source: palm/trunk/SOURCE/advec_s_pw.f90 @ 4313

Last change on this file since 4313 was 4182, checked in by scharf, 22 months ago
  • corrected "Former revisions" section
  • minor formatting in "Former revisions" section
  • added "Author" section
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.6 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 4182 2019-08-22 15:20:23Z suehring $
27! Corrected "Former revisions" section
28!
29! 3927 2019-04-23 13:24:29Z raasch
30! pointer attribute removed from scalar 3d-array for performance reasons
31!
32! 3665 2019-01-10 08:28:24Z raasch
33! unused variables removed
34!
35! 3655 2019-01-07 16:51:22Z knoop
36! nopointer option removed
37!
38! Revision 1.1  1997/08/29 08:54:20  raasch
39! Initial revision
40!
41!
42! Description:
43! ------------
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!
50!------------------------------------------------------------------------------!
51 MODULE advec_s_pw_mod
52 
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!------------------------------------------------------------------------------!
66! Description:
67! ------------
68!> Call for all grid points
69!------------------------------------------------------------------------------!
70    SUBROUTINE advec_s_pw( sk )
71
72       USE arrays_3d,                                                          &
73           ONLY:  dd2zu, tend, u, u_stokes_zu, v, v_stokes_zu, w
74
75       USE control_parameters,                                                 &
76           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
77
78       USE grid_variables,                                                     &
79           ONLY:  ddx, ddy
80
81       USE indices,                                                            &
82           ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt
83
84       USE kinds
85
86
87       IMPLICIT NONE
88
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
92
93       REAL(wp)     ::  gu  !< local additional advective velocity
94       REAL(wp)     ::  gv  !< local additional advective velocity
95
96       REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  sk
97 
98
99       DO  i = nxl, nxr
100          DO  j = nys, nyn
101             DO  k = nzb+1, nzt
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)                  &
124                                      )
125             ENDDO
126          ENDDO
127       ENDDO
128
129    END SUBROUTINE advec_s_pw
130
131
132!------------------------------------------------------------------------------!
133! Description:
134! ------------
135!> Call for grid point i,j
136!------------------------------------------------------------------------------!
137    SUBROUTINE advec_s_pw_ij( i, j, sk )
138
139       USE arrays_3d,                                                          &
140           ONLY:  dd2zu, tend, u, u_stokes_zu, v, v_stokes_zu, w
141
142       USE control_parameters,                                                 &
143           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
144
145       USE grid_variables,                                                     &
146           ONLY:  ddx, ddy
147
148       USE indices,                                                            &
149           ONLY:  nxlg, nxrg, nyng, nysg, nzb, nzt
150
151       USE kinds
152
153
154       IMPLICIT NONE
155
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
159
160       REAL(wp)     ::  gu  !< local additional advective velocity
161       REAL(wp)     ::  gv  !< local additional advective velocity
162
163       REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  sk
164
165
166       DO  k = nzb+1, nzt
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)                   &
189                                    )
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.