-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 3
/
FDTD_language_comparison.f90
82 lines (62 loc) · 2.7 KB
/
FDTD_language_comparison.f90
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
! 二次元音響FDTD速度比較 by Yoshiki NAGATANI 20141109 (https://ultrasonics.jp/nagatani/fdtd/)
! disabled file output for testing speed 20180829
program FDTD
integer :: NX = 300 ! 空間セル数 X [pixels]
integer :: NY = 400 ! 空間セル数 Y [pixels]
double precision :: dx = 0.01 ! 空間刻み [m]
double precision :: dt = 20.0e-6 ! 時間刻み [s]
integer :: Nstep = 10000 ! 計算ステップ数 [回]
double precision :: freq = 1.0e3 ! 初期波形の周波数 [Hz]
double precision :: rho = 1.3 ! 密度ρ [kg/m^3]
double precision :: kappa = 142.0e3 ! 体積弾性率κ [Pa]
double precision, allocatable, dimension(:,:) :: Vx ! x方向粒子速度 [m/s]
double precision, allocatable, dimension(:,:) :: Vy ! y方向粒子速度 [m/s]
double precision, allocatable, dimension(:,:) :: P ! 音圧 [Pa]
! 事前準備 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
character fieldfilename*30
double precision :: sig = 0.0
double precision :: pi
pi = acos(-1.0d0) ! 円周率π
allocate( Vx(NX+1,NY) )
Vx(:,:) = 0.0
allocate( Vy(NX,NY+1) )
Vy(:,:) = 0.0
allocate( P(NX,NY) )
P(:,:) = 0.0
! open(10, file='waveform.txt', status='replace')
! メインループ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
do n = 0, Nstep
! 更新（ここが FDTD の本体）
! 粒子速度の更新
Vx(2:NX,:) = Vx(2:NX,:) - dt / (rho * dx) * ( P(2:NX,:) - P(1:NX-1,:) );
Vy(:,2:NY) = Vy(:,2:NY) - dt / (rho * dx) * ( P(:,2:NY) - P(:,1:NY-1) );
! 音圧の更新
P(1:NX,1:NY) = P(1:NX,1:NY) - ( kappa * dt / dx ) * ( ( Vx(2:NX+1,:) - Vx(1:NX,:) ) + ( Vy(:,2:NY+1) - Vy(:,1:NY) ) );
! 初期波形を準備（正弦波×１波 with ハン窓）
if (n < (1.0/freq)/dt) then
sig = (1.0-cos(2.0*pi*freq*n*dt))/2.0 * sin(2.0*pi*freq*n*dt);
else
sig = 0.0;
end if
! 音源
P(NX/4+1,NY/3+1) = sig;
! 波形ファイル出力（時刻, 音源, 中央点の音圧）
! write (10, "(E17.7,' ', E17.7, ' ', E17.7)"), dt*n, sig, P(NX/2+1,NY/2+1)
! 音圧分布ファイル出力（50ステップ毎）
if (mod(n, 50) == 0) then
write (*, "(I5,' / ', I5)"), n, Nstep
! 音場ファイルを出力する場合は以下のコメントを外して下さい
! write (fieldfilename, '("field", I6.6, ".txt")') n
! open(20, file=fieldfilename, status='replace')
! do i = 1, NX
! do j = 1, NY
! write (20, "(E17.7, '')", advance='no'), P(i,j)
! end do
! write (20, "()")
! end do
! close(20)
end if
end do
! 事後処理 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
! close(10)
end program FDTD