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COAWST耦合模式介绍及其安装

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" C+ j4 z8 C' r3 ]6 Y
1 COAWST 模式简介

% R4 A4 u4 Y6 [COAWST 模型是由美国地质调查局(U.S. Geological Survey)和美国伍兹霍尔海洋研究所(The Woods Hole Oceanographic Institution)联合开发的海洋-大气-波浪-泥沙耦合模型。COAWST由多个模型组成,包括区域海洋模型(ROMS)、天气研究和预报模式(WRF)、浅海波浪模型(SWAN),和泥沙输运模型(CSTMS)等。由于实际的海洋动力环境十分复杂,潮流、波浪、沉积物时刻耦合,并有各自的时空运动尺度,而 COAWST 模型的优势之一就是这些子模型进行不同的组合和嵌套,通过数据交换耦合器(MCT)进行耦合,来提高整体模型的时空分辨率,增加模拟物理过程的复杂性,从而可以将海气交互,浪流相互作用考虑在内,使得模拟结果与实际海洋环境更加吻合。" m( U: \9 F3 t" A: Q( w
2 安装依赖软件
  • Zlib
  • HDF5
  • NetCDF-C
  • NETCDF-FORTRAN
  • Openmpi
  • MCT
    # m/ p! ?% T3 Q0 m4 D
3 下载 COAWST 代码

3 L; X% S6 y* |0 P) R; g0 M- D
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mkdir COAWST 

cd COAWST 

svn checkout --username 用户名

[url=https://coawstmodel.sourcerepo.com/coawstmodel/COAWST]https://coawstmodel.sourcerepo.com/coawstmodel/COAWST[/url] .
- S1 \. B8 k  x$ J( E+ }& d
0 A+ L& K- W4 t* y
4 安装软件
4.0 设置相关环境变量
! O1 e/ C; h, O) Y" J: @
vim ~/.bashrc
7 P& R0 i8 o* q  f2 `" L+ O
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export SRC=安装包所在目录 
export DIR=软件库安装位置 
export CC=icc 
export CXX=icpc 
export FC=ifort 
export F90=ifort 
export F77=ifort
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export PATH=$DIR/hdf5-1.10.5/bin:$PATH [/size][/font][/align][align=left][font=新宋体][size=3]export LD_LIBRARY_PATH=$DIR/hdf5-1.10.5/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export HDF5_HOME=$DIR/hdf5-1.10.5 
export HDF5_INCDIR=$HDF5_HOME/include 
export HDF5_LIBDIR=$HDF5_HOME/lib 
export PATH=$DIR/netcdf4.4/bin:$PATH 
export LD_LIBRARY_PATH=$DIR/netcdf4.4/lib:$LD_LIBRARY_PATH 
export NETCDF=$DIR/netcdf4.4 
export NETCDF_INC=$NETCDF/include 
export NETCDF_LIB=$NETCDF/lib 
export NETCDF_INCDIR=$NETCDF/include 
export NETCDFPATH=$NETCDF
export MCT_LIBDIR=$DIR/MCT/lib 
export MCT_INCDIR=$DIR/MCT/include 
export LD_LIBRARY_PATH=$DIR/openmpi/lib:$LD_LIBRARY_PATH 
export LIBRARY_PATH=$DIR/openmpi/lib:$LIBRARY_PATH 
[/size][/font][font=新宋体][size=3]export PATH=$DIR/openmpi/bin:$PATH 

; K$ M8 L7 Z2 z# F+ |0 T
保存 退出 " f' j" l9 g& }) U' ]
source ~/.bashrc
3 ?5 h/ M+ |/ z" K, D+ y
4.1 安装 ZLIB
6 k5 B; V% @+ L! G, e( L! w  d* ^( m

9 H$ B6 r/ Q4 c  ]
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cd $SRC 
wget [url=ftp://ftp.unidata.ucar.edu/pub/netcdf/netcdf-4/zlib-1.2.8.tar.gz]ftp://ftp.unidata.ucar.edu/pub/netcdf/netcdf-4/zlib-1.2.8.tar.gz[/url]
tar -xzf zlib-1.2.8.tar.gz 
cd zlib-1.2.8
./configure --prefix=$DIR/zlib-1.2.8 
make 
make install

+ w; \' M8 C8 u, N( e3 M4 B) _
; }$ t$ K' x/ |( \+ F( p; z1 w
5 u! F! ^: ^1 Y6 d7 I
5 a) `0 t8 [, s1 @& W' \
4.2 安装 HDF5

5 \* Q' L# [/ D5 {$ v

' P4 O) o# L. g# z! [
[Shell] 纯文本查看 复制代码
cd $SRC
wget [url=http://www.hdfgroup.org/ftp/HDF5/current/src/hdf5-1.10.5.tar.gz]http://www.hdfgroup.org/ftp/HDF5/current/src/hdf5-1.10.5.tar.gz[/url] 
tar -zxf hdf5-1.10.5.tar.gz 
cd hdf5-1.10.5 
./configure --prefix=$DIR/hdf5-1.10.5 --with-zlib=$DIR/zlib-1.2.8
make 
make install

" J; Y* p% P/ _/ Q! ]; R8 v" k' b
& f+ R' f9 e" u5 V
: L" W# r3 s2 @+ B
4.3 安装 NetCDF-C
编译netcdf与编译coawst必须使用相同的编译器,即在configure之后加上FC=ifort F77=ifort F90=ifort CXX=icpc CC=icc 。
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cd $SRC 
wget [url=https://github.com/Unidata/netcdf-c/archive/v4.4.0.tar.gz]https://github.com/Unidata/netcdf-c/archive/v4.4.0.tar.gz[/url] 
tar -xzf v4.4.0.tar.gz 
cd netcdf-c-4.4.0 
./configure --
prefix=$DIR/netcdf4.4 --enable-netcdf-4 --enable-shared FC=ifort F77=ifort F90=ifort
CXX=icpc CC=icc
CPPFLAGS="-I$DIR/hdf5-1.10.5/include -I$DIR/zlib-1.2.8/include -I$DIR/netcdf4.4/include"  LDFLAGS="-L$DIR/hdf5-1.10.5/lib -L$DIR/zlib-1.2.8/lib -L$DIR/netcdf4.4/lib" 
make 
make install 
./nc-config --all
  • # G5 D; g# R, E
4.4 安装 NETCDF-FORTRAN
2 [) s; \; p  m/ ]: r
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cd $SRC 
wget [url=https://github.com/Unidata/netcdf-fortran/archive/v4.4.3.tar.gz]https://github.com/Unidata/netcdf-fortran/archive/v4.4.3.tar.gz[/url]
tar -xzf v4.4.3.tar.gz 
cd netcdf-fortran-4.4.3 
export LD_LIBRARY_PATH=$DIR/netcdf4.4/lib:$LD_LIBRARY_PATH
./configure --prefix=$DIR/netcdf4.4 --enable-shared FC=ifort
F77=ifort F90=ifort CXX=icpc CC=icc
CPPFLAGS="-I$DIR/hdf5-1.10.5/include -I$DIR/netcdf4.4/include" LDFLAGS="-L$DIR/hdf5- 1.10.5/lib -L$DIR/netcdf4.4/lib"
make 
make install 
./nf-config --all

6 \6 H& K/ ^; k8 z3 D
4.5 安装Openmpi
. T6 B' w& |9 |% Z6 O6 d  M
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cd $SRC 
wget [url=https://www.open-mpi.org/software/ompi/v2.0/downloads/openmpi-2.0.2.tar.gz]https://www.open-mpi.org/softwar ... penmpi-2.0.2.tar.gz[/url] 
tar xvf openmpi-2.0.2.tar.gz 
cd openmpi-2.0.2 
./configure --prefix=$DIR/openmpi
CC=icc CXX=icpc FC=ifort F90=ifort F77=ifort
make 
make install
! w! b0 S4 w/ K
4.6 安装 MCT0 S9 j9 H' D4 o
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cd ~/COAWST/Lib/MCT 
./configure --prefix=$DIR/MCT
MPIHEADER=-I$DIR/openmpi/include
make 
make install
0 t5 i, R* f6 W; ^0 n
7 V& p- m; C5 e  S- g
5 编译 Inlet_test
Inlet算例是测试ROMS和SWAN之间相互耦合的理想算例。模型域为一个15x14 km的矩形,初始深度均为4 m。该区域被分为两个区域:向海(顶部)和后屏障(底部)区域。朝向大海的区域是开放的,西部、北部和东部边缘都有辐射条件。后屏障区域由四面墙围合,并通过一个2公里宽的入口与向海区域相连。该模型受潮汐和波浪的影响。在北侧边界施加一个振荡水位,潮汐振幅为1米。北侧也有波浪,高度为1米,向南的波浪周期为10秒。

! f0 i6 k- F  m( m5 g7 N" Q
8a1c140762d0ea6979b039d86621c1ac.jpeg
& @2 Y' H" B4 o7 N6 t# W
模拟0.5天的流场和有效波高

& b. D2 s1 Y& o2 x  E/ K
4 ?% d( U  ]: B$ B7 q

! N5 h# S5 v; h6 D( j
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cd  ~/COAWST/Projects/Inlet_test/Coupled
: n4 n, [% t5 ?9 b5 p" D
将COAWST目录下的coawst.bash拷贝至该目录下
编辑 coawst.bash ,然后编译

1 J. U' @" _3 O. o
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vim coawst.bash 
COAWST_APPLICATION=INLET_TEST 
export MY_ROOT_DIR=~/COAWST 
export USE_MPI=on 
export USE_MPIF90=on 
export which_MPI=openmpi 
export FORT=ifort 
export USE_NETCDF4=on 
export MY_HEADER_DIR=${PWD} 
export MY_ANALYTICAL_DIR=${PWD} 
#保存退出coawst.bash
8 g. {9 I" M6 @, t4 g
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#编译,若生成 coawstM,编译成功 
./coawst.bash -j 4

% I, A, F% w' |) K% s( Z. n: }  R( z& q2 E0 O
6 编辑 ocean_inlet_test.in

5 H2 @! A$ j+ ~% Y& ?7 D+ ]
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VARNAME = ~/COAWST/ROMS/External/varinfo.dat 
GRDNAME = inlet_test_grid.nc 
SPOSNAM = stations_inlet_test.in 
SPARNAM = sediment_inlet_test.in

% j4 y2 w2 R# G( Y8 p
7 编辑 swan_inlet_test.in
更改网格、水深文件路径
8 运行

% x& p  F. u) b- |8 M  ]" Q
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mpirun -n 2 ./coawstM coupling_inlet_test.in

' V( R' V) P9 y4 T4 ?& I8 ]' X: r1 d4 l, c; p

' Q/ V( i  q4 I( q参考
9 A' S8 |/ r4 m  t+ qwww.52ocean.cn
# [% F6 L" @  m/ k/ {* w
# v' I) C7 r1 A  h, d

0 D5 y3 l2 o2 }' F
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善学
活跃在2022-5-2
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