地球流体電脳倶楽部スペクトルモデルプロジェクトでは, 地球流体力学の研究 や教育に使えるスペクトル法を用いたさまざまな数値モデルをそろえる活動を 進めています.
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SPMODEL では, 地球流体力学に登場するさまざまなレベルの近似方程式系の数 値モデルを, 空間 1 次元モデルから 2 次元あるいは 3 次元モデルまで階層 的に整備しています.
このような一連の数値モデルをそろえることで
といったことを目指しています.
このため, 現在整備しようとしているモデルシリーズの基本方針では「可読性 が高く理解しやすく, 変形しやすいこと」を最重点においています. 大名プロ グラマー主義(CPUは無限に速く, メモリとディスク容量は無限に大きいという 環境の下で仕事をする) にしたがって, スピードはとりあえず犠牲にしても構 わない, というスタンスです. しかしながらこのモデルシリーズをベースに することで, 例えば最先端の大計算を行うに耐える高速なモデルの開発などが 容易になることも期待しています.
SPMODEL のモデルでは, 格子点とスペクトル空間のデータ変換や空間微分などの 基本的な配列関数からなる SPMODEL library (spml) を用いてます. Fortran90 の配列機能を生かしたこのライブラリの配列関数を用いることで, 時間発展方程式の時間変化項以外の部分を 数式の形そのままにプログラミングすることができるようになってます. 支配方程式の形をそのままプログラムソースに反映させられるので プログラムの可読性を向上させることができます. また, spml の配列関数は入出力配列の性質が名前からわかるようにするべく 統一的に命名法にしたがっているので, 関数の使い方が機械的になり, プログラムを修正することも容易に行えるようになっています.
SPMODEL のライブラリとサンプルプログラム自体が Fortran90 のプログラミ ング書法の一つの実験でもあります. 地球流体力学の問題に限らずさまざまな 物理現象のスペクトル法による数値計算の一つのスタイルとして参考にして頂 ければと思います.
