source: palm/trunk/SOURCE/coriolis.f90 @ 1354

Last change on this file since 1354 was 1354, checked in by heinze, 7 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 10.7 KB
Line 
1 MODULE coriolis_mod
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later 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 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: coriolis.f90 1354 2014-04-08 15:22:57Z heinze $
27!
28! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
29! REAL constants provided with KIND-attribute
30!
31! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
32! ONLY-attribute added to USE-statements,
33! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
34! kinds are defined in new module kinds,
35! revision history before 2012 removed,
36! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
37! all variable declaration statements
38!
39! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
40! openacc loop and loop vector clauses removed
41!
42! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
43! loop index bounds in accelerator version replaced by i_left, i_right, j_south,
44! j_north
45!
46! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
47! code put under GPL (PALM 3.9)
48!
49! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
50! accelerator version (*_acc) added
51!
52! Revision 1.1  1997/08/29 08:57:38  raasch
53! Initial revision
54!
55!
56! Description:
57! ------------
58! Computation of all Coriolis terms in the equations of motion.
59!------------------------------------------------------------------------------!
60
61    PRIVATE
62    PUBLIC coriolis, coriolis_acc
63
64    INTERFACE coriolis
65       MODULE PROCEDURE coriolis
66       MODULE PROCEDURE coriolis_ij
67    END INTERFACE coriolis
68
69    INTERFACE coriolis_acc
70       MODULE PROCEDURE coriolis_acc
71    END INTERFACE coriolis_acc
72
73 CONTAINS
74
75
76!------------------------------------------------------------------------------!
77! Call for all grid points
78!------------------------------------------------------------------------------!
79    SUBROUTINE coriolis( component )
80
81       USE arrays_3d,                                                          &
82           ONLY:  tend, u, ug, v, vg, w
83           
84       USE control_parameters,                                                 &
85           ONLY:  f, fs, message_string
86           
87       USE indices,                                                            &
88           ONLY:  nxl, nxlu, nxr, nyn, nys, nysv, nzb_u_inner, nzb_v_inner,    &
89                  nzb_w_inner, nzt
90                   
91       USE kinds
92
93       IMPLICIT NONE
94
95       INTEGER(iwp) ::  component  !:
96       INTEGER(iwp) ::  i          !:
97       INTEGER(iwp) ::  j          !:
98       INTEGER(iwp) ::  k          !:
99
100
101!
102!--    Compute Coriolis terms for the three velocity components
103       SELECT CASE ( component )
104
105!
106!--       u-component
107          CASE ( 1 )
108             DO  i = nxlu, nxr
109                DO  j = nys, nyn
110                   DO  k = nzb_u_inner(j,i)+1, nzt
111                      tend(k,j,i) = tend(k,j,i) + f  *    ( 0.25_wp *          &
112                                   ( v(k,j,i-1) + v(k,j,i) + v(k,j+1,i-1) +    &
113                                     v(k,j+1,i) ) - vg(k) )                    &
114                                                - fs *    ( 0.25_wp *          &
115                                   ( w(k-1,j,i-1) + w(k-1,j,i) + w(k,j,i-1) +  &
116                                     w(k,j,i)   ) &
117                                                          )
118                   ENDDO
119                ENDDO
120             ENDDO
121
122!
123!--       v-component
124          CASE ( 2 )
125             DO  i = nxl, nxr
126                DO  j = nysv, nyn
127                   DO  k = nzb_v_inner(j,i)+1, nzt
128                      tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - f *     ( 0.25_wp *          &
129                                   ( u(k,j-1,i) + u(k,j,i) + u(k,j-1,i+1) +    &
130                                     u(k,j,i+1) ) - ug(k) )
131                   ENDDO
132                ENDDO
133             ENDDO
134
135!
136!--       w-component
137          CASE ( 3 )
138             DO  i = nxl, nxr
139                DO  j = nys, nyn
140                   DO  k = nzb_w_inner(j,i)+1, nzt
141                      tend(k,j,i) = tend(k,j,i) + fs * 0.25_wp *               &
142                                   ( u(k,j,i) + u(k+1,j,i) + u(k,j,i+1) +      &
143                                     u(k+1,j,i+1) )
144                   ENDDO
145                ENDDO
146             ENDDO
147
148          CASE DEFAULT
149
150             WRITE( message_string, * ) ' wrong component: ', component
151             CALL message( 'coriolis', 'PA0173', 1, 2, 0, 6, 0 )
152
153       END SELECT
154
155    END SUBROUTINE coriolis
156
157
158!------------------------------------------------------------------------------!
159! Call for all grid points - accelerator version
160!------------------------------------------------------------------------------!
161    SUBROUTINE coriolis_acc( component )
162
163       USE arrays_3d,                                                          &
164           ONLY:  tend, u, ug, v, vg, w
165           
166       USE control_parameters,                                                 &
167           ONLY:  f, fs, message_string
168           
169       USE indices,                                                            &
170           ONLY:  i_left, i_right, j_north, j_south, nzb_u_inner,              &
171                  nzb_v_inner, nzb_w_inner, nzt
172                   
173       USE kinds
174
175       IMPLICIT NONE
176
177       INTEGER(iwp) ::  component  !:
178       INTEGER(iwp) ::  i          !:
179       INTEGER(iwp) ::  j          !:
180       INTEGER(iwp) ::  k          !:
181
182
183!
184!--    Compute Coriolis terms for the three velocity components
185       SELECT CASE ( component )
186
187!
188!--       u-component
189          CASE ( 1 )
190             !$acc  kernels present( nzb_u_inner, tend, v, vg, w )
191             DO  i = i_left, i_right
192                DO  j = j_south, j_north
193                   DO  k = 1, nzt
194                      IF  ( k > nzb_u_inner(j,i) )  THEN
195                         tend(k,j,i) = tend(k,j,i) + f  *    ( 0.25_wp *       &
196                                      ( v(k,j,i-1) + v(k,j,i) + v(k,j+1,i-1) + &
197                                        v(k,j+1,i) ) - vg(k) )                 &
198                                                   - fs *    ( 0.25_wp *       &
199                                      ( w(k-1,j,i-1) + w(k-1,j,i) + w(k,j,i-1) &
200                                        + w(k,j,i)   )                         &
201                                                             )
202                      ENDIF
203                   ENDDO
204                ENDDO
205             ENDDO
206             !$acc end kernels
207
208!
209!--       v-component
210          CASE ( 2 )
211             !$acc  kernels present( nzb_v_inner, tend, u, ug )
212             DO  i = i_left, i_right
213                DO  j = j_south, j_north
214                   DO  k = 1, nzt
215                      IF  ( k > nzb_v_inner(j,i) )  THEN
216                         tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - f *     ( 0.25_wp *       &
217                                      ( u(k,j-1,i) + u(k,j,i) + u(k,j-1,i+1) + &
218                                        u(k,j,i+1) ) - ug(k) )
219                      ENDIF
220                   ENDDO
221                ENDDO
222             ENDDO
223             !$acc end kernels
224
225!
226!--       w-component
227          CASE ( 3 )
228             !$acc  kernels present( nzb_w_inner, tend, u )
229             DO  i = i_left, i_right
230                DO  j = j_south, j_north
231                   DO  k = 1, nzt
232                      IF  ( k > nzb_w_inner(j,i) )  THEN
233                         tend(k,j,i) = tend(k,j,i) + fs * 0.25_wp *            &
234                                      ( u(k,j,i) + u(k+1,j,i) + u(k,j,i+1) +   &
235                                        u(k+1,j,i+1) )
236                      ENDIF
237                   ENDDO
238                ENDDO
239             ENDDO
240             !$acc end kernels
241
242          CASE DEFAULT
243
244             WRITE( message_string, * ) ' wrong component: ', component
245             CALL message( 'coriolis', 'PA0173', 1, 2, 0, 6, 0 )
246
247       END SELECT
248
249    END SUBROUTINE coriolis_acc
250
251
252!------------------------------------------------------------------------------!
253! Call for grid point i,j
254!------------------------------------------------------------------------------!
255    SUBROUTINE coriolis_ij( i, j, component )
256
257       USE arrays_3d,                                                          &
258           ONLY:  tend, u, ug, v, vg, w
259           
260       USE control_parameters,                                                 &
261           ONLY:  f, fs, message_string
262           
263       USE indices,                                                            &
264           ONLY:  nzb_u_inner, nzb_v_inner, nzb_w_inner, nzt
265           
266       USE kinds
267       
268       IMPLICIT NONE
269
270       INTEGER(iwp) ::  component  !:
271       INTEGER(iwp) ::  i          !:
272       INTEGER(iwp) ::  j          !:
273       INTEGER(iwp) ::  k          !:
274
275!
276!--    Compute Coriolis terms for the three velocity components
277       SELECT CASE ( component )
278
279!
280!--       u-component
281          CASE ( 1 )
282             DO  k = nzb_u_inner(j,i)+1, nzt
283                tend(k,j,i) = tend(k,j,i) + f  *    ( 0.25_wp *                &
284                                ( v(k,j,i-1) + v(k,j,i) + v(k,j+1,i-1) +       &
285                                  v(k,j+1,i) ) - vg(k) )                       &
286                                          - fs *    ( 0.25_wp *                &
287                                ( w(k-1,j,i-1) + w(k-1,j,i) + w(k,j,i-1) +     &
288                                  w(k,j,i)   ) )
289             ENDDO
290
291!
292!--       v-component
293          CASE ( 2 )
294             DO  k = nzb_v_inner(j,i)+1, nzt
295                tend(k,j,i) = tend(k,j,i) - f *     ( 0.25_wp *                &
296                                ( u(k,j-1,i) + u(k,j,i) + u(k,j-1,i+1) +       &
297                                  u(k,j,i+1) ) - ug(k) )
298             ENDDO
299
300!
301!--       w-component
302          CASE ( 3 )
303             DO  k = nzb_w_inner(j,i)+1, nzt
304                tend(k,j,i) = tend(k,j,i) + fs * 0.25_wp *                     &
305                                ( u(k,j,i) + u(k+1,j,i) + u(k,j,i+1) +         &
306                                  u(k+1,j,i+1) )
307             ENDDO
308
309          CASE DEFAULT
310
311             WRITE( message_string, * ) ' wrong component: ', component
312             CALL message( 'coriolis', 'PA0173', 1, 2, 0, 6, 0 )
313
314       END SELECT
315
316    END SUBROUTINE coriolis_ij
317
318 END MODULE coriolis_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.