source: palm/trunk/SOURCE/advec_s_pw.f90 @ 4283

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[1873]1!> @file advec_s_pw.f90
[2000]2!------------------------------------------------------------------------------!
[2696]3! This file is part of the PALM model system.
[1036]4!
[2000]5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
[1036]9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
[3655]17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
[2000]18!------------------------------------------------------------------------------!
[1036]19!
[484]20! Current revisions:
[1]21! -----------------
[1354]22!
[2233]23!
[1321]24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: advec_s_pw.f90 4182 2019-08-22 15:20:23Z resler $
[4182]27! Corrected "Former revisions" section
28!
29! 3927 2019-04-23 13:24:29Z raasch
[3927]30! pointer attribute removed from scalar 3d-array for performance reasons
31!
32! 3665 2019-01-10 08:28:24Z raasch
[3665]33! unused variables removed
34!
35! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
[3636]36! nopointer option removed
[1321]37!
[4182]38! Revision 1.1  1997/08/29 08:54:20  raasch
39! Initial revision
40!
41!
[1]42! Description:
43! ------------
[1682]44!> Advection term for scalar variables using the Piacsek and Williams scheme
45!> (form C3). Contrary to PW itself, for reasons of accuracy their scheme is
46!> slightly modified as follows: the values of those scalars that are used for
47!> the computation of the flux divergence are reduced by the value of the
48!> relevant scalar at the location where the difference is computed (sk(k,j,i)).
49!> NOTE: at the first grid point above the surface computation still takes place!
[1]50!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]51 MODULE advec_s_pw_mod
52 
[1]53
54    PRIVATE
55    PUBLIC advec_s_pw
56
57    INTERFACE advec_s_pw
58       MODULE PROCEDURE advec_s_pw
59       MODULE PROCEDURE advec_s_pw_ij
60    END INTERFACE
61 
62 CONTAINS
63
64
65!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]66! Description:
67! ------------
68!> Call for all grid points
[1]69!------------------------------------------------------------------------------!
70    SUBROUTINE advec_s_pw( sk )
71
[1320]72       USE arrays_3d,                                                          &
[3302]73           ONLY:  dd2zu, tend, u, u_stokes_zu, v, v_stokes_zu, w
[1]74
[1320]75       USE control_parameters,                                                 &
76           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
77
78       USE grid_variables,                                                     &
79           ONLY:  ddx, ddy
80
81       USE indices,                                                            &
[3927]82           ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
[1320]83
84       USE kinds
85
86
[1]87       IMPLICIT NONE
88
[3547]89       INTEGER(iwp) ::  i !< grid index along x-direction
90       INTEGER(iwp) ::  j !< grid index along y-direction
91       INTEGER(iwp) ::  k !< grid index along z-direction
[1]92
[3302]93       REAL(wp)     ::  gu  !< local additional advective velocity
94       REAL(wp)     ::  gv  !< local additional advective velocity
95
[3927]96       REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  sk
[1]97 
98
99       DO  i = nxl, nxr
100          DO  j = nys, nyn
[2232]101             DO  k = nzb+1, nzt
[3302]102
103!
104!--             Galilean transformation + Stokes drift velocity (ocean only)
105                gu = u_gtrans - u_stokes_zu(k)
106                gv = v_gtrans - v_stokes_zu(k)
107
108                tend(k,j,i) = tend(k,j,i) +                                    &
109                                     ( -0.5_wp * ( ( u(k,j,i+1) - gu       ) * &
110                                                   ( sk(k,j,i+1) - sk(k,j,i) ) &
111                                                 - ( u(k,j,i)   - gu       ) * &
112                                                   ( sk(k,j,i-1) - sk(k,j,i) ) &
113                                                 ) * ddx                       &
114                                       -0.5_wp * ( ( v(k,j+1,i) - gv       ) * &
115                                                   ( sk(k,j+1,i) - sk(k,j,i) ) &
116                                                 - ( v(k,j,i)   - gv       ) * &
117                                                   ( sk(k,j-1,i) - sk(k,j,i) ) &
118                                                 ) * ddy                       &
119                                       -         (   w(k,j,i)                * &
120                                                   ( sk(k+1,j,i) - sk(k,j,i) ) &
121                                                 -   w(k-1,j,i)              * &
122                                                   ( sk(k-1,j,i) - sk(k,j,i) ) &
123                                                 ) * dd2zu(k)                  &
[3538]124                                      )
[1]125             ENDDO
126          ENDDO
127       ENDDO
128
129    END SUBROUTINE advec_s_pw
130
131
132!------------------------------------------------------------------------------!
[1682]133! Description:
134! ------------
135!> Call for grid point i,j
[1]136!------------------------------------------------------------------------------!
137    SUBROUTINE advec_s_pw_ij( i, j, sk )
138
[1320]139       USE arrays_3d,                                                          &
[3302]140           ONLY:  dd2zu, tend, u, u_stokes_zu, v, v_stokes_zu, w
[1]141
[1320]142       USE control_parameters,                                                 &
143           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
144
145       USE grid_variables,                                                     &
146           ONLY:  ddx, ddy
147
148       USE indices,                                                            &
[3927]149           ONLY:  nxlg, nxrg, nyng, nysg, nzb, nzt
[1320]150
151       USE kinds
152
153
[1]154       IMPLICIT NONE
155
[3547]156       INTEGER(iwp) ::  i !< grid index along x-direction
157       INTEGER(iwp) ::  j !< grid index along y-direction
158       INTEGER(iwp) ::  k !< grid index along z-direction
[1]159
[3302]160       REAL(wp)     ::  gu  !< local additional advective velocity
161       REAL(wp)     ::  gv  !< local additional advective velocity
162
[3927]163       REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  sk
[1]164
165
[2232]166       DO  k = nzb+1, nzt
[3302]167
168!
169!--       Galilean transformation + Stokes drift velocity (ocean only)
170          gu = u_gtrans - u_stokes_zu(k)
171          gv = v_gtrans - v_stokes_zu(k)
172
173          tend(k,j,i) = tend(k,j,i) +                                          &
174                                    ( -0.5_wp * ( ( u(k,j,i+1) - gu        ) * &
175                                                  ( sk(k,j,i+1) - sk(k,j,i) )  &
176                                                - ( u(k,j,i)   - gu        ) * &
177                                                  ( sk(k,j,i-1) - sk(k,j,i) )  &
178                                                ) * ddx                        &
179                                      -0.5_wp * ( ( v(k,j+1,i) - gv       ) *  &
180                                                  ( sk(k,j+1,i) - sk(k,j,i) )  &
181                                                - ( v(k,j,i)   - gv       ) *  &
182                                                  ( sk(k,j-1,i) - sk(k,j,i) )  &
183                                                ) * ddy                        &
184                                      -         (   w(k,j,i)                *  &
185                                                  ( sk(k+1,j,i) - sk(k,j,i) )  &
186                                                -   w(k-1,j,i)              *  &
187                                                  ( sk(k-1,j,i) - sk(k,j,i) )  &
188                                                ) * dd2zu(k)                   &
[3538]189                                    )
[1]190       ENDDO
191
192    END SUBROUTINE advec_s_pw_ij
193
194 END MODULE advec_s_pw_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.