重力流の実験 by Straka et al. (1993)

Straka et al. (1993) で行われた, 重力流の実験を実行する方法を説明します.

概要

本実験は以下の 3 つのステップで行います.

実験ディレクトリの準備
初期値の準備
実験の実行

実験用ディレクトリ準備

deepconv の数値実験はソースツリー内部では行わずソースツリーとは別の外部ディレクトリにて行うことを推奨いたします.

まず deepconv/arare5 ソースのトップディレクトリ(以下の例では arare5-YYYYMMDD とする)に移動してください. 以下では deepconv/arare5 ソースディレクトリの隣に ../deepconv-exp/s93-exp ディレクトリを作成し, そこで実験を行うことにします. 次のように ../deepconv-exp/s93-exp ディレクトリを作成し, 移動してください.

$ mkdir -p ../deepconv-exp/s93-exp
$ cd ../deepconv-exp/s93-exp

次に, このディレクトリに実行ファイルと設定ファイル置き場を作成します.

$ mkdir bin
$ mkdir conf

最後に作成したディレクトリに実行ファイルと設定ファイルをコピーします.

$ cp ../../arare5-YYYYMMDD/src/main/arare bin
$ cp ../../arare5-YYYYMMDD/src/main/arare_init-data bin/
$ cp ../../arare5-YYYYMMDD/exp_setup_files/04_density-current/density-current_512x1x64_Center4_Center2_PTemp.nc conf/

なお, 実行ファイルと設定ファイル (NAMELIST ファイル) があれば, どのディレクトリにおいても計算を行うことができます.

初期値データファイルの作成

arare_init-data と NAMELIST ファイル density-current_512x1x64_Center4_Center2.conf を用いて初期値ファイル density-current_512x1x64_Center4_Center2_ini.nc を作成します.

$ ./bin/arare_init-data -N=conf/arare-DensCurrent-dry_init.conf

 *** MESSAGE [main] ***  Namelist file is 'density-current_512x1x64_Center4_Center2.conf'
 *** MESSAGE [argset_init] ***  NAMELIST FILE = density-current_512x1x64_Center4_Center2.conf
 *** MESSAGE [namelist_util] ***  ----- Initialization Messages -----
 *** MESSAGE [namelist_util] ***    MaxNmlArySize = 256
 *** MESSAGE [namelist_util] ***  -- version = $Name:  $$Id: exp-s93.rd,v 1.3 2016/02/13 04:42:06 odakker Exp $
 *** MESSAGE [gridset_init] ***  xsub = 1
                       : 
 *** MESSAGE [main] ***  Making Initial data....
 *** MESSAGE [main] ***  Making Initial data (basic) named DRY...
 *** MESSAGE [main] ***  Making Initial data (disturb) named CosXZ...
 *** MESSAGE [main] ***  Output variables into netCDF file...
 *** MESSAGE [restartfileioIO_init] ***  InitialFile  = density-current_512x1x64_Center4_Center2_ini.nc
 *** MESSAGE [restartfileioIO_init] ***  InputFile  =
 *** MESSAGE [restartfileioIO_init] ***  OutputFile = density-current_512x1x64_Center4_Center2_res.nc
 *** MESSAGE [restartfileioIO_init] ***  INPUT  =
 *** MESSAGE [restartfileioIO_init] ***  OUTPUT = density-current_512x1x64_Center4_Center2_ini.nc
 *** MESSAGE [GDNcFileOpen] ***  "density-current_512x1x64_Center4_Center2_ini.nc" is overwritten.

実験の実行

実行ファイル arare と NAMELIST ファイル density-current_512x1x64_Center4_Center2.conf を用いて, 以下のように arare を実行してください. プログラム終了には数分〜数十分かかります.

(なお, クロスコンパイル環境では以下の方法でプログラムを実行することはできないので注意してください. その場合の実行方法に関しては, その環境でのプログラム実行マニュアルなどを参照ください. )

$ ./bin/arare -N=conf/arare-DensCurrent-dry.conf | tee s93.log

 *** MESSAGE [main] ***  Namelist file is 'conf/density-current_512x1x64_Center4_Center2.conf'
 *** MESSAGE [argset_init] ***  NAMELIST FILE = conf/density-current_512x1x64_Center4_Center2.conf
 *** MESSAGE [namelist_util] ***  ----- Initialization Messages -----
 *** MESSAGE [namelist_util] ***    MaxNmlArySize = 256
 *** MESSAGE [namelist_util] ***  -- version = $Name:  $$Id: exp-s93.rd,v 1.3 2016/02/13 04:42:06 odakker Exp $
 *** MESSAGE [timeset_init] ***  DelTimeLong  = 1.
                   :
  *** MESSAGE [HistoryClose] ***  "density-current_512x1x64_Center4_Center2_PTemp.nc" is closed

  ############## CPU TIME SUMMARY ################
  initialization         0.176000E+00
  time-integration       0.672216E+03  (11.20 minutes)
  ------------------------------------------------
         TOTAL TIME =    0.672392E+03  (11.21 minutes)

この場合, 約 10 分の時間積分が行われます. 計算結果は VelX.nc や PTemp.nc として出力されます. またリスタートファイルが 'density-current_512x1x64_Center4_Center2_res.nc' として出力されます.

結果の可視化

簡単な解析・可視化を参照してください.

参考文献

Straka, J. M., Wilhelmson, R. B., Wicker, A. L., Anderson, J. R., Droegemeier, K. K., 1993 : Numerical solutions of a non-linear density current : A benchmark solution and comparisons. International Journal for Numerical Methods in Fluids , 17, 1--22

$Id: exp-s93.rd,v 1.3 2016/02/13 04:42:06 odakker Exp $