source: palm/trunk/SOURCE/inflow_turbulence.f90 @ 1320

Last change on this file since 1320 was 1320, checked in by raasch, 7 years ago

ONLY-attribute added to USE-statements,
kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
kinds are defined in new module kinds,
old module precision_kind is removed,
revision history before 2012 removed,
comment fields (!:) to be used for variable explanations added to all variable declaration statements

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 6.9 KB
Line 
1 SUBROUTINE inflow_turbulence
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! ONLY-attribute added to USE-statements,
23! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
24! kinds are defined in new module kinds,
25! old module precision_kind is removed,
26! revision history before 2012 removed,
27! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
28! all variable declaration statements
29!
30! module interfaces removed
31!
32! Former revisions:
33! -----------------
34! $Id: inflow_turbulence.f90 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch $
35!
36! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
37! unused variables removed
38!
39! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
40! code put under GPL (PALM 3.9)
41!
42! Initial version (2008/03/07)
43!
44! Description:
45! ------------
46! Imposing turbulence at the respective inflow using the turbulence
47! recycling method of Kataoka and Mizuno (2002).
48!------------------------------------------------------------------------------!
49
50    USE arrays_3d,                                                             &
51        ONLY:  e, inflow_damping_factor, mean_inflow_profiles, pt, u, v, w
52       
53    USE control_parameters,                                                    &
54        ONLY:  recycling_plane
55       
56    USE cpulog,                                                                &
57        ONLY:  cpu_log, log_point
58       
59    USE grid_variables,                                                        &
60        ONLY: 
61       
62    USE indices,                                                               &
63        ONLY:  nbgp, nxl, ny, nyn, nys, nyng, nysg, nzb, nzt
64       
65    USE kinds
66   
67    USE pegrid
68
69
70    IMPLICIT NONE
71
72    INTEGER(iwp) ::  i        !:
73    INTEGER(iwp) ::  j        !:
74    INTEGER(iwp) ::  k        !:
75    INTEGER(iwp) ::  l        !:
76    INTEGER(iwp) ::  ngp_ifd  !:
77    INTEGER(iwp) ::  ngp_pr   !:
78
79    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,5,nbgp)           ::                         &
80       avpr, avpr_l  !:
81    REAL(wp), DIMENSION(nzb:nzt+1,nysg:nyng,5,nbgp) ::                         &
82       inflow_dist   !:
83
84    CALL cpu_log( log_point(40), 'inflow_turbulence', 'start' )
85
86!
87!-- Carry out spanwise averaging in the recycling plane
88    avpr_l = 0.0
89    ngp_pr = ( nzt - nzb + 2 ) * 5 * nbgp
90    ngp_ifd = ngp_pr * ( nyn - nys + 1 + 2 * nbgp )
91
92!
93!-- First, local averaging within the recycling domain
94    i = recycling_plane
95
96#if defined( __parallel )
97    IF ( myidx == id_recycling )  THEN
98       
99       DO  l = 1, nbgp
100          DO  j = nys, nyn
101             DO  k = nzb, nzt + 1
102
103                avpr_l(k,1,l) = avpr_l(k,1,l) + u(k,j,i)
104                avpr_l(k,2,l) = avpr_l(k,2,l) + v(k,j,i)
105                avpr_l(k,3,l) = avpr_l(k,3,l) + w(k,j,i)
106                avpr_l(k,4,l) = avpr_l(k,4,l) + pt(k,j,i)
107                avpr_l(k,5,l) = avpr_l(k,5,l) + e(k,j,i)
108
109             ENDDO
110          ENDDO
111          i = i + 1
112       ENDDO
113
114    ENDIF
115!
116!-- Now, averaging over all PEs
117    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
118    CALL MPI_ALLREDUCE( avpr_l(nzb,1,1), avpr(nzb,1,1), ngp_pr, MPI_REAL, &
119                        MPI_SUM, comm2d, ierr )
120
121#else
122    DO  l = 1, nbgp
123       DO  j = nys, nyn
124          DO  k = nzb, nzt + 1
125
126             avpr_l(k,1,l) = avpr_l(k,1,l) + u(k,j,i)
127             avpr_l(k,2,l) = avpr_l(k,2,l) + v(k,j,i)
128             avpr_l(k,3,l) = avpr_l(k,3,l) + w(k,j,i)
129             avpr_l(k,4,l) = avpr_l(k,4,l) + pt(k,j,i)
130             avpr_l(k,5,l) = avpr_l(k,5,l) + e(k,j,i)
131
132          ENDDO
133       ENDDO
134       i = i + 1 
135    ENDDO
136   
137    avpr = avpr_l
138#endif
139
140    avpr = avpr / ( ny + 1 )
141!
142!-- Calculate the disturbances at the recycling plane
143    i = recycling_plane
144
145#if defined( __parallel )
146    IF ( myidx == id_recycling )  THEN
147       DO  l = 1, nbgp
148          DO  j = nysg, nyng
149             DO  k = nzb, nzt + 1
150
151                inflow_dist(k,j,1,l) = u(k,j,i+1) - avpr(k,1,l)
152                inflow_dist(k,j,2,l) = v(k,j,i)   - avpr(k,2,l)
153                inflow_dist(k,j,3,l) = w(k,j,i)   - avpr(k,3,l)
154                inflow_dist(k,j,4,l) = pt(k,j,i)  - avpr(k,4,l)
155                inflow_dist(k,j,5,l) = e(k,j,i)   - avpr(k,5,l)
156             
157            ENDDO
158          ENDDO
159          i = i + 1
160       ENDDO
161
162    ENDIF
163#else
164    DO  l = 1, nbgp
165       DO  j = nysg, nyng
166          DO  k = nzb, nzt+1
167
168             inflow_dist(k,j,1,l) = u(k,j,i+1) - avpr(k,1,l)
169             inflow_dist(k,j,2,l) = v(k,j,i)   - avpr(k,2,l)
170             inflow_dist(k,j,3,l) = w(k,j,i)   - avpr(k,3,l)
171             inflow_dist(k,j,4,l) = pt(k,j,i)  - avpr(k,4,l)
172             inflow_dist(k,j,5,l) = e(k,j,i)   - avpr(k,5,l)
173             
174          ENDDO
175       ENDDO
176       i = i + 1
177    ENDDO
178#endif
179
180!
181!-- For parallel runs, send the disturbances to the respective inflow PE
182#if defined( __parallel )
183    IF ( myidx == id_recycling  .AND.  myidx /= id_inflow )  THEN
184
185       CALL MPI_SEND( inflow_dist(nzb,nysg,1,1), ngp_ifd, MPI_REAL, &
186                      id_inflow, 1, comm1dx, ierr )
187
188    ELSEIF ( myidx /= id_recycling  .AND.  myidx == id_inflow )  THEN
189
190       inflow_dist = 0.0
191       CALL MPI_RECV( inflow_dist(nzb,nysg,1,1), ngp_ifd, MPI_REAL, &
192                      id_recycling, 1, comm1dx, status, ierr )
193
194    ENDIF
195#endif
196
197!
198!-- Add the disturbance at the inflow
199    IF ( nxl == 0 )  THEN
200
201       DO  j = nysg, nyng
202          DO  k = nzb, nzt + 1
203
204              u(k,j,-nbgp+1:0) = mean_inflow_profiles(k,1) + &
205                           inflow_dist(k,j,1,1:nbgp) * inflow_damping_factor(k)
206              v(k,j,-nbgp:-1)  = mean_inflow_profiles(k,2) + &
207                           inflow_dist(k,j,2,1:nbgp) * inflow_damping_factor(k)
208              w(k,j,-nbgp:-1)  =                             &
209                           inflow_dist(k,j,3,1:nbgp) * inflow_damping_factor(k)
210              pt(k,j,-nbgp:-1) = mean_inflow_profiles(k,4) + &
211                           inflow_dist(k,j,4,1:nbgp) * inflow_damping_factor(k)
212              e(k,j,-nbgp:-1)  = mean_inflow_profiles(k,5) + &
213                           inflow_dist(k,j,5,1:nbgp) * inflow_damping_factor(k)
214              e(k,j,-nbgp:-1)  = MAX( e(k,j,-nbgp:-1), 0.0 )
215
216          ENDDO
217       ENDDO
218
219    ENDIF
220
221    CALL cpu_log( log_point(40), 'inflow_turbulence', 'stop' )
222
223
224 END SUBROUTINE inflow_turbulence
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.