source: palm/trunk/SOURCE/init_pegrid.f90 @ 145

Last change on this file since 145 was 145, checked in by raasch, 14 years ago

second preliminary update for turbulent inflow

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 32.0 KB
Line 
1 SUBROUTINE init_pegrid
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Actual revisions:
5! -----------------
6! Collect on PE0 horizontal index bounds from all other PEs
7! TEST OUTPUT (TO BE REMOVED) logging mpi2 ierr values
8!
9! Former revisions:
10! -----------------
11! $Id: init_pegrid.f90 145 2008-01-09 08:17:38Z raasch $
12!
13! 114 2007-10-10 00:03:15Z raasch
14! Allocation of wall flag arrays for multigrid solver
15!
16! 108 2007-08-24 15:10:38Z letzel
17! Intercommunicator (comm_inter) and derived data type (type_xy) for
18! coupled model runs created, assign coupling_mode_remote,
19! indices nxlu and nysv are calculated (needed for non-cyclic boundary
20! conditions)
21!
22! 82 2007-04-16 15:40:52Z raasch
23! Cpp-directive lcmuk changed to intel_openmp_bug, setting of host on lcmuk by
24! cpp-directive removed
25!
26! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
27! uxrp, vynp eliminated,
28! dirichlet/neumann changed to dirichlet/radiation, etc.,
29! poisfft_init is only called if fft-solver is switched on
30!
31! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
32!
33! Revision 1.28  2006/04/26 13:23:32  raasch
34! lcmuk does not understand the !$ comment so a cpp-directive is required
35!
36! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
37! Initial revision
38!
39!
40! Description:
41! ------------
42! Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
43! user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
44! domains.
45!------------------------------------------------------------------------------!
46
47    USE control_parameters
48    USE fft_xy
49    USE indices
50    USE pegrid
51    USE poisfft_mod
52    USE poisfft_hybrid_mod
53    USE statistics
54    USE transpose_indices
55
56
57    IMPLICIT NONE
58
59    INTEGER ::  gathered_size, i, ind(5), j, k, maximum_grid_level_l,     &
60                mg_switch_to_pe0_level_l, mg_levels_x, mg_levels_y,       &
61                mg_levels_z, nnx_y, nnx_z, nny_x, nny_z, nnz_x, nnz_y,    &
62                numproc_sqr, nx_total, nxl_l, nxr_l, nyn_l, nys_l, nzb_l, &
63                nzt_l, omp_get_num_threads, subdomain_size
64
65    INTEGER, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all, nxlf, nxrf, nynf, nysf
66
67    LOGICAL ::  found
68
69!
70!-- Get the number of OpenMP threads
71    !$OMP PARALLEL
72#if defined( __intel_openmp_bug )
73    threads_per_task = omp_get_num_threads()
74#else
75!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
76#endif
77    !$OMP END PARALLEL
78
79
80#if defined( __parallel )
81!
82!-- Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
83    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
84
85!
86!--    Automatic determination of the topology
87!--    The default on SMP- and cluster-hosts is a 1d-decomposition along x
88       IF ( host(1:3) == 'ibm'  .OR.  host(1:3) == 'nec'  .OR. &
89            host(1:2) == 'lc'   .OR.  host(1:3) == 'dec' )  THEN
90
91          pdims(1) = numprocs
92          pdims(2) = 1
93
94       ELSE
95
96          numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs ) )
97          pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
98          DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
99             pdims(1) = pdims(1) - 1
100          ENDDO
101          pdims(2) = numprocs / pdims(1)
102
103       ENDIF
104
105    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
106
107!
108!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
109!--    must be equal to the number of PEs available to the job
110       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
111          PRINT*, '+++ init_pegrid:'
112          PRINT*, '    number of PEs of the prescribed topology (', npex*npey, &
113                      ') does not match the number of PEs available to the ',  &
114                      'job (', numprocs, ')'
115          CALL local_stop
116       ENDIF
117       pdims(1) = npex
118       pdims(2) = npey
119
120    ELSE
121!
122!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
123!--    PEs must be given in both directions
124       PRINT*, '+++ init_pegrid:'
125       PRINT*, '    if the processor topology is prescribed by the user, ',   &
126                    'both values of "npex" and "npey" must be given in the ', &
127                    'NAMELIST-parameter file'
128       CALL local_stop
129
130    ENDIF
131
132!
133!-- The hybrid solver can only be used in case of a 1d-decomposition along x
134    IF ( pdims(2) /= 1  .AND.  psolver == 'poisfft_hybrid' )  THEN
135       IF ( myid == 0 )  THEN
136          PRINT*, '*** init_pegrid: psolver = "poisfft_hybrid" can only be'
137          PRINT*, '                 used in case of a 1d-decomposition along x'
138       ENDIF
139    ENDIF
140
141!
142!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
143    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
144    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
145
146!
147!-- Create the virtual processor grid
148    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
149                          comm2d, ierr )
150    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
151    WRITE (myid_char,'(''_'',I4.4)')  myid
152
153    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
154    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
155    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
156
157!
158!-- Determine sub-topologies for transpositions
159!-- Transposition from z to x:
160    remain_dims(1) = .TRUE.
161    remain_dims(2) = .FALSE.
162    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
163    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
164!
165!-- Transposition from x to y
166    remain_dims(1) = .FALSE.
167    remain_dims(2) = .TRUE.
168    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
169    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
170
171
172!
173!-- Find a grid (used for array d) which will match the transposition demands
174    IF ( grid_matching == 'strict' )  THEN
175
176       nxa = nx;  nya = ny;  nza = nz
177
178    ELSE
179
180       found = .FALSE.
181   xn: DO  nxa = nx, 2*nx
182!
183!--       Meet conditions for nx
184          IF ( MOD( nxa+1, pdims(1) ) /= 0 .OR. &
185               MOD( nxa+1, pdims(2) ) /= 0 )  CYCLE xn
186
187      yn: DO  nya = ny, 2*ny
188!
189!--          Meet conditions for ny
190             IF ( MOD( nya+1, pdims(2) ) /= 0 .OR. &
191                  MOD( nya+1, pdims(1) ) /= 0 )  CYCLE yn
192
193
194         zn: DO  nza = nz, 2*nz
195!
196!--             Meet conditions for nz
197                IF ( ( MOD( nza, pdims(1) ) /= 0  .AND.  pdims(1) /= 1  .AND. &
198                       pdims(2) /= 1 )  .OR.                                  &
199                     ( MOD( nza, pdims(2) ) /= 0  .AND.  dt_dosp /= 9999999.9 &
200                     ) )  THEN
201                   CYCLE zn
202                ELSE
203                   found = .TRUE.
204                   EXIT xn
205                ENDIF
206
207             ENDDO zn
208
209          ENDDO yn
210
211       ENDDO xn
212
213       IF ( .NOT. found )  THEN
214          IF ( myid == 0 )  THEN
215             PRINT*,'+++ init_pegrid: no matching grid for transpositions found'
216          ENDIF
217          CALL local_stop
218       ENDIF
219
220    ENDIF
221
222!
223!-- Calculate array bounds in x-direction for every PE.
224!-- The last PE along x may get less grid points than the others
225    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
226              nysf(0:pdims(2)-1), nnx_pe(0:pdims(1)-1), nny_pe(0:pdims(2)-1) )
227
228    IF ( MOD( nxa+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
229       IF ( myid == 0 )  THEN
230          PRINT*,'+++ x-direction:  gridpoint number (',nx+1,') is not an'
231          PRINT*,'                  integral divisor of the number of proces', &
232                                   &'sors (', pdims(1),')'
233       ENDIF
234       CALL local_stop
235    ELSE
236       nnx  = ( nxa + 1 ) / pdims(1)
237       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
238          IF ( myid == 0 )  THEN
239             PRINT*,'+++ x-direction: nx does not match the requirements ', &
240                         'given by the number of PEs'
241             PRINT*,'                 used'
242             PRINT*,'    please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
243                         - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
244          ENDIF
245          CALL local_stop
246       ENDIF
247    ENDIF   
248
249!
250!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
251    DO  i = 0, pdims(1)-1
252       nxlf(i)   = i * nnx
253       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
254       nnx_pe(i) = MIN( nx, nxrf(i) ) - nxlf(i) + 1
255    ENDDO
256
257!
258!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
259    IF ( MOD( nya+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
260       IF ( myid == 0 )  THEN
261          PRINT*,'+++ y-direction:  gridpoint number (',ny+1,') is not an'
262          PRINT*,'                  integral divisor of the number of proces', &
263                                   &'sors (', pdims(2),')'
264       ENDIF
265       CALL local_stop
266    ELSE
267       nny  = ( nya + 1 ) / pdims(2)
268       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
269          IF ( myid == 0 )  THEN
270             PRINT*,'+++ x-direction: nx does not match the requirements ', &
271                         'given by the number of PEs'
272             PRINT*,'                 used'
273             PRINT*,'    please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
274                         - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
275          ENDIF
276          CALL local_stop
277       ENDIF
278    ENDIF   
279
280!
281!-- South and north array bounds
282    DO  j = 0, pdims(2)-1
283       nysf(j)   = j * nny
284       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
285       nny_pe(j) = MIN( ny, nynf(j) ) - nysf(j) + 1
286    ENDDO
287
288!
289!-- Local array bounds of the respective PEs
290    nxl  = nxlf(pcoord(1))
291    nxra = nxrf(pcoord(1))
292    nxr  = MIN( nx, nxra )
293    nys  = nysf(pcoord(2))
294    nyna = nynf(pcoord(2))
295    nyn  = MIN( ny, nyna )
296    nzb  = 0
297    nzta = nza
298    nzt  = MIN( nz, nzta )
299    nnz  = nza
300
301!
302!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
303!-- (needed in the pressure solver)
304!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
305!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
306
307!
308!-- 1. transposition  z --> x
309!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x,
310!-- except that the uptream-spline method is switched on
311    IF ( pdims(2) /= 1  .OR.  momentum_advec == 'ups-scheme'  .OR. &
312         scalar_advec == 'ups-scheme' )  THEN
313
314       IF ( pdims(2) == 1  .AND. ( momentum_advec == 'ups-scheme'  .OR. &
315            scalar_advec == 'ups-scheme' ) )  THEN
316          IF ( myid == 0 )  THEN
317             PRINT*,'+++ WARNING: init_pegrid: 1d-decomposition along x ', &
318                                &'chosen but nz restrictions may occur'
319             PRINT*,'             since ups-scheme is activated'
320          ENDIF
321       ENDIF
322       nys_x  = nys
323       nyn_xa = nyna
324       nyn_x  = nyn
325       nny_x  = nny
326       IF ( MOD( nza , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
327          IF ( myid == 0 )  THEN
328             PRINT*,'+++ transposition z --> x:'
329             PRINT*,'    nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=', &
330                    &pdims(1)
331          ENDIF
332          CALL local_stop
333       ENDIF
334       nnz_x  = nza / pdims(1)
335       nzb_x  = 1 + myidx * nnz_x
336       nzt_xa = ( myidx + 1 ) * nnz_x
337       nzt_x  = MIN( nzt, nzt_xa )
338
339       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
340
341    ENDIF
342
343!
344!-- 2. transposition  x --> y
345    nnz_y  = nnz_x
346    nzb_y  = nzb_x
347    nzt_ya = nzt_xa
348    nzt_y  = nzt_x
349    IF ( MOD( nxa+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
350       IF ( myid == 0 )  THEN
351          PRINT*,'+++ transposition x --> y:'
352          PRINT*,'    nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',&
353                 &'pdims(2)=',pdims(2)
354       ENDIF
355       CALL local_stop
356    ENDIF
357    nnx_y = (nxa+1) / pdims(2)
358    nxl_y = myidy * nnx_y
359    nxr_ya = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
360    nxr_y  = MIN( nx, nxr_ya )
361
362    sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
363
364!
365!-- 3. transposition  y --> z  (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition
366!-- along x)
367    IF ( pdims(2) /= 1  .OR.  momentum_advec == 'ups-scheme'  .OR. &
368         scalar_advec == 'ups-scheme' )  THEN
369!
370!--    y --> z
371!--    This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
372!--    along x, except that the uptream-spline method is switched on
373       nnx_z  = nnx_y
374       nxl_z  = nxl_y
375       nxr_za = nxr_ya
376       nxr_z  = nxr_y
377       IF ( MOD( nya+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
378          IF ( myid == 0 )  THEN
379             PRINT*,'+++ Transposition y --> z:'
380             PRINT*,'    ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of ',&
381                    &'pdims(1)=',pdims(1)
382          ENDIF
383          CALL local_stop
384       ENDIF
385       nny_z  = (nya+1) / pdims(1)
386       nys_z  = myidx * nny_z
387       nyn_za = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
388       nyn_z  = MIN( ny, nyn_za )
389
390       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
391
392    ELSE
393!
394!--    x --> y. This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
395       IF ( MOD( nya+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
396          IF ( myid == 0 )  THEN
397             PRINT*,'+++ Transposition x --> y:'
398             PRINT*,'    ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of ',&
399                    &'pdims(1)=',pdims(1)
400          ENDIF
401          CALL local_stop
402       ENDIF
403
404    ENDIF
405
406!
407!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
408    IF ( dt_dosp /= 9999999.9 )  THEN
409       IF ( MOD( nza, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
410          IF ( myid == 0 )  THEN
411             PRINT*,'+++ Direct transposition z --> y (needed for spectra):'
412             PRINT*,'    nz=',nz,' is not an integral divisor of ',&
413                    &'pdims(2)=',pdims(2)
414          ENDIF
415          CALL local_stop
416       ELSE
417          nxl_yd  = nxl
418          nxr_yda = nxra
419          nxr_yd  = nxr
420          nzb_yd  = 1 + myidy * ( nza / pdims(2) )
421          nzt_yda = ( myidy + 1 ) * ( nza / pdims(2) )
422          nzt_yd  = MIN( nzt, nzt_yda )
423
424          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nza / pdims(2) )
425       ENDIF
426    ENDIF
427
428!
429!-- Indices for direct transpositions y --> x (they are only possible in case
430!-- of a 1d-decomposition along x)
431    IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
432       nny_x  = nny / pdims(1)
433       nys_x  = myid * nny_x
434       nyn_xa = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
435       nyn_x  = MIN( ny, nyn_xa )
436       nzb_x  = 1
437       nzt_xa = nza
438       nzt_x  = nz
439       sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nza
440    ENDIF
441
442!
443!-- Indices for direct transpositions x --> y (they are only possible in case
444!-- of a 1d-decomposition along y)
445    IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
446       nnx_y  = nnx / pdims(2)
447       nxl_y  = myid * nnx_y
448       nxr_ya = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
449       nxr_y  = MIN( nx, nxr_ya )
450       nzb_y  = 1
451       nzt_ya = nza
452       nzt_y  = nz
453       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nza
454    ENDIF
455
456!
457!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
458    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
459
460!
461!-- Collect index bounds from other PEs (to be written to restart file later)
462    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:numprocs-1) )
463
464    IF ( myid == 0 )  THEN
465
466       hor_index_bounds(1,0) = nxl
467       hor_index_bounds(2,0) = nxr
468       hor_index_bounds(3,0) = nys
469       hor_index_bounds(4,0) = nyn
470
471!
472!--    Receive data from all other PEs
473       DO  i = 1, numprocs-1
474          CALL MPI_RECV( ibuf, 4, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
475                         ierr )
476          hor_index_bounds(:,i) = ibuf(1:4)
477       ENDDO
478
479    ELSE
480!
481!--    Send index bounds to PE0
482       ibuf(1) = nxl
483       ibuf(2) = nxr
484       ibuf(3) = nys
485       ibuf(4) = nyn
486       CALL MPI_SEND( ibuf, 4, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )
487
488    ENDIF
489
490#if defined( __print )
491!
492!-- Control output
493    IF ( myid == 0 )  THEN
494       PRINT*, '*** processor topology ***'
495       PRINT*, ' '
496       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
497               &'   nys: nyn'
498       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
499               &'-----------'
500       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
501                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
5021000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
503               2(2X,I4,':',I4))
504
505!
506!--    Receive data from the other PEs
507       DO  i = 1,numprocs-1
508          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
509                         ierr )
510          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
511       ENDDO
512    ELSE
513
514!
515!--    Send data to PE0
516       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
517       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
518       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
519       ibuf(12) = nyn
520       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
521    ENDIF
522#endif
523
524#if defined( __mpi2 )
525!
526!-- In case of coupled runs, get the port name on PE0 of the atmosphere model
527!-- and pass it to PE0 of the ocean model
528    IF ( myid == 0 )  THEN
529
530       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
531
532          CALL MPI_OPEN_PORT( MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
533!
534!--       TEST OUTPUT (TO BE REMOVED)
535          WRITE(9,*)  TRIM( coupling_mode ),  &
536               ', ierr after MPI_OPEN_PORT: ', ierr
537          CALL LOCAL_FLUSH( 9 )
538
539          CALL MPI_PUBLISH_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, &
540                                 ierr )
541!
542!--       TEST OUTPUT (TO BE REMOVED)
543          WRITE(9,*)  TRIM( coupling_mode ),  &
544               ', ierr after MPI_PUBLISH_NAME: ', ierr
545          CALL LOCAL_FLUSH( 9 )
546
547!
548!--       Write a flag file for the ocean model and the other atmosphere
549!--       processes.
550!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
551!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
552!--       (i.e. before the port has been created)
553          OPEN( 90, FILE='COUPLING_PORT_OPENED', FORM='FORMATTED' )
554          WRITE ( 90, '(''TRUE'')' )
555          CLOSE ( 90 )
556
557       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
558
559!
560!--       Continue only if the atmosphere model has created the port.
561!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
562!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
563!--       (i.e. before the port has been created)
564          INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
565          DO WHILE ( .NOT. found )
566             INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
567          ENDDO
568
569          CALL MPI_LOOKUP_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
570!
571!--       TEST OUTPUT (TO BE REMOVED)
572          WRITE(9,*)  TRIM( coupling_mode ),  &
573               ', ierr after MPI_LOOKUP_NAME: ', ierr
574          CALL LOCAL_FLUSH( 9 )
575
576
577       ENDIF
578
579    ENDIF
580
581!
582!-- In case of coupled runs, establish the connection between the atmosphere
583!-- and the ocean model and define the intercommunicator (comm_inter)
584    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
585    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
586
587       print*, '... before COMM_ACCEPT'
588       CALL MPI_COMM_ACCEPT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
589                             comm_inter, ierr )
590       print*, '--- ierr = ', ierr
591       print*, '--- comm_inter atmosphere = ', comm_inter
592
593       coupling_mode_remote = 'ocean_to_atmosphere'
594
595    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
596
597       IF ( myid == 0 )  PRINT*, '*** read: ', port_name, '  ierr = ', ierr
598       print*, '... before COMM_CONNECT'
599       CALL MPI_COMM_CONNECT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
600                              comm_inter, ierr )
601       print*, '--- ierr = ', ierr
602       print*, '--- comm_inter ocean      = ', comm_inter
603
604       coupling_mode_remote = 'atmosphere_to_ocean'
605
606    ENDIF
607
608!
609!-- In case of coupled runs, create a new MPI derived datatype for the
610!-- exchange of surface (xy) data .
611!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (xy-plane)
612    ngp_xy  = ( nxr - nxl + 3 ) * ( nyn - nys + 3 )
613
614!
615!-- Define a new MPI derived datatype for the exchange of ghost points in
616!-- y-direction for 2D-arrays (line)
617    CALL MPI_TYPE_VECTOR( ngp_xy, 1, nzt-nzb+2, MPI_REAL, type_xy, ierr )
618    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xy, ierr )
619#endif
620
621#else
622
623!
624!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
625!-- machine)
626    nxl  = 0
627    nxr  = nx
628    nxra = nx
629    nnx  = nxr - nxl + 1
630    nys  = 0
631    nyn  = ny
632    nyna = ny
633    nny  = nyn - nys + 1
634    nzb  = 0
635    nzt  = nz
636    nzta = nz
637    nnz  = nz
638
639    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:0) )
640    hor_index_bounds(1,0) = nxl
641    hor_index_bounds(2,0) = nxr
642    hor_index_bounds(3,0) = nys
643    hor_index_bounds(4,0) = nyn
644
645!
646!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
647!-- are the ones for the transposed arrays)
648    nys_x  = nys
649    nyn_x  = nyn
650    nyn_xa = nyn
651    nzb_x  = nzb + 1
652    nzt_x  = nzt
653    nzt_xa = nzt
654
655    nxl_y  = nxl
656    nxr_y  = nxr
657    nxr_ya = nxr
658    nzb_y  = nzb + 1
659    nzt_y  = nzt
660    nzt_ya = nzt
661
662    nxl_z  = nxl
663    nxr_z  = nxr
664    nxr_za = nxr
665    nys_z  = nys
666    nyn_z  = nyn
667    nyn_za = nyn
668
669#endif
670
671!
672!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
673!-- as well as the gridpoint indices on each level
674    IF ( psolver == 'multigrid' )  THEN
675
676!
677!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
678       mg_levels_x = 1
679       mg_levels_y = 1
680       mg_levels_z = 1
681
682       i = nnx
683       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
684          i = i / 2
685          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
686       ENDDO
687
688       j = nny
689       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
690          j = j / 2
691          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
692       ENDDO
693
694       k = nnz
695       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
696          k = k / 2
697          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
698       ENDDO
699
700       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
701
702!
703!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
704!--    levels are processed on PE0 only.
705       IF ( numprocs > 1 )  THEN
706          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
707             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
708
709             mg_levels_x = 1
710             mg_levels_y = 1
711
712             i = nx+1
713             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
714                i = i / 2
715                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
716             ENDDO
717
718             j = ny+1
719             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
720                j = j / 2
721                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
722             ENDDO
723
724             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
725
726             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
727                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
728                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
729             ELSE
730                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
731             ENDIF
732          ELSE
733             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
734             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
735          ENDIF
736
737!
738!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
739!--       by user
740          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
741
742             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
743                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
744                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
745             ENDIF
746
747          ELSE
748!
749!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
750             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
751                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
752                IF ( myid == 0 )  THEN
753                   PRINT*, '+++ WARNING init_pegrid: mg_switch_to_pe0_level ', &
754                               'out of range and reset to default (=0)'
755                ENDIF
756                mg_switch_to_pe0_level = 0
757             ELSE
758!
759!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
760!--             the switch level to this largest number of possible values
761                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
762
763             ENDIF
764          ENDIF
765
766       ENDIF
767
768       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                   &
769                 nxl_mg(maximum_grid_level), nxr_mg(maximum_grid_level), &
770                 nyn_mg(maximum_grid_level), nys_mg(maximum_grid_level), &
771                 nzt_mg(maximum_grid_level) )
772
773       grid_level_count = 0
774       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
775
776       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
777
778          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
779#if defined( __parallel )
780!
781!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
782!--          it is needed in poismg.
783!--          Array bounds of the local subdomain grids are gathered on PE0
784             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
785             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
786             ind(5) = nzt_l
787             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
788             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
789                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
790             DO  j = 0, numprocs-1
791                DO  k = 1, 5
792                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
793                ENDDO
794             ENDDO
795             DEALLOCATE( ind_all )
796!
797!--          Calculate the grid size of the total domain gathered on PE0
798             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
799             nxl_l = 0
800             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
801             nys_l = 0
802!
803!--          The size of this gathered array must not be larger than the
804!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
805!--          array
806             subdomain_size = ( nxr - nxl + 3 )     * ( nyn - nys + 3 )     * &
807                              ( nzt - nzb + 2 )
808             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
809                              ( nzt_l - nzb + 2 )
810
811             IF ( gathered_size > subdomain_size )  THEN
812                IF ( myid == 0 )  THEN
813                   PRINT*, '+++ init_pegrid: not enough memory for storing ', &
814                               'gathered multigrid data on PE0'
815                ENDIF
816                CALL local_stop
817             ENDIF
818#else
819             PRINT*, '+++ init_pegrid: multigrid gather/scatter impossible ', &
820                          'in non parallel mode'
821             CALL local_stop
822#endif
823          ENDIF
824
825          nxl_mg(i) = nxl_l
826          nxr_mg(i) = nxr_l
827          nys_mg(i) = nys_l
828          nyn_mg(i) = nyn_l
829          nzt_mg(i) = nzt_l
830
831          nxl_l = nxl_l / 2 
832          nxr_l = nxr_l / 2
833          nys_l = nys_l / 2 
834          nyn_l = nyn_l / 2 
835          nzt_l = nzt_l / 2 
836       ENDDO
837
838    ELSE
839
840       maximum_grid_level = 1
841
842    ENDIF
843
844    grid_level = maximum_grid_level
845
846#if defined( __parallel )
847!
848!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
849    ngp_y  = nyn - nys + 1
850
851!
852!-- Define a new MPI derived datatype for the exchange of ghost points in
853!-- y-direction for 2D-arrays (line)
854    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+3, 1, ngp_y+2, MPI_REAL, type_x, ierr )
855    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
856    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+3, 1, ngp_y+2, MPI_INTEGER, type_x_int, ierr )
857    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int, ierr )
858
859!
860!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
861!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
862!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
863!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
864!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
865    ALLOCATE ( ngp_yz(maximum_grid_level), type_xz(maximum_grid_level) )
866
867    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
868         
869    DO i = maximum_grid_level, 1 , -1
870       ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
871
872       CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
873                             MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
874       CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
875
876       nxl_l = nxl_l / 2 
877       nxr_l = nxr_l / 2
878       nys_l = nys_l / 2 
879       nyn_l = nyn_l / 2 
880       nzt_l = nzt_l / 2 
881    ENDDO
882#endif
883
884#if defined( __parallel )
885!
886!-- Setting of flags for inflow/outflow conditions in case of non-cyclic
887!-- horizontal boundary conditions.
888    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
889       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
890          inflow_l  = .TRUE.
891       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
892          outflow_l = .TRUE.
893       ENDIF
894    ENDIF
895
896    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
897       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
898          outflow_r = .TRUE.
899       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
900          inflow_r  = .TRUE.
901       ENDIF
902    ENDIF
903
904    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
905       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
906          outflow_s = .TRUE.
907       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
908          inflow_s  = .TRUE.
909       ENDIF
910    ENDIF
911
912    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
913       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
914          inflow_n  = .TRUE.
915       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
916          outflow_n = .TRUE.
917       ENDIF
918    ENDIF
919
920#else
921    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
922       inflow_l  = .TRUE.
923       outflow_r = .TRUE.
924    ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
925       outflow_l = .TRUE.
926       inflow_r  = .TRUE.
927    ENDIF
928
929    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
930       inflow_n  = .TRUE.
931       outflow_s = .TRUE.
932    ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
933       outflow_n = .TRUE.
934       inflow_s  = .TRUE.
935    ENDIF
936#endif
937!
938!-- At the outflow, u or v, respectively, have to be calculated for one more
939!-- grid point.
940    IF ( outflow_l )  THEN
941       nxlu = nxl + 1
942    ELSE
943       nxlu = nxl
944    ENDIF
945    IF ( outflow_s )  THEN
946       nysv = nys + 1
947    ELSE
948       nysv = nys
949    ENDIF
950
951    IF ( psolver == 'poisfft_hybrid' )  THEN
952       CALL poisfft_hybrid_ini
953    ELSEIF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
954       CALL poisfft_init
955    ENDIF
956
957!
958!-- Allocate wall flag arrays used in the multigrid solver
959    IF ( psolver == 'multigrid' )  THEN
960
961       DO  i = maximum_grid_level, 1, -1
962
963           SELECT CASE ( i )
964
965              CASE ( 1 )
966                 ALLOCATE( wall_flags_1(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
967                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
968                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
969
970              CASE ( 2 )
971                 ALLOCATE( wall_flags_2(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
972                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
973                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
974
975              CASE ( 3 )
976                 ALLOCATE( wall_flags_3(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
977                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
978                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
979
980              CASE ( 4 )
981                 ALLOCATE( wall_flags_4(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
982                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
983                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
984
985              CASE ( 5 )
986                 ALLOCATE( wall_flags_5(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
987                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
988                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
989
990              CASE ( 6 )
991                 ALLOCATE( wall_flags_6(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
992                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
993                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
994
995              CASE ( 7 )
996                 ALLOCATE( wall_flags_7(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
997                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
998                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
999
1000              CASE ( 8 )
1001                 ALLOCATE( wall_flags_8(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1002                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1003                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1004
1005              CASE ( 9 )
1006                 ALLOCATE( wall_flags_9(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1007                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1008                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1009
1010              CASE ( 10 )
1011                 ALLOCATE( wall_flags_10(nzb:nzt_mg(i)+1,        &
1012                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1013                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1014
1015              CASE DEFAULT
1016                 IF ( myid == 0 )  PRINT*, '+++ init_pegrid: more than 10 ', &
1017                                           ' multigrid levels'
1018                 CALL local_stop
1019
1020          END SELECT
1021
1022       ENDDO
1023
1024    ENDIF
1025
1026 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.