!= Module BasicSet
!
! Authors::   SUGIYAMA Ko-ichiro, ODAKA Masatsugu
! Version::   $Id: basicset.f90,v 1.9 2011-10-04 05:17:35 sugiyama Exp $
! Tag Name::  $Name: arare5-20111010 $
! Copyright:: Copyright (C) GFD Dennou Club, 2007. All rights reserved.
! License::   See COPYRIGHT[link:../../COPYRIGHT]
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!== Overview 
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! デフォルトの基本場を設定するための変数参照型モジュール
! * BasicEnvFile_init: 基本場の値を netCDF ファイルから取得
! * BasicEnvCalc_Init: 基本場の情報を Namelist から取得して値を計算
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!== Error Handling
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!== Known Bugs
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!== Note
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!== Future Plans
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module basicset
  !
  !デフォルトの基本場を設定するための変数参照型モジュール
  !ただし, hogeBZ となる配列は, 外部から値を入力することで
  !初期化を行う. 
  !

  !モジュール読み込み
  use dc_types,   only: DP
  use gridset,    only: imin,       &! 配列の X 方向の下限
    &                   imax,       &! 配列の X 方向の上限
    &                   jmin,       &! 配列の Z 方向の下限
    &                   jmax,       &! 配列の Z 方向の上限
    &                   kmin,       &! 配列の Z 方向の下限
    &                   kmax,       &! 配列の Z 方向の上限
    &                   ncmax           ! 化学種の数
  use axesset,  only: xyr_avr_xyz
  use composition, only: GasNum,       &!気体の数
    &                 IdxG,         &!気体の配列添え字
    &                 MolWtWet       !凝縮成分の分子量

  !暗黙の型宣言禁止
  implicit none

  !save 属性
  private

  !Public Interface
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_DensBZ(:,:,:)    !密度
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_PressBZ(:,:,:)   !無次元圧力
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_ExnerBZ(:,:,:)   !無次元圧力
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_TempBZ(:,:,:)    !温度
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_PTempBZ(:,:,:) !温位
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_VPTempBZ(:,:,:) !仮温位
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_VelSoundBZ(:,:,:)!音速
  real(DP), allocatable, save, public :: xyzf_QMixBZ(:,:,:,:)!凝縮成分混合比
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_EffMolWtBZ(:,:,:)!分子量効果
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_QMixBZPerMolWt(:,:,:)
                              !基本場の混合比 / 分子量 の総和
  real(DP), allocatable, save, public :: xyr_QMixBZPerMolWt(:,:,:)
                              !基本場の混合比 / 分子量 の総和
  real(DP), allocatable, save, public :: xyz_QMixBZ(:,:,:)
                              !基本場の混合比の総和
  real(DP), allocatable, save, public :: xyr_QMixBZ(:,:,:)
                              !基本場の混合比の総和

  public basicset_init

contains

!!!-----------------------------------------------------------------!!!
  subroutine basicset_init(                                     &
    &   xyz_Press, xyz_Exner, xyz_Temp, xyz_PTemp, xyz_Dens,    & 
    &   xyz_VelSound, xyzf_QMix, xyz_EffMolWt &
    & )
    !
    ! 基本場の値を外部から取得する. 
    ! dry の場合は混合比や乾燥成分と凝結成分の存在比を陽に使わないので,
    ! これらの変数は optional にしている. 
    !
    
    !入力変数
    real(DP), intent(in) :: xyz_Press(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)
    real(DP), intent(in) :: xyz_Exner(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)
    real(DP), intent(in) :: xyz_Temp(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)
    real(DP), intent(in) :: xyz_PTemp(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)
    real(DP), intent(in) :: xyz_Dens(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)
    real(DP), intent(in) :: xyz_VelSound(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)
    real(DP), intent(in), optional :: xyzf_QMix(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax,ncmax)
    real(DP), intent(in), optional :: xyz_EffMolWt(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)
    real(DP)             :: xyzf_QMixBZPerMolWt(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax,GasNum)
    integer              :: s

    ! 配列の初期化
    call basicset_array_init
    
    !値の入力
    xyz_PressBZ    = xyz_Press
    xyz_ExnerBZ    = xyz_Exner
    xyz_TempBZ     = xyz_Temp
    xyz_PTempBZ  = xyz_PTemp
    xyz_DensBZ     = xyz_Dens
    xyz_VelSoundBZ = xyz_VelSound
    if (present(xyz_EffMolWt)) xyz_EffMolWtBZ = xyz_EffMolWt

    if (present(xyzf_QMix)) then 
      xyzf_QMixBZ = xyzf_QMix
      xyzf_QMixBZPerMolWt = 0.0d0

      do s = 1, GasNum
        xyzf_QMixBZPerMolWt(:,:,:,s) = &
          & xyzf_QMixBZ(:,:,:,IdxG(s)) / MolWtWet(IdxG(s))
      end do

      xyz_QMixBZPerMolWt = sum(xyzf_QMixBZPerMolWt, 4) 
      xyr_QMixBZPerMolWt = xyr_avr_xyz( sum(xyzf_QMixBZPerMolWt, 4) )
      xyz_QMixBZ         = sum(xyzf_QMixBZ, 4) 
      xyr_QMixBZ         = xyr_avr_xyz( sum(xyzf_QMixBZ, 4) )     
    end if

    xyz_VPTempBZ = xyz_PTempBZ / xyz_EffMolWtBZ

  end subroutine basicset_init


  subroutine basicset_array_init
    !
    ! *BZ な配列の初期化
    !

    allocate( & 
      & xyz_DensBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax), &
      & xyz_PressBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax), &
      & xyz_ExnerBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax), &
      & xyz_TempBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax), &
      & xyz_PTempBZ (imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax), &
      & xyz_VPTempBZ (imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax), &
      & xyz_VelSoundBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax), &
      & xyzf_QMixBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax,ncmax), &
      & xyz_EffMolWtBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)  &
      & )
    allocate( &
      & xyr_QMixBZPerMolWt(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax),           &
      & xyz_QMixBZPerMolWt(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax),           &
      & xyr_QMixBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax),                   &
      & xyz_QMixBZ(imin:imax,jmin:jmax,kmin:kmax)                    &
      & )

    ! 値の確定
    xyz_DensBZ     = 0.0d0
    xyz_PressBZ    = 0.0d0   
    xyz_ExnerBZ    = 0.0d0   
    xyz_TempBZ     = 0.0d0   
    xyz_PTempBZ    = 0.0d0
    xyz_VPTempBZ   = 0.0d0
    xyz_VelSoundBZ = 0.0d0
    xyzf_QMixBZ    = 0.0d0
    xyz_EffMolWtBZ = 1.0d0 ! dry の場合は必ず 1.0

    xyr_QMixBZPerMolWt = 0.0d0
    xyz_QMixBZPerMolWt = 0.0d0
    xyr_QMixBZ = 0.0d0
    xyz_QMixBZ = 0.0d0
    
  end subroutine basicset_array_init
  
end module basicset