source: palm/trunk/SOURCE/advec_u_up.f90 @ 4180

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1!> @file advec_u_up.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_u_up.f90 4180 2019-08-21 14:37:54Z scharf $
27! variables documented
28!
29!
30! Description:
31! ------------
32!> Advection term for the u velocity-component using upstream scheme.
33!> NOTE: vertical advection at k=1 still has wrong grid spacing for w>0!
34!>       The same problem occurs for all topography boundaries!
35!------------------------------------------------------------------------------!
36 MODULE advec_u_up_mod
37 
38
39    PRIVATE
40    PUBLIC advec_u_up
41
42    INTERFACE advec_u_up
43       MODULE PROCEDURE advec_u_up
44       MODULE PROCEDURE advec_u_up_ij
45    END INTERFACE advec_u_up
46
47 CONTAINS
48
49
50!------------------------------------------------------------------------------!
51! Description:
52! ------------
53!> Call for all grid points
54!------------------------------------------------------------------------------!
55    SUBROUTINE advec_u_up
56
57       USE arrays_3d,                                                          &
58           ONLY:  ddzu, tend, u, v, w
59
60       USE control_parameters,                                                 &
61           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
62
63       USE grid_variables,                                                     &
64           ONLY:  ddx, ddy
65
66       USE indices,                                                            &
67           ONLY:  nxlu, nxr, nyn, nys, nzb, nzt
68
69       USE kinds
70
71
72       IMPLICIT NONE
73
74       INTEGER(iwp) ::  i !< grid index along x-direction
75       INTEGER(iwp) ::  j !< grid index along y-direction
76       INTEGER(iwp) ::  k !< grid index along z-direction
77
78       REAL(wp) ::  ukomp !< advection velocity along x-direction
79       REAL(wp) ::  vkomp !< advection velocity along y-direction
80       REAL(wp) ::  wkomp !< advection velocity along z-direction
81
82       
83       DO  i = nxlu, nxr
84          DO  j = nys, nyn
85             DO  k = nzb+1, nzt
86!
87!--             x-direction
88                ukomp = u(k,j,i) - u_gtrans
89                IF ( ukomp > 0.0_wp )  THEN
90                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - ukomp *                         &
91                                         ( u(k,j,i) - u(k,j,i-1) ) * ddx
92                ELSE
93                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - ukomp *                         &
94                                          ( u(k,j,i+1) - u(k,j,i) ) * ddx
95                ENDIF
96!
97!--             y-direction
98                vkomp = 0.25_wp * ( v(k,j,i)   + v(k,j+1,i) +                  &
99                                 v(k,j,i-1) + v(k,j+1,i-1) ) - v_gtrans
100                IF ( vkomp > 0.0_wp )  THEN
101                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - vkomp *                         &
102                                         ( u(k,j,i) - u(k,j-1,i) ) * ddy
103                ELSE
104                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - vkomp *                         &
105                                         ( u(k,j+1,i) - u(k,j,i) ) * ddy
106                ENDIF
107!
108!--             z-direction
109                wkomp = 0.25_wp * ( w(k,j,i)   + w(k-1,j,i) +                  &
110                                 w(k,j,i-1) + w(k-1,j,i-1) )
111                IF ( wkomp > 0.0_wp )  THEN
112                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - wkomp *                         &
113                                         ( u(k,j,i) - u(k-1,j,i) ) * ddzu(k)
114                ELSE
115                   tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - wkomp *                         &
116                                         ( u(k+1,j,i) - u(k,j,i) ) * ddzu(k+1)
117                ENDIF
118
119             ENDDO
120          ENDDO
121       ENDDO
122
123    END SUBROUTINE advec_u_up
124
125
126!------------------------------------------------------------------------------!
127! Description:
128! ------------
129!> Call for grid point i,j
130!------------------------------------------------------------------------------!
131    SUBROUTINE advec_u_up_ij( i, j )
132
133       USE arrays_3d,                                                          &
134           ONLY:  ddzu, tend, u, v, w
135
136       USE control_parameters,                                                 &
137           ONLY:  u_gtrans, v_gtrans
138
139       USE grid_variables,                                                     &
140           ONLY:  ddx, ddy
141
142       USE indices,                                                            &
143           ONLY:  nzb, nzt
144
145       USE kinds
146
147
148       IMPLICIT NONE
149
150       INTEGER(iwp) ::  i !< grid index along x-direction
151       INTEGER(iwp) ::  j !< grid index along y-direction
152       INTEGER(iwp) ::  k !< grid index along z-direction
153
154       REAL(wp) ::  ukomp !< advection velocity along x-direction
155       REAL(wp) ::  vkomp !< advection velocity along y-direction
156       REAL(wp) ::  wkomp !< advection velocity along z-direction
157
158
159       DO  k = nzb+1, nzt
160!
161!--       x-direction
162          ukomp = u(k,j,i) - u_gtrans
163          IF ( ukomp > 0.0_wp )  THEN
164             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - ukomp *                               &
165                                         ( u(k,j,i) - u(k,j,i-1) ) * ddx
166          ELSE
167             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - ukomp *                               &
168                                         ( u(k,j,i+1) - u(k,j,i) ) * ddx
169          ENDIF
170!
171!--       y-direction
172          vkomp = 0.25_wp * ( v(k,j,i) + v(k,j+1,i) + v(k,j,i-1) + v(k,j+1,i-1) &
173                         ) - v_gtrans
174          IF ( vkomp > 0.0_wp )  THEN
175             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - vkomp *                               &
176                                         ( u(k,j,i) - u(k,j-1,i) ) * ddy
177          ELSE
178             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - vkomp *                               &
179                                         ( u(k,j+1,i) - u(k,j,i) ) * ddy
180          ENDIF
181!
182!--       z-direction
183          wkomp = 0.25_wp * ( w(k,j,i) + w(k-1,j,i) + w(k,j,i-1) + w(k-1,j,i-1) )
184          IF ( wkomp > 0.0_wp )  THEN
185             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - wkomp *                               &
186                                         ( u(k,j,i) - u(k-1,j,i) ) * ddzu(k)
187          ELSE
188             tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - wkomp *                               &
189                                         ( u(k+1,j,i) - u(k,j,i) ) * ddzu(k+1)
190          ENDIF
191
192       ENDDO
193
194    END SUBROUTINE advec_u_up_ij
195
196 END MODULE advec_u_up_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.