source: palm/trunk/SOURCE/advec_s_up.f90 @ 2232

Last change on this file since 2232 was 2232, checked in by suehring, 4 years ago

Adjustments according new topography and surface-modelling concept implemented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 9.8 KB
Line 
1!> @file advec_s_up.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of PALM.
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 1997-2017 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22! topography representation via flags
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: advec_s_up.f90 2232 2017-05-30 17:47:52Z suehring $
27!
28! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
29! Forced header and separation lines into 80 columns
30!
31! 1873 2016-04-18 14:50:06Z maronga
32! Module renamed (removed _mod)
33!
34!
35! 1850 2016-04-08 13:29:27Z maronga
36! Module renamed
37!
38!
39! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
40! Code annotations made doxygen readable
41!
42! 1374 2014-04-25 12:55:07Z raasch
43! missing variables added to ONLY list
44!
45! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
46! REAL constants provided with KIND-attribute
47!
48! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
49! ONLY-attribute added to USE-statements,
50! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
51! kinds are defined in new module kinds,
52! revision history before 2012 removed,
53! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
54! all variable declaration statements
55!
56! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
57! code put under GPL (PALM 3.9)
58!
59! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
60! cpp switch __nopointer added for pointer free version
61!
62! 981 2012-08-09 14:57:44Z maronga
63! Typo removed
64!
65! Revision 1.1  1997/08/29 08:54:33  raasch
66! Initial revision
67!
68!
69! Description:
70! ------------
71!> Advection term for scalar quantities using the Upstream scheme.
72!> NOTE: vertical advection at k=1 still has wrong grid spacing for w>0!
73!>       The same problem occurs for all topography boundaries!
74!------------------------------------------------------------------------------!
75 MODULE advec_s_up_mod
76 
77
78    PRIVATE
79    PUBLIC advec_s_up
80
81    INTERFACE advec_s_up
82       MODULE PROCEDURE advec_s_up
83       MODULE PROCEDURE advec_s_up_ij
84    END INTERFACE advec_s_up
85
86 CONTAINS
87
88
89!------------------------------------------------------------------------------!
90! Description:
91! ------------
92!> Call for all grid points
93!------------------------------------------------------------------------------!
94    SUBROUTINE advec_s_up( sk )
95
96       USE arrays_3d,                                                          &
97           ONLY:  ddzu, tend, u, v, w
98
99       USE control_parameters,                                                 &
100           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
101
102       USE grid_variables,                                                     &
103           ONLY:  ddx, ddy
104
105       USE indices,                                                            &
106           ONLY:  nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt,        &
107                  wall_flags_0
108
109       USE kinds
110
111
112       IMPLICIT NONE
113
114       INTEGER(iwp) ::  i !<
115       INTEGER(iwp) ::  j !<
116       INTEGER(iwp) ::  k !<
117
118       REAL(wp) ::  ukomp !<
119       REAL(wp) ::  vkomp !<
120       REAL(wp) ::  wkomp !<
121#if defined( __nopointer )
122       REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  sk !<
123#else
124       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
125#endif
126
127
128       DO  i = nxl, nxr
129          DO  j = nys, nyn
130             DO  k = nzb+1, nzt
131!
132!--             x-direction
133                ukomp = 0.5_wp * ( u(k,j,i) + u(k,j,i+1) ) - u_gtrans
134                IF ( ukomp > 0.0_wp )  THEN
135                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - ukomp *                         &
136                                         ( sk(k,j,i) - sk(k,j,i-1) ) * ddx     &
137                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
138                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
139                ELSE
140                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - ukomp *                         &
141                                         ( sk(k,j,i+1) - sk(k,j,i) ) * ddx     &
142                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
143                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
144                ENDIF
145!
146!--             y-direction
147                vkomp = 0.5_wp * ( v(k,j,i) + v(k,j+1,i) ) - v_gtrans
148                IF ( vkomp > 0.0_wp )  THEN
149                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - vkomp *                         &
150                                         ( sk(k,j,i) - sk(k,j-1,i) ) * ddy     &
151                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
152                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
153                ELSE
154                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - vkomp *                         &
155                                         ( sk(k,j+1,i) - sk(k,j,i) ) * ddy     &
156                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
157                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
158                ENDIF
159!
160!--             z-direction
161                wkomp = 0.5_wp * ( w(k,j,i) + w(k-1,j,i) )
162                IF ( wkomp > 0.0_wp )  THEN
163                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - wkomp *                         &
164                                         ( sk(k,j,i) - sk(k-1,j,i) ) * ddzu(k) &
165                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
166                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
167                ELSE
168                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - wkomp *                         &
169                                         ( sk(k+1,j,i)-sk(k,j,i) ) * ddzu(k+1) &
170                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
171                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
172                ENDIF
173
174             ENDDO
175          ENDDO
176       ENDDO
177
178    END SUBROUTINE advec_s_up
179
180
181!------------------------------------------------------------------------------!
182! Description:
183! ------------
184!> Call for grid point i,j
185!------------------------------------------------------------------------------!
186    SUBROUTINE advec_s_up_ij( i, j, sk )
187
188       USE arrays_3d,                                                          &
189           ONLY:  ddzu, tend, u, v, w
190
191       USE control_parameters,                                                 &
192           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
193
194       USE grid_variables,                                                     &
195           ONLY:  ddx, ddy
196
197       USE indices,                                                            &
198           ONLY:  nxlg, nxrg, nyng, nysg, nzb, nzt, wall_flags_0
199
200       USE kinds
201
202
203       IMPLICIT NONE
204
205       INTEGER(iwp) ::  i !<
206       INTEGER(iwp) ::  j !<
207       INTEGER(iwp) ::  k !<
208
209       REAL(wp) ::  ukomp !<
210       REAL(wp) ::  vkomp !<
211       REAL(wp) ::  wkomp !<
212       
213#if defined( __nopointer )
214       REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) ::  sk !<
215#else
216       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
217#endif
218
219
220       DO  k = nzb+1, nzt
221!
222!--       x-direction
223          ukomp = 0.5_wp * ( u(k,j,i) + u(k,j,i+1) ) - u_gtrans
224          IF ( ukomp > 0.0_wp )  THEN
225             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - ukomp *                               &
226                                         ( sk(k,j,i) - sk(k,j,i-1) ) * ddx     &
227                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
228                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
229          ELSE
230             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - ukomp *                               &
231                                         ( sk(k,j,i+1) - sk(k,j,i) ) * ddx     &
232                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
233                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
234          ENDIF
235!
236!--       y-direction
237          vkomp = 0.5_wp * ( v(k,j,i) + v(k,j+1,i) ) - v_gtrans
238          IF ( vkomp > 0.0_wp )  THEN
239             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - vkomp *                               &
240                                         ( sk(k,j,i) - sk(k,j-1,i) ) * ddy     &
241                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
242                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
243          ELSE
244             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - vkomp *                               &
245                                         ( sk(k,j+1,i) - sk(k,j,i) ) * ddy     &
246                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
247                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
248          ENDIF
249!
250!--       z-direction
251          wkomp = 0.5_wp * ( w(k,j,i) + w(k-1,j,i) )
252          IF ( wkomp > 0.0_wp )  THEN
253             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - wkomp *                               &
254                                         ( sk(k,j,i) - sk(k-1,j,i) ) * ddzu(k) &
255                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
256                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
257          ELSE
258             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - wkomp *                               &
259                                         ( sk(k+1,j,i)-sk(k,j,i) ) * ddzu(k+1) &
260                                      * MERGE( 1.0_wp, 0.0_wp,                 &
261                                               BTEST( wall_flags_0(k,j,i), 0 ) )
262          ENDIF
263
264       ENDDO
265
266    END SUBROUTINE advec_s_up_ij
267
268 END MODULE advec_s_up_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.