6.1 1次元可視化

現在（2013-07-02 (火) 18:18:57）作成中です。 既に書いてある内容も大幅に変わる可能性が高いので注意。

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神戸大学 大学院システム情報学研究科 計算科学専攻 陰山 聡

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【目次】

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アニメーション用データの生成 †

次にアニメーションによって収束の様子を確認しよう。 そのためのデータ（連番つきファイル群）を書き出すためのプログラム heat_animation_x_prof.f90 を以下に示す。 このプログラムをpgf90コマンドでコンパイルし、 実行すればdataディレクトリに連番ファイルが出力される。

module constants
  implicit none
  integer, parameter :: m=61, nmax=5000
  integer, parameter :: SP = kind(1.0)
  integer, parameter :: DP = selected_real_kind(2*precision(1.0_SP))
end module constants

module print
  use constants
  implicit none

contains

  subroutine print__profile(f)
    real(DP), dimension(0:m+1), intent(in) :: f
    integer :: i
    integer :: counter = 0  ! automatic save attribute
    character(len=*), parameter :: base = "../data/temp.j=middle."
    character(len=4) :: serial_num
    write(serial_num,'(i4.4)') counter
    open(10,file=base//serial_num)
    do i = 0 , m+1
       write(10,*) i, f(i)
    end do
    close(10)
    counter = counter + 1
  end subroutine print__profile
end module print

program heat1_animation_x_prof
  use constants
  use print
  implicit none
  integer :: i,j,n
  real(DP), dimension(:,:), allocatable :: u, un
  real(DP) :: h, heat=1.0_DP
  real(DP) :: random
  allocate(u(0:m+1,0:m+1))
  allocate(un(m,m))
  h = 1.0_DP/(m+1)
  u(:,:) = 0.0_DP
  call print__profile(u(:,m/2+1))
  do n=1, nmax
    do j=1, m
      do i=1, m
        un(i,j)=(u(i-1,j)+u(i+1,j)+u(i,j-1)+u(i,j+1))/4.0_DP+heat*h*h
      end do
    end do
    u(1:m,1:m)=un(1:m,1:m)
    if (mod(n,100)==0) call print__profile(u(:,m/2+1))
  end do
  deallocate(u,un)
end program heat1_animation_x_prof

gnuplotによるアニメーション †

gnuplotのスクリプトを使えばアニメーションも簡単にできる。 ただし、コマ数が多くなると手でスクリプトを書くのは難しくなるので、 「gnuplotスクリプト自動生成プログラム」を作ったほうがよい。 以下はその例である。

【演習】1次元グラフ アニメーション †

以下のコードを heat1_animation_x_prof_gp_generator.f90 というファイルに保存し、ソースコードの冒頭にあるUsageに従ってgnuplotによる可視化アニメーションを作れ。

!
! heat1_animation_x_prof_gp_generator.f90
!
!    by  Akira Kageyama
!    at  Kobe University
!    on  2010.07.07
!   for  data visualization of heat1_animation_x_prof.f90
!    in  the Lecture "Computational Science" (2010)
!
! Usage: 
!    (1) check the mesh size m and the counter_end.
!    (2) pgf95 this_code
!    (3) ./a.out > anyname
!    (4) gnuplot anyname
!

program heat1_animation_x_prof_gp_generator
  implicit none
  integer, parameter :: m = 61
  integer :: counter, counter_end = 50
  character(len=*), parameter :: base='../data/temp.j=middle.'
  character(len=4)            :: serial_num
  
  print *, "#"
  print *, "# gnuplot script generated by heat1_animation_x_prof_gp_generator.f90"
  print *, "#"
  print *, " "
  print *, "set xlabel 'j'              # x-axis"
  print *, "set ylabel 'temperature'    # y-axis"   
  print *, "set xrange[0:", m+1, "]     # j-grid min & max"
  print *, "set yrange[0.0:0.5]         # temperature min & max"

  do counter = 0 , counter_end
     write(serial_num,'(i4.4)') counter
     print *, "plot '"//base//serial_num//"' w lp"
     if ( counter==0) then 
        print *, "pause 5"
     else
        print *, "pause 1"
     end if
  end do
  print *, "pause -1"
end program heat1_animation_x_prof_gp_generator

レポート課題 †

・・・未定・・・

授業アンケート †

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