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気象数値予測(その1):基礎

講義のPPT

11月17日の講義分 : TSUKUBA20101117.pptx(695)
12月1日の講義分 : 気象数値予測その2.pptx(335)

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プログラムのダウンロード

一次元波動方程式のプログラム

実行方法

g95 wave.f90
a.out < namelist_advection

一次元拡散方程式のプログラム

実行方法

g95 diff.f90
a.out < namelist_diffusion

一次元ポワソン方程式のプログラム

実行方法

g95 poisson.f90
a.out < namelist_diffusion

コンパイラのインストールやコンパイル方法

windowsXPでのfortranコンパイラg95のインストール方法

  • g95 project のホームページへ http://www.g95.org/index.shtml
  • 「download」を選び「binaries」を選び,「Self-extracting Windows x86」の右側のところからコンパイラをダウンロードする
  • ダウンロードした「g95-MinGW.exe」をCドライブの下にコピーする
  • 「g95-MinGW.exe」をダブルクリックする

以下、岡山理科大 荒井准教授のHP http://d.hatena.ne.jp/arakik10/20090213/p1 のページを参考にしました

  • 「実行」を押し、「g95 MinGW install system. Continue?」には「はい」と答える
  • インストール先フォルダを指定するときには「Destination Folder」を C:\g95 に指定する
  • 「utilities」と「libs」もインストールするので「OK」と答える
  • パスの設定で、現在 PATH = c:\g95\bin, LIBRARY_PATH = c:\g95\lib に設定されていることを確認する 「OK」と答える
  • Set LIBRARY_PATH for all users? に[はい(Y)]と答える
  • READMEにも目を通す
  • 「G95 was successfully installed」というメッセージがでるので、「OK」と答える

以上でインストールは成功。次に実行する環境を整える。

  • デスクトップに「fortran」というフォルダを作成
  • 上でダウンロードしたfortranプログラムとnamelistファイル(wave.f90やnamelist_advection等)を同じフォルダに保存する
  • 「スタート」→「すべてのプログラム」→「アクセサリ」→「コマンドプロンプト」として、コマンドプロンプトを右クリックし、「コピー」を選択
  • 「fortran」というフォルダの中で、右クリックし、「貼り付け」を選択
  • コマンドプロンプトのショートカットが「fortran」というフォルダ内に作成される。
  • ショートカットを右クリックし、「プロパティ」を選択
  • 「作業フォルダ」に書かれているものをすべて消去し、空白にする
  • ショートカットをダブルクリック
  • 真っ黒な画面(コマンドプロンプト)がでてくる
  • g95 wave.f90 とコンパイルする
  • a.exeというファイルが作成される
  • a.exe < namelist_advection と実行する
  • 「fortran」というフォルダ内に,「out_wave.csv」というファイルが形成される

プログラムのコンパイル方法

g90 wave.f90

とすると、a.outというファイルが作られる(windowsではa.exe)

./a.out < namelist_advection

を実行すると、out_wave.csvというファイルが作成される

windowsの場合には、

a.exe < namelist_advection

と実行する

チャレンジ

  • namelist_advectionの中の分解能dx,dtや移流速度cを変更し、実行してみる
  • クーラン数(c*dt/dx)が1を越えるとどうなるか?

グラフ描画の方法

Excelでグラフ化して見る

out_wave.csvなどのCSVファイルをexcelで開き(ダブルクリックするだけ)、
折れ線グラフで描画する

Linuxを使ってGrADSで見る

GrADSは、Linuxで動作する。

Linuxを使ってGMTで見る

  • 波動方程式と拡散方程式の描画用draw.pl(1125) (11/18に更新しました)
  • ポワソン方程式の描画用draw2.pl(1178)

最初に

mkdir PNGFILE

PNGFILEというディレクトリを作成してください。次に

perl draw.pl

と実行する。

ちなみにPNGファイルを作成するために、gsというコマンドを使います。
gsがインストールされていない環境では、imagemagicというフリーソフトを
インストールしてください

LINUXでGMTで書いた絵をアニメーションにする

以下のコマンドを使って、gifアニメーションを作る

 cd PNGFILE

 convert -loop 0 -delay 160 out_wave*.png out_wave.gif