source: palm/trunk/SOURCE/init_pegrid.f90 @ 2197

Last change on this file since 2197 was 2197, checked in by raasch, 8 years ago

bugfix: do not allow odd values for nz at the coarsest grid level in case of optimized multigrid solver

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 46.8 KB
Line 
1!> @file init_pegrid.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! bugfix: do not allow odd values for nz at the coarsest grid level in case of
23! optimized multigrid solver
24!
25! Former revisions:
26! -----------------
27! $Id: init_pegrid.f90 2197 2017-03-24 02:25:00Z raasch $
28!
29! 2180 2017-03-17 13:33:05Z hellstea
30! Checks to ensure (2178) that pdims match the grid dimensions in the
31! automatic determination of pdims are canceled as unnecessary
32!
33! 2178 2017-03-17 11:07:39Z hellstea
34! Checks to ensure that pdims match the grid dimensions are added in the
35! automatic determination of pdims
36!
37! 2050 2016-11-08 15:00:55Z gronemeier
38! Implement turbulent outflow condition
39!
40! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
41! Forced header and separation lines into 80 columns
42!
43! 1968 2016-07-18 12:01:49Z suehring
44! Extent MPI-datatypes for exchange of 2D-INTEGER arrays on coarser multigrid
45! level 
46!
47! 1964 2016-07-14 15:35:18Z hellstea
48! Bugfix: erroneous setting of nest_bound_l/r/s/n = .TRUE. for vertical nesting mode removed.
49!
50! 1923 2016-05-31 16:37:07Z boeske
51! Initial version of purely vertical nesting introduced.
52!
53! 1922 2016-05-31 16:36:08Z boeske
54! Bugfix: array transposition checks restricted to cases if a fourier
55! transform is used , removed unused variable nnx_z
56!
57! 1833 2016-04-07 14:23:03Z raasch
58! spectra related variables moved to spectra_mod
59!
60! 1815 2016-04-06 13:49:59Z raasch
61! cpp-directives for intel openmp bug removed
62!
63! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
64! Removed code for parameter file check (__check)
65!
66! 1779 2016-03-03 08:01:28Z raasch
67! changes regarding nested domain removed: virtual PE grid will be automatically
68! calculated for nested runs too
69!
70! 1764 2016-02-28 12:45:19Z raasch
71! cpp-statements for nesting removed
72!
73! 1762 2016-02-25 12:31:13Z hellstea
74! Introduction of nested domain feature
75!
76! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
77! Code annotations made doxygen readable
78!
79! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
80! New MPI-data types for exchange of 3D integer arrays.
81!
82! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
83! adjustments for psolver-queries, calculation of ngp_xz added
84!
85! 1565 2015-03-09 20:59:31Z suehring
86! Refine if-clause for setting nbgp.
87!
88! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
89! Adjustment for monotonic limiter
90!
91! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
92! Adapted for use on up to 6-digit processor cores
93!
94! 1435 2014-07-21 10:37:02Z keck
95! bugfix: added missing parameter coupling_mode_remote to ONLY-attribute
96!
97! 1402 2014-05-09 14:25:13Z raasch
98! location messages modified
99!
100! 1384 2014-05-02 14:31:06Z raasch
101! location messages added
102!
103! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
104! REAL constants provided with KIND-attribute
105!
106! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
107! REAL functions provided with KIND-attribute
108!
109! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
110! ONLY-attribute added to USE-statements,
111! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
112! kinds are defined in new module kinds,
113! revision history before 2012 removed,
114! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
115! all variable declaration statements
116!
117! 1304 2014-03-12 10:29:42Z raasch
118! bugfix: single core MPI runs missed some settings of transpose indices
119!
120! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
121! error message for poisfft_hybrid removed
122!
123! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
124! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet removed
125!
126! 1139 2013-04-18 07:25:03Z raasch
127! bugfix for calculating the id of the PE carrying the recycling plane
128!
129! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
130! initialization of poisfft moved to module poisfft
131!
132! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
133! unused variables removed
134!
135! 1056 2012-11-16 15:28:04Z raasch
136! Indices for arrays n.._mg start from zero due to definition of arrays f2 and
137! p2 as automatic arrays in recursive subroutine next_mg_level
138!
139! 1041 2012-11-06 02:36:29Z raasch
140! a 2d virtual processor topology is used by default for all machines
141!
142! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
143! code put under GPL (PALM 3.9)
144!
145! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
146! subdomains must have identical size (grid matching = "match" removed)
147!
148! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
149! all actions concerning upstream-spline-method removed
150!
151! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
152! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet added
153! nxlu and nysv are also calculated for inflow boundary
154!
155! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
156! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
157!
158! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
159! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
160!
161! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
162! Initial revision
163!
164!
165! Description:
166! ------------
167!> Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
168!> user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
169!> domains.
170!------------------------------------------------------------------------------!
171 SUBROUTINE init_pegrid
172 
173
174    USE control_parameters,                                                    &
175        ONLY:  bc_lr, bc_ns, coupling_mode, coupling_mode_remote,              &
176               coupling_topology, gathered_size, grid_level,                   &
177               grid_level_count, host, inflow_l, inflow_n, inflow_r, inflow_s, &
178               io_blocks, io_group, maximum_grid_level,                        &
179               maximum_parallel_io_streams, message_string,                    &
180               mg_switch_to_pe0_level, momentum_advec, nest_bound_l,           &
181               nest_bound_n, nest_bound_r, nest_bound_s, nest_domain, neutral, &
182               psolver, outflow_l, outflow_n, outflow_r, outflow_s,            &
183               outflow_source_plane, recycling_width, scalar_advec,            &
184               subdomain_size, turbulent_outflow
185
186    USE grid_variables,                                                        &
187        ONLY:  dx
188       
189    USE indices,                                                               &
190        ONLY:  mg_loc_ind, nbgp, nnx, nny, nnz, nx, nx_a, nx_o, nxl, nxl_mg,   &
191               nxlu, nxr, nxr_mg, ny, ny_a, ny_o, nyn, nyn_mg, nys, nys_mg,    &
192               nysv, nz, nzb, nzt, nzt_mg, wall_flags_1, wall_flags_2,         &
193               wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5, wall_flags_6,         &
194               wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9, wall_flags_10
195
196    USE kinds
197     
198    USE pegrid
199   
200    USE pmc_interface,                                                         &   
201        ONLY:  nesting_mode
202   
203    USE spectra_mod,                                                           &
204        ONLY:  calculate_spectra, dt_dosp
205
206    USE transpose_indices,                                                     &
207        ONLY:  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z, nys_x,&
208               nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_yd, nzt_y
209
210    IMPLICIT NONE
211
212    INTEGER(iwp) ::  i                        !<
213    INTEGER(iwp) ::  id_inflow_l              !<
214    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_l             !< local value of id_outflow
215    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_source_l      !< local value of id_outflow_source
216    INTEGER(iwp) ::  id_recycling_l           !<
217    INTEGER(iwp) ::  ind(5)                   !<
218    INTEGER(iwp) ::  j                        !<
219    INTEGER(iwp) ::  k                        !<
220    INTEGER(iwp) ::  maximum_grid_level_l     !<
221    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_x              !<
222    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_y              !<
223    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_z              !<
224    INTEGER(iwp) ::  mg_switch_to_pe0_level_l !<
225    INTEGER(iwp) ::  nnx_y                    !<
226    INTEGER(iwp) ::  nnx_z                    !<
227    INTEGER(iwp) ::  nny_x                    !<
228    INTEGER(iwp) ::  nny_z                    !<
229    INTEGER(iwp) ::  nnz_x                    !<
230    INTEGER(iwp) ::  nnz_y                    !<
231    INTEGER(iwp) ::  numproc_sqr              !<
232    INTEGER(iwp) ::  nxl_l                    !<
233    INTEGER(iwp) ::  nxr_l                    !<
234    INTEGER(iwp) ::  nyn_l                    !<
235    INTEGER(iwp) ::  nys_l                    !<
236    INTEGER(iwp) ::  nzb_l                    !<
237    INTEGER(iwp) ::  nzt_l                    !<
238    INTEGER(iwp) ::  omp_get_num_threads      !<
239
240    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all !<
241    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxlf    !<
242    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxrf    !<
243    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nynf    !<
244    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nysf    !<
245
246    INTEGER(iwp), DIMENSION(2) :: pdims_remote          !<
247
248#if defined( __mpi2 )
249    LOGICAL ::  found                                   !<
250#endif
251
252!
253!-- Get the number of OpenMP threads
254    !$OMP PARALLEL
255!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
256    !$OMP END PARALLEL
257
258
259#if defined( __parallel )
260
261    CALL location_message( 'creating virtual PE grids + MPI derived data types', &
262                           .FALSE. )
263
264!
265!-- Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
266    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
267
268!
269!--    Automatic determination of the topology
270       numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs, KIND=wp ) )
271       pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
272       DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
273          pdims(1) = pdims(1) - 1
274       ENDDO
275       pdims(2) = numprocs / pdims(1)
276
277    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
278
279!
280!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
281!--    must be equal to the number of PEs available to the job
282       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
283          WRITE( message_string, * ) 'number of PEs of the prescribed ',   &
284              'topology (', npex*npey,') does not match & the number of ', &
285              'PEs available to the job (', numprocs, ')'
286          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0221', 1, 2, 0, 6, 0 )
287       ENDIF
288       pdims(1) = npex
289       pdims(2) = npey
290
291    ELSE
292!
293!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
294!--    PEs must be given in both directions
295       message_string = 'if the processor topology is prescribed by th' //  &
296                'e user& both values of "npex" and "npey" must be given' // &
297                ' in the &NAMELIST-parameter file'
298       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0222', 1, 2, 0, 6, 0 )
299
300    ENDIF
301
302!
303!-- For communication speedup, set barriers in front of collective
304!-- communications by default on SGI-type systems
305    IF ( host(3:5) == 'sgi' )  collective_wait = .TRUE.
306
307!
308!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
309    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
310    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
311
312
313!
314!-- Create the virtual processor grid
315    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
316                          comm2d, ierr )
317    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
318    WRITE (myid_char,'(''_'',I6.6)')  myid
319
320    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
321    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
322    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
323
324!
325!-- Determine sub-topologies for transpositions
326!-- Transposition from z to x:
327    remain_dims(1) = .TRUE.
328    remain_dims(2) = .FALSE.
329    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
330    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
331!
332!-- Transposition from x to y
333    remain_dims(1) = .FALSE.
334    remain_dims(2) = .TRUE.
335    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
336    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
337
338
339!
340!-- Calculate array bounds along x-direction for every PE.
341    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
342              nysf(0:pdims(2)-1) )
343
344    IF ( MOD( nx+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
345       WRITE( message_string, * ) 'x-direction: gridpoint number (',nx+1,') ',&
346                               'is not an& integral divisor of the number ',  &
347                               'processors (', pdims(1),')'
348       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0225', 1, 2, 0, 6, 0 )
349    ELSE
350       nnx  = ( nx + 1 ) / pdims(1)
351       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
352          WRITE( message_string, * ) 'x-direction: nx does not match the',    & 
353                       'requirements given by the number of PEs &used',       &
354                       '& please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
355                                   - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
356          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0226', 1, 2, 0, 6, 0 )
357       ENDIF
358    ENDIF   
359
360!
361!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
362    DO  i = 0, pdims(1)-1
363       nxlf(i)   = i * nnx
364       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
365    ENDDO
366
367!
368!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
369    IF ( MOD( ny+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
370       WRITE( message_string, * ) 'y-direction: gridpoint number (',ny+1,') ', &
371                           'is not an& integral divisor of the number of',     &
372                           'processors (', pdims(2),')'
373       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0227', 1, 2, 0, 6, 0 )
374    ELSE
375       nny  = ( ny + 1 ) / pdims(2)
376       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
377          WRITE( message_string, * ) 'y-direction: ny does not match the',    &
378                       'requirements given by the number of PEs &used ',      &
379                       '& please use ny = ', ny - ( pdims(2) - ( nnx*pdims(2) &
380                                     - ( ny + 1 ) ) ), ' instead of ny =', ny
381          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0228', 1, 2, 0, 6, 0 )
382       ENDIF
383    ENDIF   
384
385!
386!-- South and north array bounds
387    DO  j = 0, pdims(2)-1
388       nysf(j)   = j * nny
389       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
390    ENDDO
391
392!
393!-- Local array bounds of the respective PEs
394    nxl = nxlf(pcoord(1))
395    nxr = nxrf(pcoord(1))
396    nys = nysf(pcoord(2))
397    nyn = nynf(pcoord(2))
398    nzb = 0
399    nzt = nz
400    nnz = nz
401
402!
403!-- Set switches to define if the PE is situated at the border of the virtual
404!-- processor grid
405    IF ( nxl == 0 )   left_border_pe  = .TRUE.
406    IF ( nxr == nx )  right_border_pe = .TRUE.
407    IF ( nys == 0 )   south_border_pe = .TRUE.
408    IF ( nyn == ny )  north_border_pe = .TRUE.
409
410!
411!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
412!-- (needed in the pressure solver)
413!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
414!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
415
416!
417!-- 1. transposition  z --> x
418!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x
419    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
420
421       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
422          IF ( MOD( nz , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
423             WRITE( message_string, * ) 'transposition z --> x:',              &
424                       '&nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=',  &
425                                                                   pdims(1)
426             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0230', 1, 2, 0, 6, 0 )
427          ENDIF
428       ENDIF
429
430       nys_x = nys
431       nyn_x = nyn
432       nny_x = nny
433       nnz_x = nz / pdims(1)
434       nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
435       nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
436       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
437
438    ENDIF
439
440
441    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN 
442!
443!--    2. transposition  x --> y
444       IF ( MOD( nx+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
445          WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',                 &
446                            '&nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',   &
447                            'pdims(2)=',pdims(2)
448          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0231', 1, 2, 0, 6, 0 )
449       ENDIF
450
451       nnz_y = nnz_x
452       nzb_y = nzb_x
453       nzt_y = nzt_x
454       nnx_y = (nx+1) / pdims(2)
455       nxl_y = myidy * nnx_y
456       nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
457       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
458!
459!--    3. transposition  y --> z 
460!--    (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition along x)
461       nxl_z = nxl_y
462       nxr_z = nxr_y
463       nny_z = (ny+1) / pdims(1)
464       nys_z = myidx * nny_z
465       nyn_z = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
466       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
467
468       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
469!
470!--       y --> z
471!--       This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
472!--       along x, except that the uptream-spline method is switched on
473          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
474             WRITE( message_string, * ) 'transposition y --> z:',              &
475                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
476                               ' pdims(1)=',pdims(1)
477             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0232', 1, 2, 0, 6, 0 )
478          ENDIF
479
480       ELSE
481!
482!--       x --> y
483!--       This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
484          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
485             WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',              &
486                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
487                               ' pdims(1)=',pdims(1)
488             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0233', 1, 2, 0, 6, 0 )
489          ENDIF
490
491       ENDIF
492
493    ENDIF
494
495!
496!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
497    IF ( calculate_spectra )  THEN
498       IF ( MOD( nz, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
499          WRITE( message_string, * ) 'direct transposition z --> y (needed ',  &
500                    'for spectra):& nz=',nz,' is not an integral divisor of ', &
501                    'pdims(2)=',pdims(2)
502          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0234', 1, 2, 0, 6, 0 )
503       ELSE
504          nxl_yd = nxl
505          nxr_yd = nxr
506          nzb_yd = 1 + myidy * ( nz / pdims(2) )
507          nzt_yd = ( myidy + 1 ) * ( nz / pdims(2) )
508          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nz / pdims(2) )
509       ENDIF
510    ENDIF
511
512    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
513!
514!--    Indices for direct transpositions y --> x
515!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along x)
516       IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
517          nny_x = nny / pdims(1)
518          nys_x = myid * nny_x
519          nyn_x = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
520          nzb_x = 1
521          nzt_x = nz
522          sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nz
523       ENDIF
524
525    ENDIF
526
527    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
528!
529!--    Indices for direct transpositions x --> y
530!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along y)
531       IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
532          nnx_y = nnx / pdims(2)
533          nxl_y = myid * nnx_y
534          nxr_y = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
535          nzb_y = 1
536          nzt_y = nz
537          sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nz
538       ENDIF
539
540    ENDIF
541
542!
543!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
544    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
545
546
547!
548!-- Collect index bounds from other PEs (to be written to restart file later)
549    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:numprocs-1) )
550
551    IF ( myid == 0 )  THEN
552
553       hor_index_bounds(1,0) = nxl
554       hor_index_bounds(2,0) = nxr
555       hor_index_bounds(3,0) = nys
556       hor_index_bounds(4,0) = nyn
557
558!
559!--    Receive data from all other PEs
560       DO  i = 1, numprocs-1
561          CALL MPI_RECV( ibuf, 4, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
562                         ierr )
563          hor_index_bounds(:,i) = ibuf(1:4)
564       ENDDO
565
566    ELSE
567!
568!--    Send index bounds to PE0
569       ibuf(1) = nxl
570       ibuf(2) = nxr
571       ibuf(3) = nys
572       ibuf(4) = nyn
573       CALL MPI_SEND( ibuf, 4, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )
574
575    ENDIF
576
577
578#if defined( __print )
579!
580!-- Control output
581    IF ( myid == 0 )  THEN
582       PRINT*, '*** processor topology ***'
583       PRINT*, ' '
584       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
585               &'   nys: nyn'
586       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
587               &'-----------'
588       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
589                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
5901000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
591               2(2X,I4,':',I4))
592
593!
594!--    Receive data from the other PEs
595       DO  i = 1,numprocs-1
596          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
597                         ierr )
598          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
599       ENDDO
600    ELSE
601
602!
603!--    Send data to PE0
604       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
605       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
606       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
607       ibuf(12) = nyn
608       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
609    ENDIF
610#endif
611
612#if defined( __parallel )
613#if defined( __mpi2 )
614!
615!-- In case of coupled runs, get the port name on PE0 of the atmosphere model
616!-- and pass it to PE0 of the ocean model
617    IF ( myid == 0 )  THEN
618
619       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
620
621          CALL MPI_OPEN_PORT( MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
622
623          CALL MPI_PUBLISH_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, &
624                                 ierr )
625
626!
627!--       Write a flag file for the ocean model and the other atmosphere
628!--       processes.
629!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
630!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
631!--       (i.e. before the port has been created)
632          OPEN( 90, FILE='COUPLING_PORT_OPENED', FORM='FORMATTED' )
633          WRITE ( 90, '(''TRUE'')' )
634          CLOSE ( 90 )
635
636       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
637
638!
639!--       Continue only if the atmosphere model has created the port.
640!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
641!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
642!--       (i.e. before the port has been created)
643          INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
644          DO WHILE ( .NOT. found )
645             INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
646          ENDDO
647
648          CALL MPI_LOOKUP_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
649
650       ENDIF
651
652    ENDIF
653
654!
655!-- In case of coupled runs, establish the connection between the atmosphere
656!-- and the ocean model and define the intercommunicator (comm_inter)
657    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
658    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
659
660       CALL MPI_COMM_ACCEPT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
661                             comm_inter, ierr )
662       coupling_mode_remote = 'ocean_to_atmosphere'
663
664    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
665
666       CALL MPI_COMM_CONNECT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
667                              comm_inter, ierr )
668       coupling_mode_remote = 'atmosphere_to_ocean'
669
670    ENDIF
671#endif
672
673!
674!-- Determine the number of ghost point layers
675    IF ( ( scalar_advec == 'ws-scheme' .AND. .NOT. neutral ) .OR.             &
676         scalar_advec == 'ws-scheme-mono' .OR.                                &
677         momentum_advec == 'ws-scheme' )  THEN
678       nbgp = 3
679    ELSE
680       nbgp = 1
681    ENDIF 
682
683!
684!-- Create a new MPI derived datatype for the exchange of surface (xy) data,
685!-- which is needed for coupled atmosphere-ocean runs.
686!-- First, calculate number of grid points of an xy-plane.
687    ngp_xy  = ( nxr - nxl + 1 + 2 * nbgp ) * ( nyn - nys + 1 + 2 * nbgp )
688    CALL MPI_TYPE_VECTOR( ngp_xy, 1, nzt-nzb+2, MPI_REAL, type_xy, ierr )
689    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xy, ierr )
690
691    IF ( TRIM( coupling_mode ) /= 'uncoupled' )  THEN
692   
693!
694!--    Pass the number of grid points of the atmosphere model to
695!--    the ocean model and vice versa
696       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
697
698          nx_a = nx
699          ny_a = ny
700
701          IF ( myid == 0 )  THEN
702
703             CALL MPI_SEND( nx_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 1, comm_inter,  &
704                            ierr )
705             CALL MPI_SEND( ny_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 2, comm_inter,  &
706                            ierr )
707             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 3, comm_inter, &
708                            ierr )
709             CALL MPI_RECV( nx_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 4, comm_inter,  &
710                            status, ierr )
711             CALL MPI_RECV( ny_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 5, comm_inter,  &
712                            status, ierr )
713             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 6,      &
714                            comm_inter, status, ierr )
715          ENDIF
716
717          CALL MPI_BCAST( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
718          CALL MPI_BCAST( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr ) 
719          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
720       
721       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
722
723          nx_o = nx
724          ny_o = ny 
725
726          IF ( myid == 0 ) THEN
727
728             CALL MPI_RECV( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 1, comm_inter, status, &
729                            ierr )
730             CALL MPI_RECV( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 2, comm_inter, status, &
731                            ierr )
732             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, 3, comm_inter, &
733                            status, ierr )
734             CALL MPI_SEND( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 4, comm_inter, ierr )
735             CALL MPI_SEND( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 5, comm_inter, ierr )
736             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, 0, 6, comm_inter, ierr )
737          ENDIF
738
739          CALL MPI_BCAST( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr)
740          CALL MPI_BCAST( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
741          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
742
743       ENDIF
744 
745       ngp_a = ( nx_a+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_a+1 + 2 * nbgp )
746       ngp_o = ( nx_o+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_o+1 + 2 * nbgp )
747
748!
749!--    Determine if the horizontal grid and the number of PEs in ocean and
750!--    atmosphere is same or not
751       IF ( nx_o == nx_a  .AND.  ny_o == ny_a  .AND.  &
752            pdims(1) == pdims_remote(1) .AND. pdims(2) == pdims_remote(2) ) &
753       THEN
754          coupling_topology = 0
755       ELSE
756          coupling_topology = 1
757       ENDIF 
758
759!
760!--    Determine the target PEs for the exchange between ocean and
761!--    atmosphere (comm2d)
762       IF ( coupling_topology == 0 )  THEN
763!
764!--       In case of identical topologies, every atmosphere PE has exactly one
765!--       ocean PE counterpart and vice versa
766          IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' ) THEN
767             target_id = myid + numprocs
768          ELSE
769             target_id = myid 
770          ENDIF
771
772       ELSE
773!
774!--       In case of nonequivalent topology in ocean and atmosphere only for
775!--       PE0 in ocean and PE0 in atmosphere a target_id is needed, since
776!--       data echxchange between ocean and atmosphere will be done only
777!--       between these PEs.   
778          IF ( myid == 0 )  THEN
779
780             IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
781                target_id = numprocs 
782             ELSE
783                target_id = 0
784             ENDIF
785
786          ENDIF
787
788       ENDIF
789
790    ENDIF
791
792
793#endif
794
795#else
796
797!
798!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
799!-- machine)
800    nxl = 0
801    nxr = nx
802    nnx = nxr - nxl + 1
803    nys = 0
804    nyn = ny
805    nny = nyn - nys + 1
806    nzb = 0
807    nzt = nz
808    nnz = nz
809
810    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:0) )
811    hor_index_bounds(1,0) = nxl
812    hor_index_bounds(2,0) = nxr
813    hor_index_bounds(3,0) = nys
814    hor_index_bounds(4,0) = nyn
815
816!
817!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
818!-- are the ones for the transposed arrays)
819    nys_x = nys
820    nyn_x = nyn
821    nzb_x = nzb + 1
822    nzt_x = nzt
823
824    nxl_y = nxl
825    nxr_y = nxr
826    nzb_y = nzb + 1
827    nzt_y = nzt
828
829    nxl_z = nxl
830    nxr_z = nxr
831    nys_z = nys
832    nyn_z = nyn
833
834#endif
835
836!
837!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
838!-- as well as the gridpoint indices on each level
839    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
840
841!
842!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
843       mg_levels_x = 1
844       mg_levels_y = 1
845       mg_levels_z = 1
846
847       i = nnx
848       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
849          i = i / 2
850          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
851       ENDDO
852
853       j = nny
854       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
855          j = j / 2
856          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
857       ENDDO
858
859       k = nz    ! do not use nnz because it might be > nz due to transposition
860                 ! requirements
861       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
862          k = k / 2
863          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
864       ENDDO
865!
866!--    The optimized MG-solver does not allow odd values for nz at the coarsest
867!--    grid level
868       IF ( TRIM( psolver ) /= 'multigrid_noopt' )  THEN
869          IF ( MOD( k, 2 ) /= 0 )  mg_levels_z = mg_levels_z - 1
870       ENDIF
871
872       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
873
874!
875!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
876!--    levels are identically processed on all PEs.
877       IF ( numprocs > 1  .AND.  mg_switch_to_pe0_level /= -1 )  THEN
878
879          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
880
881             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
882
883             mg_levels_x = 1
884             mg_levels_y = 1
885
886             i = nx+1
887             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
888                i = i / 2
889                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
890             ENDDO
891
892             j = ny+1
893             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
894                j = j / 2
895                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
896             ENDDO
897
898             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
899
900             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
901                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
902                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
903             ELSE
904                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
905             ENDIF
906
907          ELSE
908             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
909             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
910
911          ENDIF
912
913!
914!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
915!--       by user
916          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
917             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
918                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
919                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
920             ENDIF
921
922          ELSE
923!
924!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
925             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
926                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
927                message_string = 'mg_switch_to_pe0_level ' // &
928                                 'out of range and reset to default (=0)'
929                CALL message( 'init_pegrid', 'PA0235', 0, 1, 0, 6, 0 )
930                mg_switch_to_pe0_level = 0
931             ELSE
932!
933!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
934!--             the switch level to this largest number of possible values
935                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
936
937             ENDIF
938
939          ENDIF
940
941       ENDIF
942
943       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                       &
944                 nxl_mg(0:maximum_grid_level), nxr_mg(0:maximum_grid_level), &
945                 nyn_mg(0:maximum_grid_level), nys_mg(0:maximum_grid_level), &
946                 nzt_mg(0:maximum_grid_level) )
947
948       grid_level_count = 0
949!
950!--    Index zero required as dummy due to definition of arrays f2 and p2 in
951!--    recursive subroutine next_mg_level
952       nxl_mg(0) = 0; nxr_mg(0) = 0; nyn_mg(0) = 0; nys_mg(0) = 0; nzt_mg(0) = 0
953
954       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
955
956       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
957
958          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
959#if defined( __parallel )
960!
961!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
962!--          it is needed in poismg.
963             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
964             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
965             ind(5) = nzt_l
966             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
967             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
968                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
969             DO  j = 0, numprocs-1
970                DO  k = 1, 5
971                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
972                ENDDO
973             ENDDO
974             DEALLOCATE( ind_all )
975!
976!--          Calculate the grid size of the total domain
977             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
978             nxl_l = 0
979             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
980             nys_l = 0
981!
982!--          The size of this gathered array must not be larger than the
983!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
984!--          array. Therefore the subdomain size of an PE is calculated and
985!--          the size of the gathered grid. These values are used in 
986!--          routines pres and poismg
987             subdomain_size = ( nxr - nxl + 2 * nbgp + 1 ) * &
988                              ( nyn - nys + 2 * nbgp + 1 ) * ( nzt - nzb + 2 )
989             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
990                              ( nzt_l - nzb + 2 )
991
992#else
993             message_string = 'multigrid gather/scatter impossible ' // &
994                          'in non parallel mode'
995             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0237', 1, 2, 0, 6, 0 )
996#endif
997          ENDIF
998
999          nxl_mg(i) = nxl_l
1000          nxr_mg(i) = nxr_l
1001          nys_mg(i) = nys_l
1002          nyn_mg(i) = nyn_l
1003          nzt_mg(i) = nzt_l
1004
1005          nxl_l = nxl_l / 2 
1006          nxr_l = nxr_l / 2
1007          nys_l = nys_l / 2 
1008          nyn_l = nyn_l / 2 
1009          nzt_l = nzt_l / 2 
1010
1011       ENDDO
1012
1013!
1014!--    Temporary problem: Currently calculation of maxerror iin routine poismg crashes
1015!--    if grid data are collected on PE0 already on the finest grid level.
1016!--    To be solved later.
1017       IF ( maximum_grid_level == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
1018          message_string = 'grid coarsening on subdomain level cannot be performed'
1019          CALL message( 'poismg', 'PA0236', 1, 2, 0, 6, 0 )
1020       ENDIF
1021
1022    ELSE
1023
1024       maximum_grid_level = 0
1025
1026    ENDIF
1027
1028!
1029!-- Default level 0 tells exchange_horiz that all ghost planes have to be
1030!-- exchanged. grid_level is adjusted in poismg, where only one ghost plane
1031!-- is required.
1032    grid_level = 0
1033
1034#if defined( __parallel )
1035!
1036!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
1037    ngp_y  = nyn - nys + 1 + 2 * nbgp
1038
1039!
1040!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1041!-- x- and y-direction for 2D-arrays (line)
1042    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_REAL, type_x,     &
1043                          ierr )
1044    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
1045
1046    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_REAL, type_y, ierr )
1047    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y, ierr )
1048!
1049!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1050!-- x- and y-direction for 2D-INTEGER arrays (line) - on normal grid
1051    ALLOCATE( type_x_int(0:maximum_grid_level),                                &
1052              type_y_int(0:maximum_grid_level) )
1053
1054    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_INTEGER,          &
1055                          type_x_int(0), ierr )
1056    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(0), ierr )
1057
1058    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_INTEGER, type_y_int(0), ierr )
1059    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(0), ierr )
1060!
1061!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
1062!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
1063!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
1064!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
1065!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
1066    ALLOCATE ( ngp_xz(0:maximum_grid_level), ngp_yz(0:maximum_grid_level),     &
1067               type_xz(0:maximum_grid_level), type_yz(0:maximum_grid_level) )
1068
1069    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
1070
1071!
1072!-- Discern between the model grid, which needs nbgp ghost points and
1073!-- grid levels for the multigrid scheme. In the latter case only one
1074!-- ghost point is necessary.
1075!-- First definition of MPI-datatypes for exchange of ghost layers on normal
1076!-- grid. The following loop is needed for data exchange in poismg.f90.
1077!
1078!-- Determine number of grid points of yz-layer for exchange
1079    ngp_yz(0) = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1080
1081!
1082!-- Define an MPI-datatype for the exchange of left/right boundaries.
1083!-- Although data are contiguous in physical memory (which does not
1084!-- necessarily require an MPI-derived datatype), the data exchange between
1085!-- left and right PE's using the MPI-derived type is 10% faster than without.
1086    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz(0), &
1087                          MPI_REAL, type_xz(0), ierr )
1088    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(0), ierr )
1089
1090    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz(0), ngp_yz(0), MPI_REAL, type_yz(0), &
1091                          ierr ) 
1092    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(0), ierr )
1093
1094!
1095!-- Definition of MPI-datatypes for multigrid method (coarser level grids)
1096    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1097!   
1098!--    Definition of MPI-datatyoe as above, but only 1 ghost level is used
1099       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
1100!
1101!--       For 3D-exchange
1102          ngp_xz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nxr_l - nxl_l + 3)
1103          ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
1104
1105          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
1106                                MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
1107          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
1108
1109          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 1, ngp_yz(i), ngp_yz(i), MPI_REAL, type_yz(i), &
1110                                ierr )
1111          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(i), ierr )
1112
1113
1114!--       For 2D-exchange of INTEGER arrays on coarser grid level, where 2 ghost
1115!--       points need to be exchanged.
1116          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+5, 2, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1117                                type_x_int(i), ierr )
1118          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(i), ierr )
1119
1120
1121          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 2, nyn_l-nys_l+5, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1122                                type_y_int(i), ierr )
1123          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(i), ierr )
1124
1125
1126
1127          nxl_l = nxl_l / 2
1128          nxr_l = nxr_l / 2
1129          nys_l = nys_l / 2
1130          nyn_l = nyn_l / 2
1131          nzt_l = nzt_l / 2
1132
1133       ENDDO
1134
1135    ENDIF
1136!
1137!-- Define data types for exchange of 3D Integer arrays.
1138    ngp_yz_int = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1139
1140    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz_int, &
1141                          MPI_INTEGER, type_xz_int, ierr )
1142    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz_int, ierr )
1143
1144    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz_int, ngp_yz_int, MPI_INTEGER, type_yz_int, &
1145                          ierr )
1146    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz_int, ierr )
1147
1148#endif
1149
1150#if defined( __parallel )
1151!
1152!-- Setting of flags for inflow/outflow/nesting conditions.
1153    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
1154       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1155          inflow_l  = .TRUE.
1156       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1157          outflow_l = .TRUE.
1158       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1159          nest_bound_l = .TRUE.
1160       ENDIF
1161    ENDIF
1162 
1163    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
1164       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1165          outflow_r = .TRUE.
1166       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1167          inflow_r  = .TRUE.
1168       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1169          nest_bound_r = .TRUE.
1170       ENDIF
1171    ENDIF
1172
1173    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1174       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1175          outflow_s = .TRUE.
1176       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1177          inflow_s  = .TRUE.
1178       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1179          nest_bound_s = .TRUE.
1180       ENDIF
1181    ENDIF
1182
1183    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1184       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1185          inflow_n  = .TRUE.
1186       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1187          outflow_n = .TRUE.
1188       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1189          nest_bound_n = .TRUE.
1190       ENDIF
1191    ENDIF
1192
1193!
1194!-- Broadcast the id of the inflow PE
1195    IF ( inflow_l )  THEN
1196       id_inflow_l = myidx
1197    ELSE
1198       id_inflow_l = 0
1199    ENDIF
1200    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1201    CALL MPI_ALLREDUCE( id_inflow_l, id_inflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1202                        comm1dx, ierr )
1203
1204!
1205!-- Broadcast the id of the recycling plane
1206!-- WARNING: needs to be adjusted in case of inflows other than from left side!
1207    IF ( NINT( recycling_width / dx ) >= nxl  .AND. &
1208         NINT( recycling_width / dx ) <= nxr )  THEN
1209       id_recycling_l = myidx
1210    ELSE
1211       id_recycling_l = 0
1212    ENDIF
1213    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1214    CALL MPI_ALLREDUCE( id_recycling_l, id_recycling, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1215                        comm1dx, ierr )
1216
1217!
1218!-- Broadcast the id of the outflow PE and outflow-source plane
1219    IF ( turbulent_outflow )  THEN
1220
1221       IF ( outflow_r )  THEN
1222          id_outflow_l = myidx
1223       ELSE
1224          id_outflow_l = 0
1225       ENDIF
1226       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1227       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_l, id_outflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1228                           comm1dx, ierr )
1229
1230       IF ( NINT( outflow_source_plane / dx ) >= nxl  .AND. &
1231            NINT( outflow_source_plane / dx ) <= nxr )  THEN
1232          id_outflow_source_l = myidx
1233       ELSE
1234          id_outflow_source_l = 0
1235       ENDIF
1236       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1237       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_source_l, id_outflow_source, 1, &
1238                           MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm1dx, ierr )
1239
1240    ENDIF
1241
1242    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
1243
1244#else
1245    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1246       inflow_l  = .TRUE.
1247       outflow_r = .TRUE.
1248    ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1249       outflow_l = .TRUE.
1250       inflow_r  = .TRUE.
1251    ENDIF
1252
1253    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1254       inflow_n  = .TRUE.
1255       outflow_s = .TRUE.
1256    ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1257       outflow_n = .TRUE.
1258       inflow_s  = .TRUE.
1259    ENDIF
1260#endif
1261
1262!
1263!-- At the inflow or outflow, u or v, respectively, have to be calculated for
1264!-- one more grid point.
1265    IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. nest_bound_l )  THEN
1266       nxlu = nxl + 1
1267    ELSE
1268       nxlu = nxl
1269    ENDIF
1270    IF ( inflow_s .OR. outflow_s .OR. nest_bound_s )  THEN
1271       nysv = nys + 1
1272    ELSE
1273       nysv = nys
1274    ENDIF
1275
1276!
1277!-- Allocate wall flag arrays used in the multigrid solver
1278    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1279
1280       DO  i = maximum_grid_level, 1, -1
1281
1282           SELECT CASE ( i )
1283
1284              CASE ( 1 )
1285                 ALLOCATE( wall_flags_1(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1286                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1287                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1288
1289              CASE ( 2 )
1290                 ALLOCATE( wall_flags_2(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1291                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1292                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1293
1294              CASE ( 3 )
1295                 ALLOCATE( wall_flags_3(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1296                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1297                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1298
1299              CASE ( 4 )
1300                 ALLOCATE( wall_flags_4(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1301                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1302                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1303
1304              CASE ( 5 )
1305                 ALLOCATE( wall_flags_5(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1306                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1307                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1308
1309              CASE ( 6 )
1310                 ALLOCATE( wall_flags_6(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1311                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1312                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1313
1314              CASE ( 7 )
1315                 ALLOCATE( wall_flags_7(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1316                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1317                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1318
1319              CASE ( 8 )
1320                 ALLOCATE( wall_flags_8(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1321                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1322                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1323
1324              CASE ( 9 )
1325                 ALLOCATE( wall_flags_9(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1326                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1327                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1328
1329              CASE ( 10 )
1330                 ALLOCATE( wall_flags_10(nzb:nzt_mg(i)+1,        &
1331                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1332                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1333
1334              CASE DEFAULT
1335                 message_string = 'more than 10 multigrid levels'
1336                 CALL message( 'init_pegrid', 'PA0238', 1, 2, 0, 6, 0 )
1337
1338          END SELECT
1339
1340       ENDDO
1341
1342    ENDIF
1343
1344!
1345!-- Calculate the number of groups into which parallel I/O is split.
1346!-- The default for files which are opened by all PEs (or where each
1347!-- PE opens his own independent file) is, that all PEs are doing input/output
1348!-- in parallel at the same time. This might cause performance or even more
1349!-- severe problems depending on the configuration of the underlying file
1350!-- system.
1351!-- First, set the default:
1352    IF ( maximum_parallel_io_streams == -1  .OR. &
1353         maximum_parallel_io_streams > numprocs )  THEN
1354       maximum_parallel_io_streams = numprocs
1355    ENDIF
1356
1357!
1358!-- Now calculate the number of io_blocks and the io_group to which the
1359!-- respective PE belongs. I/O of the groups is done in serial, but in parallel
1360!-- for all PEs belonging to the same group. A preliminary setting with myid
1361!-- based on MPI_COMM_WORLD has been done in parin.
1362    io_blocks = numprocs / maximum_parallel_io_streams
1363    io_group  = MOD( myid+1, io_blocks )
1364   
1365
1366 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.