF ( nz1 > nz )  THEN
798                work(:,nz1) = 0.0
799             ENDIF
800             DO  k = 1, nz
801                work(1,k) = CMPLX( ar(0,k), 0.0 )
802                DO  j = 1, (ny+1)/2 - 1
803                   work(j+1,k) = CMPLX( ar(j,k), ar(ny+1-j,k) )
804                ENDDO
805                work(((ny+1)/2)+1,k) = CMPLX( ar((ny+1)/2,k), 0.0 )
806             ENDDO
807
808             CALL ZDFFTM( -1, ny+1, nz1, sqr_ny, work, sizw, ai, siza, &
809                          trig_yb, work1, 0 )
810
811             ar(0:ny,1:nz) = ai(0:ny,1:nz)
812
813          ENDIF
814
815#else
816          message_string = 'no system-specific fft-call available'
817          CALL message( 'fft_y_m', 'PA0188', 1, 2, 0, 6, 0 ) 
818#endif
819
820       ELSE
821         
822          message_string = 'fft method "' // TRIM( fft_method) // &
823                           '" not available'
824          CALL message( 'fft_x_m', 'PA0189', 1, 2, 0, 6, 0 )
825
826       ENDIF
827
828    END SUBROUTINE fft_y_m
829
830 END MODULE fft_xy
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
  | Impressum | ©Leibniz Universität Hannover |