source: palm/trunk/SOURCE/advec_s_pw.f90 @ 4178

Last change on this file since 4178 was 3927, checked in by raasch, 2 years ago

pointer attribute removed from scalar 3d-array for performance reasons

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 8.9 KB
Line 
1!> @file advec_s_pw.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of the PALM model system.
4!
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.
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!
17! Copyright 1997-2019 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: advec_s_pw.f90 3927 2019-04-23 13:24:29Z suehring $
27! pointer attribute removed from scalar 3d-array for performance reasons
28!
29! 3665 2019-01-10 08:28:24Z raasch
30! unused variables removed
31!
32! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
33! nopointer option removed
34!
35! 3547 2018-11-21 13:21:24Z suehring
36! variables documented
37!
38! 3538 2018-11-20 10:55:41Z suehring
39! Remove unnecessary double-masking of topography
40!
41! 3302 2018-10-03 02:39:40Z raasch
42! Stokes drift velocity added
43!
44! 2718 2018-01-02 08:49:38Z maronga
45! Corrected "Former revisions" section
46!
47! 2696 2017-12-14 17:12:51Z kanani
48! Change in file header (GPL part)
49!
50! 2233 2017-05-30 18:08:54Z suehring
51!
52! 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring
53! topography representation via flags
54!
55! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
56! Forced header and separation lines into 80 columns
57!
58! 1873 2016-04-18 14:50:06Z maronga
59! Module renamed (removed _mod)
60!
61!
62! 1850 2016-04-08 13:29:27Z maronga
63! Module renamed
64!
65!
66! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
67! Code annotations made doxygen readable
68!
69! 1374 2014-04-25 12:55:07Z raasch
70! missing variables added to ONLY list
71!
72! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
73! REAL constants provided with KIND-attribute
74!
75! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
76! ONLY-attribute added to USE-statements,
77! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
78! kinds are defined in new module kinds,
79! revision history before 2012 removed,
80! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
81! all variable declaration statements
82!
83! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
84! code put under GPL (PALM 3.9)
85!
86! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
87! cpp switch __nopointer added for pointer free version
88!
89! Revision 1.1  1997/08/29 08:54:20  raasch
90! Initial revision
91!
92!
93! Description:
94! ------------
95!> Advection term for scalar variables using the Piacsek and Williams scheme
96!> (form C3). Contrary to PW itself, for reasons of accuracy their scheme is
97!> slightly modified as follows: the values of those scalars that are used for
98!> the computation of the flux divergence are reduced by the value of the
99!> relevant scalar at the location where the difference is computed (sk(k,j,i)).
100!> NOTE: at the first grid point above the surface computation still takes place!
101!------------------------------------------------------------------------------!
102 MODULE advec_s_pw_mod
103 
104
105    PRIVATE
106    PUBLIC advec_s_pw
107
108    INTERFACE advec_s_pw
109       MODULE PROCEDURE advec_s_pw
110       MODULE PROCEDURE advec_s_pw_ij
111    END INTERFACE
112 
113 CONTAINS
114
115
116!------------------------------------------------------------------------------!
117! Description:
118! ------------
119!> Call for all grid points
120!------------------------------------------------------------------------------!
121    SUBROUTINE advec_s_pw( sk )
122
123       USE arrays_3d,                                                          &
124           ONLY:  dd2zu, tend, u, u_stokes_zu, v, v_stokes_zu, w
125
126       USE control_parameters,                                                 &
127           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
128
129       USE grid_variables,                                                     &
130           ONLY:  ddx, ddy
131
132       USE indices,                                                            &
133           ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
134
135       USE kinds
136
137
138       IMPLICIT NONE
139
140       INTEGER(iwp) ::  i !< grid index along x-direction
141       INTEGER(iwp) ::  j !< grid index along y-direction
142       INTEGER(iwp) ::  k !< grid index along z-direction
143
144       REAL(wp)     ::  gu  !< local additional advective velocity
145       REAL(wp)     ::  gv  !< local additional advective velocity
146
147       REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  sk
148 
149
150       DO  i = nxl, nxr
151          DO  j = nys, nyn
152             DO  k = nzb+1, nzt
153
154!
155!--             Galilean transformation + Stokes drift velocity (ocean only)
156                gu = u_gtrans - u_stokes_zu(k)
157                gv = v_gtrans - v_stokes_zu(k)
158
159                tend(k,j,i) = tend(k,j,i) +                                    &
160                                     ( -0.5_wp * ( ( u(k,j,i+1) - gu       ) * &
161                                                   ( sk(k,j,i+1) - sk(k,j,i) ) &
162                                                 - ( u(k,j,i)   - gu       ) * &
163                                                   ( sk(k,j,i-1) - sk(k,j,i) ) &
164                                                 ) * ddx                       &
165                                       -0.5_wp * ( ( v(k,j+1,i) - gv       ) * &
166                                                   ( sk(k,j+1,i) - sk(k,j,i) ) &
167                                                 - ( v(k,j,i)   - gv       ) * &
168                                                   ( sk(k,j-1,i) - sk(k,j,i) ) &
169                                                 ) * ddy                       &
170                                       -         (   w(k,j,i)                * &
171                                                   ( sk(k+1,j,i) - sk(k,j,i) ) &
172                                                 -   w(k-1,j,i)              * &
173                                                   ( sk(k-1,j,i) - sk(k,j,i) ) &
174                                                 ) * dd2zu(k)                  &
175                                      )
176             ENDDO
177          ENDDO
178       ENDDO
179
180    END SUBROUTINE advec_s_pw
181
182
183!------------------------------------------------------------------------------!
184! Description:
185! ------------
186!> Call for grid point i,j
187!------------------------------------------------------------------------------!
188    SUBROUTINE advec_s_pw_ij( i, j, sk )
189
190       USE arrays_3d,                                                          &
191           ONLY:  dd2zu, tend, u, u_stokes_zu, v, v_stokes_zu, w
192
193       USE control_parameters,                                                 &
194           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
195
196       USE grid_variables,                                                     &
197           ONLY:  ddx, ddy
198
199       USE indices,                                                            &
200           ONLY:  nxlg, nxrg, nyng, nysg, nzb, nzt
201
202       USE kinds
203
204
205       IMPLICIT NONE
206
207       INTEGER(iwp) ::  i !< grid index along x-direction
208       INTEGER(iwp) ::  j !< grid index along y-direction
209       INTEGER(iwp) ::  k !< grid index along z-direction
210
211       REAL(wp)     ::  gu  !< local additional advective velocity
212       REAL(wp)     ::  gv  !< local additional advective velocity
213
214       REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  sk
215
216
217       DO  k = nzb+1, nzt
218
219!
220!--       Galilean transformation + Stokes drift velocity (ocean only)
221          gu = u_gtrans - u_stokes_zu(k)
222          gv = v_gtrans - v_stokes_zu(k)
223
224          tend(k,j,i) = tend(k,j,i) +                                          &
225                                    ( -0.5_wp * ( ( u(k,j,i+1) - gu        ) * &
226                                                  ( sk(k,j,i+1) - sk(k,j,i) )  &
227                                                - ( u(k,j,i)   - gu        ) * &
228                                                  ( sk(k,j,i-1) - sk(k,j,i) )  &
229                                                ) * ddx                        &
230                                      -0.5_wp * ( ( v(k,j+1,i) - gv       ) *  &
231                                                  ( sk(k,j+1,i) - sk(k,j,i) )  &
232                                                - ( v(k,j,i)   - gv       ) *  &
233                                                  ( sk(k,j-1,i) - sk(k,j,i) )  &
234                                                ) * ddy                        &
235                                      -         (   w(k,j,i)                *  &
236                                                  ( sk(k+1,j,i) - sk(k,j,i) )  &
237                                                -   w(k-1,j,i)              *  &
238                                                  ( sk(k-1,j,i) - sk(k,j,i) )  &
239                                                ) * dd2zu(k)                   &
240                                    )
241       ENDDO
242
243    END SUBROUTINE advec_s_pw_ij
244
245 END MODULE advec_s_pw_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.