source: palm/trunk/SOURCE/lpm_set_attributes.f90 @ 1310

Last change on this file since 1310 was 1310, checked in by raasch, 7 years ago

update of GPL copyright

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 9.9 KB
Line 
1 SUBROUTINE lpm_set_attributes
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 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: lpm_set_attributes.f90 1310 2014-03-14 08:01:56Z raasch $
27!
28! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
29! code put under GPL (PALM 3.9)
30!
31! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
32! routine renamed: set_particle_attributes -> lpm_set_attributes
33!
34! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
35! particle feature color renamed class
36!
37! 622 2010-12-10 08:08:13Z raasch
38! optional barriers included in order to speed up collective operations
39!
40! 271 2009-03-26 00:47:14Z raasch
41! Initial version
42!
43! Description:
44! ------------
45! This routine sets certain particle attributes depending on the values that
46! other PALM variables have at the current particle position.
47!------------------------------------------------------------------------------!
48
49    USE arrays_3d
50    USE control_parameters
51    USE cpulog
52    USE dvrp_variables
53    USE grid_variables
54    USE indices
55    USE interfaces
56    USE particle_attributes
57    USE pegrid
58    USE statistics
59
60    IMPLICIT NONE
61
62    INTEGER ::  i, j, k, n
63    REAL    ::  aa, absuv, bb, cc, dd, gg, height, pt_int, pt_int_l, pt_int_u, &
64                u_int, u_int_l, u_int_u, v_int, v_int_l, v_int_u, w_int,       &
65                w_int_l, w_int_u, x, y
66
67
68    CALL cpu_log( log_point_s(49), 'lpm_set_attributes', 'start' )
69
70!
71!-- Set particle color
72    IF ( particle_color == 'absuv' )  THEN
73
74!
75!--    Set particle color depending on the absolute value of the horizontal
76!--    velocity
77       DO  n = 1, number_of_particles
78!
79!--       Interpolate u velocity-component, determine left, front, bottom
80!--       index of u-array
81          i = ( particles(n)%x + 0.5 * dx ) * ddx
82          j =   particles(n)%y * ddy
83          k = ( particles(n)%z + 0.5 * dz * atmos_ocean_sign ) / dz  &
84              + offset_ocean_nzt                     ! only exact if equidistant
85
86!
87!--       Interpolation of the velocity components in the xy-plane
88          x  = particles(n)%x + ( 0.5 - i ) * dx
89          y  = particles(n)%y - j * dy
90          aa = x**2          + y**2
91          bb = ( dx - x )**2 + y**2
92          cc = x**2          + ( dy - y )**2
93          dd = ( dx - x )**2 + ( dy - y )**2
94          gg = aa + bb + cc + dd
95
96          u_int_l = ( ( gg - aa ) * u(k,j,i)   + ( gg - bb ) * u(k,j,i+1)   &
97                    + ( gg - cc ) * u(k,j+1,i) + ( gg - dd ) * u(k,j+1,i+1) &
98                    ) / ( 3.0 * gg ) - u_gtrans
99          IF ( k+1 == nzt+1 )  THEN
100             u_int = u_int_l
101          ELSE
102             u_int_u = ( ( gg-aa ) * u(k+1,j,i)   + ( gg-bb ) * u(k+1,j,i+1)   &
103                       + ( gg-cc ) * u(k+1,j+1,i) + ( gg-dd ) * u(k+1,j+1,i+1) &
104                       ) / ( 3.0 * gg ) - u_gtrans
105             u_int = u_int_l + ( particles(n)%z - zu(k) ) / dz * &
106                               ( u_int_u - u_int_l )
107          ENDIF
108
109!
110!--       Same procedure for interpolation of the v velocity-component (adopt
111!--       index k from u velocity-component)
112          i =   particles(n)%x * ddx
113          j = ( particles(n)%y + 0.5 * dy ) * ddy
114
115          x  = particles(n)%x - i * dx
116          y  = particles(n)%y + ( 0.5 - j ) * dy
117          aa = x**2          + y**2
118          bb = ( dx - x )**2 + y**2
119          cc = x**2          + ( dy - y )**2
120          dd = ( dx - x )**2 + ( dy - y )**2
121          gg = aa + bb + cc + dd
122
123          v_int_l = ( ( gg - aa ) * v(k,j,i)   + ( gg - bb ) * v(k,j,i+1)   &
124                 + ( gg - cc ) * v(k,j+1,i) + ( gg - dd ) * v(k,j+1,i+1) &
125                 ) / ( 3.0 * gg ) - v_gtrans
126          IF ( k+1 == nzt+1 )  THEN
127             v_int = v_int_l
128          ELSE
129             v_int_u = ( ( gg-aa ) * v(k+1,j,i)   + ( gg-bb ) * v(k+1,j,i+1)   &
130                       + ( gg-cc ) * v(k+1,j+1,i) + ( gg-dd ) * v(k+1,j+1,i+1) &
131                       ) / ( 3.0 * gg ) - v_gtrans
132             v_int = v_int_l + ( particles(n)%z - zu(k) ) / dz * &
133                               ( v_int_u - v_int_l )
134          ENDIF
135
136          absuv = SQRT( u_int**2 + v_int**2 )
137
138!
139!--       Limit values by the given interval and normalize to interval [0,1]
140          absuv = MIN( absuv, color_interval(2) )
141          absuv = MAX( absuv, color_interval(1) )
142
143          absuv = ( absuv - color_interval(1) ) / &
144                  ( color_interval(2) - color_interval(1) )
145
146!
147!--       Number of available colors is defined in init_dvrp
148          particles(n)%class = 1 + absuv * ( dvrp_colortable_entries_prt - 1 )
149
150       ENDDO
151
152    ELSEIF ( particle_color == 'pt*' )  THEN
153!
154!--    Set particle color depending on the resolved scale temperature
155!--    fluctuation.
156!--    First, calculate the horizontal average of the potential temperature
157!--    (This is also done in flow_statistics, but flow_statistics is called
158!--    after this routine.)
159       sums_l(:,4,0) = 0.0
160       DO  i = nxl, nxr
161          DO  j =  nys, nyn
162             DO  k = nzb, nzt+1
163                sums_l(k,4,0) = sums_l(k,4,0) + pt(k,j,i)
164             ENDDO
165          ENDDO
166       ENDDO
167
168#if defined( __parallel )
169
170       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
171       CALL MPI_ALLREDUCE( sums_l(nzb,4,0), sums(nzb,4), nzt+2-nzb, &
172                           MPI_REAL, MPI_SUM, comm2d, ierr )
173
174#else
175
176       sums(:,4) = sums_l(:,4,0)
177
178#endif
179
180       sums(:,4) = sums(:,4) / ngp_2dh(0)
181
182       DO  n = 1, number_of_particles
183!
184!--       Interpolate temperature to the current particle position
185          i = particles(n)%x * ddx
186          j = particles(n)%y * ddy
187          k = ( particles(n)%z + 0.5 * dz * atmos_ocean_sign ) / dz  &
188              + offset_ocean_nzt                     ! only exact if equidistant
189
190          x  = particles(n)%x - i * dx
191          y  = particles(n)%y - j * dy
192          aa = x**2          + y**2
193          bb = ( dx - x )**2 + y**2
194          cc = x**2          + ( dy - y )**2
195          dd = ( dx - x )**2 + ( dy - y )**2
196          gg = aa + bb + cc + dd
197
198          pt_int_l = ( ( gg - aa ) * pt(k,j,i)   + ( gg - bb ) * pt(k,j,i+1)   &
199                     + ( gg - cc ) * pt(k,j+1,i) + ( gg - dd ) * pt(k,j+1,i+1) &
200                     ) / ( 3.0 * gg ) - sums(k,4)
201
202          pt_int_u = ( ( gg-aa ) * pt(k+1,j,i)   + ( gg-bb ) * pt(k+1,j,i+1)   &
203                     + ( gg-cc ) * pt(k+1,j+1,i) + ( gg-dd ) * pt(k+1,j+1,i+1) &
204                     ) / ( 3.0 * gg ) - sums(k,4)
205
206          pt_int = pt_int_l + ( particles(n)%z - zu(k) ) / dz * &
207                              ( pt_int_u - pt_int_l )
208
209!
210!--       Limit values by the given interval and normalize to interval [0,1]
211          pt_int = MIN( pt_int, color_interval(2) )
212          pt_int = MAX( pt_int, color_interval(1) )
213
214          pt_int = ( pt_int - color_interval(1) ) / &
215                   ( color_interval(2) - color_interval(1) )
216
217!
218!--       Number of available colors is defined in init_dvrp
219          particles(n)%class = 1 + pt_int * ( dvrp_colortable_entries_prt - 1 )
220
221       ENDDO
222
223    ELSEIF ( particle_color == 'z' )  THEN
224!
225!--    Set particle color depending on the height above the bottom
226!--    boundary (z=0)
227       DO  n = 1, number_of_particles
228
229          height = particles(n)%z
230!
231!--       Limit values by the given interval and normalize to interval [0,1]
232          height = MIN( height, color_interval(2) )
233          height = MAX( height, color_interval(1) )
234
235          height = ( height - color_interval(1) ) / &
236                   ( color_interval(2) - color_interval(1) )
237
238!
239!--       Number of available colors is defined in init_dvrp
240          particles(n)%class = 1 + height * ( dvrp_colortable_entries_prt - 1 )
241
242       ENDDO
243
244    ENDIF
245
246!
247!-- Set particle size for dvrp graphics
248    IF ( particle_dvrpsize == 'absw' )  THEN
249
250       DO  n = 1, number_of_particles
251!
252!--       Interpolate w-component to the current particle position
253          i = particles(n)%x * ddx
254          j = particles(n)%y * ddy
255          k = particles(n)%z / dz
256
257          x  = particles(n)%x - i * dx
258          y  = particles(n)%y - j * dy
259          aa = x**2          + y**2
260          bb = ( dx - x )**2 + y**2
261          cc = x**2          + ( dy - y )**2
262          dd = ( dx - x )**2 + ( dy - y )**2
263          gg = aa + bb + cc + dd
264
265          w_int_l = ( ( gg - aa ) * w(k,j,i)   + ( gg - bb ) * w(k,j,i+1)   &
266                    + ( gg - cc ) * w(k,j+1,i) + ( gg - dd ) * w(k,j+1,i+1) &
267                    ) / ( 3.0 * gg )
268
269          IF ( k+1 == nzt+1 )  THEN
270             w_int = w_int_l
271          ELSE
272             w_int_u = ( ( gg-aa ) * w(k+1,j,i)   + ( gg-bb ) * w(k+1,j,i+1)   &
273                       + ( gg-cc ) * w(k+1,j+1,i) + ( gg-dd ) * w(k+1,j+1,i+1) &
274                       ) / ( 3.0 * gg )
275             w_int = w_int_l + ( particles(n)%z - zw(k) ) / dz * &
276                               ( w_int_u - w_int_l )
277          ENDIF
278
279!
280!--       Limit values by the given interval and normalize to interval [0,1]
281          w_int = ABS( w_int )
282          w_int = MIN( w_int, dvrpsize_interval(2) )
283          w_int = MAX( w_int, dvrpsize_interval(1) )
284
285          w_int = ( w_int - dvrpsize_interval(1) ) / &
286                  ( dvrpsize_interval(2) - dvrpsize_interval(1) )
287
288          particles(n)%dvrp_psize = ( 0.25 + w_int * 0.6 ) * dx
289
290       ENDDO
291
292    ENDIF
293
294    CALL cpu_log( log_point_s(49), 'lpm_set_attributes', 'stop' )
295
296
297 END SUBROUTINE lpm_set_attributes
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.