source: palm/trunk/SOURCE/init_pegrid.f90 @ 1968

Last change on this file since 1968 was 1968, checked in by suehring, 5 years ago

PE-wise reading of topography file

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 44.9 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 terms
6! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
7! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
8!
9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
10! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
11! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
12!
13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
14! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
15!
16! Copyright 1997-2016 Leibniz Universitaet Hannover
17!--------------------------------------------------------------------------------!
18!
19! Current revisions:
20! ------------------
21! Extent MPI-datatypes for exchange of 2D-INTEGER arrays on coarser multigrid
22! level 
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: init_pegrid.f90 1968 2016-07-18 12:01:49Z suehring $
27!
28! 1964 2016-07-14 15:35:18Z hellstea
29! Bugfix: erroneous setting of nest_bound_l/r/s/n = .TRUE. for vertical nesting mode removed.
30!
31! 1923 2016-05-31 16:37:07Z boeske
32! Initial version of purely vertical nesting introduced.
33!
34! 1922 2016-05-31 16:36:08Z boeske
35! Bugfix: array transposition checks restricted to cases if a fourier
36! transform is used , removed unused variable nnx_z
37!
38! 1833 2016-04-07 14:23:03Z raasch
39! spectra related variables moved to spectra_mod
40!
41! 1815 2016-04-06 13:49:59Z raasch
42! cpp-directives for intel openmp bug removed
43!
44! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
45! Removed code for parameter file check (__check)
46!
47! 1779 2016-03-03 08:01:28Z raasch
48! changes regarding nested domain removed: virtual PE grid will be automatically
49! calculated for nested runs too
50!
51! 1764 2016-02-28 12:45:19Z raasch
52! cpp-statements for nesting removed
53!
54! 1762 2016-02-25 12:31:13Z hellstea
55! Introduction of nested domain feature
56!
57! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
58! Code annotations made doxygen readable
59!
60! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
61! New MPI-data types for exchange of 3D integer arrays.
62!
63! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
64! adjustments for psolver-queries, calculation of ngp_xz added
65!
66! 1565 2015-03-09 20:59:31Z suehring
67! Refine if-clause for setting nbgp.
68!
69! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
70! Adjustment for monotonic limiter
71!
72! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
73! Adapted for use on up to 6-digit processor cores
74!
75! 1435 2014-07-21 10:37:02Z keck
76! bugfix: added missing parameter coupling_mode_remote to ONLY-attribute
77!
78! 1402 2014-05-09 14:25:13Z raasch
79! location messages modified
80!
81! 1384 2014-05-02 14:31:06Z raasch
82! location messages added
83!
84! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
85! REAL constants provided with KIND-attribute
86!
87! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
88! REAL functions provided with KIND-attribute
89!
90! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
91! ONLY-attribute added to USE-statements,
92! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
93! kinds are defined in new module kinds,
94! revision history before 2012 removed,
95! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
96! all variable declaration statements
97!
98! 1304 2014-03-12 10:29:42Z raasch
99! bugfix: single core MPI runs missed some settings of transpose indices
100!
101! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
102! error message for poisfft_hybrid removed
103!
104! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
105! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet removed
106!
107! 1139 2013-04-18 07:25:03Z raasch
108! bugfix for calculating the id of the PE carrying the recycling plane
109!
110! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
111! initialization of poisfft moved to module poisfft
112!
113! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
114! unused variables removed
115!
116! 1056 2012-11-16 15:28:04Z raasch
117! Indices for arrays n.._mg start from zero due to definition of arrays f2 and
118! p2 as automatic arrays in recursive subroutine next_mg_level
119!
120! 1041 2012-11-06 02:36:29Z raasch
121! a 2d virtual processor topology is used by default for all machines
122!
123! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
124! code put under GPL (PALM 3.9)
125!
126! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
127! subdomains must have identical size (grid matching = "match" removed)
128!
129! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
130! all actions concerning upstream-spline-method removed
131!
132! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
133! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet added
134! nxlu and nysv are also calculated for inflow boundary
135!
136! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
137! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
138!
139! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
140! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
141!
142! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
143! Initial revision
144!
145!
146! Description:
147! ------------
148!> Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
149!> user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
150!> domains.
151!------------------------------------------------------------------------------!
152 SUBROUTINE init_pegrid
153 
154
155    USE control_parameters,                                                    &
156        ONLY:  bc_lr, bc_ns, coupling_mode, coupling_mode_remote,              &
157               coupling_topology, gathered_size, grid_level,                   &
158               grid_level_count, host, inflow_l, inflow_n, inflow_r, inflow_s, &
159               io_blocks, io_group, maximum_grid_level,                        &
160               maximum_parallel_io_streams, message_string,                    &
161               mg_switch_to_pe0_level, momentum_advec, nest_bound_l,           &
162               nest_bound_n, nest_bound_r, nest_bound_s, nest_domain, neutral, &
163               psolver, outflow_l, outflow_n, outflow_r, outflow_s,            &
164               recycling_width, scalar_advec, subdomain_size
165
166    USE grid_variables,                                                        &
167        ONLY:  dx
168       
169    USE indices,                                                               &
170        ONLY:  mg_loc_ind, nbgp, nnx, nny, nnz, nx, nx_a, nx_o, nxl, nxl_mg,   &
171               nxlu, nxr, nxr_mg, ny, ny_a, ny_o, nyn, nyn_mg, nys, nys_mg,    &
172               nysv, nz, nzb, nzt, nzt_mg, wall_flags_1, wall_flags_2,         &
173               wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5, wall_flags_6,         &
174               wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9, wall_flags_10
175
176    USE kinds
177     
178    USE pegrid
179   
180    USE pmc_interface,                                                         &   
181        ONLY:  nesting_mode
182   
183    USE spectra_mod,                                                           &
184        ONLY:  calculate_spectra, dt_dosp
185
186    USE transpose_indices,                                                     &
187        ONLY:  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z, nys_x,&
188               nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_yd, nzt_y
189
190    IMPLICIT NONE
191
192    INTEGER(iwp) ::  i                        !<
193    INTEGER(iwp) ::  id_inflow_l              !<
194    INTEGER(iwp) ::  id_recycling_l           !<
195    INTEGER(iwp) ::  ind(5)                   !<
196    INTEGER(iwp) ::  j                        !<
197    INTEGER(iwp) ::  k                        !<
198    INTEGER(iwp) ::  maximum_grid_level_l     !<
199    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_x              !<
200    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_y              !<
201    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_z              !<
202    INTEGER(iwp) ::  mg_switch_to_pe0_level_l !<
203    INTEGER(iwp) ::  nnx_y                    !<
204    INTEGER(iwp) ::  nnx_z                    !<
205    INTEGER(iwp) ::  nny_x                    !<
206    INTEGER(iwp) ::  nny_z                    !<
207    INTEGER(iwp) ::  nnz_x                    !<
208    INTEGER(iwp) ::  nnz_y                    !<
209    INTEGER(iwp) ::  numproc_sqr              !<
210    INTEGER(iwp) ::  nxl_l                    !<
211    INTEGER(iwp) ::  nxr_l                    !<
212    INTEGER(iwp) ::  nyn_l                    !<
213    INTEGER(iwp) ::  nys_l                    !<
214    INTEGER(iwp) ::  nzb_l                    !<
215    INTEGER(iwp) ::  nzt_l                    !<
216    INTEGER(iwp) ::  omp_get_num_threads      !<
217
218    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all !<
219    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxlf    !<
220    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxrf    !<
221    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nynf    !<
222    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nysf    !<
223
224    INTEGER(iwp), DIMENSION(2) :: pdims_remote          !<
225
226#if defined( __mpi2 )
227    LOGICAL ::  found                                   !<
228#endif
229
230!
231!-- Get the number of OpenMP threads
232    !$OMP PARALLEL
233!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
234    !$OMP END PARALLEL
235
236
237#if defined( __parallel )
238
239    CALL location_message( 'creating virtual PE grids + MPI derived data types', &
240                           .FALSE. )
241
242!
243!--    Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
244    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
245
246!
247!--       Automatic determination of the topology
248       numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs, KIND=wp ) )
249       pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
250       DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
251          pdims(1) = pdims(1) - 1
252       ENDDO
253       pdims(2) = numprocs / pdims(1)
254
255    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
256
257!
258!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
259!--    must be equal to the number of PEs available to the job
260       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
261          WRITE( message_string, * ) 'number of PEs of the prescribed ',   &
262              'topology (', npex*npey,') does not match & the number of ', &
263              'PEs available to the job (', numprocs, ')'
264          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0221', 1, 2, 0, 6, 0 )
265       ENDIF
266       pdims(1) = npex
267       pdims(2) = npey
268
269    ELSE
270!
271!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
272!--    PEs must be given in both directions
273       message_string = 'if the processor topology is prescribed by th' //  &
274                'e user& both values of "npex" and "npey" must be given' // &
275                ' in the &NAMELIST-parameter file'
276       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0222', 1, 2, 0, 6, 0 )
277
278    ENDIF
279
280!
281!-- For communication speedup, set barriers in front of collective
282!-- communications by default on SGI-type systems
283    IF ( host(3:5) == 'sgi' )  collective_wait = .TRUE.
284
285!
286!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
287    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
288    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
289
290
291!
292!-- Create the virtual processor grid
293    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
294                          comm2d, ierr )
295    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
296    WRITE (myid_char,'(''_'',I6.6)')  myid
297
298    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
299    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
300    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
301
302!
303!-- Determine sub-topologies for transpositions
304!-- Transposition from z to x:
305    remain_dims(1) = .TRUE.
306    remain_dims(2) = .FALSE.
307    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
308    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
309!
310!-- Transposition from x to y
311    remain_dims(1) = .FALSE.
312    remain_dims(2) = .TRUE.
313    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
314    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
315
316
317!
318!-- Calculate array bounds along x-direction for every PE.
319    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
320              nysf(0:pdims(2)-1) )
321
322    IF ( MOD( nx+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
323       WRITE( message_string, * ) 'x-direction: gridpoint number (',nx+1,') ',&
324                               'is not an& integral divisor of the number ',  &
325                               'processors (', pdims(1),')'
326       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0225', 1, 2, 0, 6, 0 )
327    ELSE
328       nnx  = ( nx + 1 ) / pdims(1)
329       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
330          WRITE( message_string, * ) 'x-direction: nx does not match the',    & 
331                       'requirements given by the number of PEs &used',       &
332                       '& please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
333                                   - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
334          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0226', 1, 2, 0, 6, 0 )
335       ENDIF
336    ENDIF   
337
338!
339!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
340    DO  i = 0, pdims(1)-1
341       nxlf(i)   = i * nnx
342       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
343    ENDDO
344
345!
346!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
347    IF ( MOD( ny+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
348       WRITE( message_string, * ) 'y-direction: gridpoint number (',ny+1,') ', &
349                           'is not an& integral divisor of the number of',     &
350                           'processors (', pdims(2),')'
351       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0227', 1, 2, 0, 6, 0 )
352    ELSE
353       nny  = ( ny + 1 ) / pdims(2)
354       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
355          WRITE( message_string, * ) 'y-direction: ny does not match the',    &
356                       'requirements given by the number of PEs &used ',      &
357                       '& please use ny = ', ny - ( pdims(2) - ( nnx*pdims(2) &
358                                     - ( ny + 1 ) ) ), ' instead of ny =', ny
359          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0228', 1, 2, 0, 6, 0 )
360       ENDIF
361    ENDIF   
362
363!
364!-- South and north array bounds
365    DO  j = 0, pdims(2)-1
366       nysf(j)   = j * nny
367       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
368    ENDDO
369
370!
371!-- Local array bounds of the respective PEs
372    nxl = nxlf(pcoord(1))
373    nxr = nxrf(pcoord(1))
374    nys = nysf(pcoord(2))
375    nyn = nynf(pcoord(2))
376    nzb = 0
377    nzt = nz
378    nnz = nz
379
380!
381!-- Set switches to define if the PE is situated at the border of the virtual
382!-- processor grid
383    IF ( nxl == 0 )   left_border_pe  = .TRUE.
384    IF ( nxr == nx )  right_border_pe = .TRUE.
385    IF ( nys == 0 )   south_border_pe = .TRUE.
386    IF ( nyn == ny )  north_border_pe = .TRUE.
387
388!
389!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
390!-- (needed in the pressure solver)
391!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
392!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
393
394!
395!-- 1. transposition  z --> x
396!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x
397    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
398
399       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
400          IF ( MOD( nz , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
401             WRITE( message_string, * ) 'transposition z --> x:',              &
402                       '&nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=',  &
403                                                                   pdims(1)
404             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0230', 1, 2, 0, 6, 0 )
405          ENDIF
406       ENDIF
407
408       nys_x = nys
409       nyn_x = nyn
410       nny_x = nny
411       nnz_x = nz / pdims(1)
412       nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
413       nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
414       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
415
416    ENDIF
417
418
419    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN 
420!
421!--    2. transposition  x --> y
422       IF ( MOD( nx+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
423          WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',                 &
424                            '&nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',   &
425                            'pdims(2)=',pdims(2)
426          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0231', 1, 2, 0, 6, 0 )
427       ENDIF
428
429       nnz_y = nnz_x
430       nzb_y = nzb_x
431       nzt_y = nzt_x
432       nnx_y = (nx+1) / pdims(2)
433       nxl_y = myidy * nnx_y
434       nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
435       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
436!
437!--    3. transposition  y --> z 
438!--    (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition along x)
439       nxl_z = nxl_y
440       nxr_z = nxr_y
441       nny_z = (ny+1) / pdims(1)
442       nys_z = myidx * nny_z
443       nyn_z = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
444       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
445
446       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
447!
448!--       y --> z
449!--       This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
450!--       along x, except that the uptream-spline method is switched on
451          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
452             WRITE( message_string, * ) 'transposition y --> z:',              &
453                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
454                               ' pdims(1)=',pdims(1)
455             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0232', 1, 2, 0, 6, 0 )
456          ENDIF
457
458       ELSE
459!
460!--       x --> y
461!--       This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
462          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
463             WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',              &
464                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
465                               ' pdims(1)=',pdims(1)
466             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0233', 1, 2, 0, 6, 0 )
467          ENDIF
468
469       ENDIF
470
471    ENDIF
472
473!
474!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
475    IF ( calculate_spectra )  THEN
476       IF ( MOD( nz, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
477          WRITE( message_string, * ) 'direct transposition z --> y (needed ',  &
478                    'for spectra):& nz=',nz,' is not an integral divisor of ', &
479                    'pdims(2)=',pdims(2)
480          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0234', 1, 2, 0, 6, 0 )
481       ELSE
482          nxl_yd = nxl
483          nxr_yd = nxr
484          nzb_yd = 1 + myidy * ( nz / pdims(2) )
485          nzt_yd = ( myidy + 1 ) * ( nz / pdims(2) )
486          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nz / pdims(2) )
487       ENDIF
488    ENDIF
489
490    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
491!
492!--    Indices for direct transpositions y --> x
493!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along x)
494       IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
495          nny_x = nny / pdims(1)
496          nys_x = myid * nny_x
497          nyn_x = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
498          nzb_x = 1
499          nzt_x = nz
500          sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nz
501       ENDIF
502
503    ENDIF
504
505    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
506!
507!--    Indices for direct transpositions x --> y
508!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along y)
509       IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
510          nnx_y = nnx / pdims(2)
511          nxl_y = myid * nnx_y
512          nxr_y = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
513          nzb_y = 1
514          nzt_y = nz
515          sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nz
516       ENDIF
517
518    ENDIF
519
520!
521!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
522    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
523
524
525!
526!-- Collect index bounds from other PEs (to be written to restart file later)
527    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:numprocs-1) )
528
529    IF ( myid == 0 )  THEN
530
531       hor_index_bounds(1,0) = nxl
532       hor_index_bounds(2,0) = nxr
533       hor_index_bounds(3,0) = nys
534       hor_index_bounds(4,0) = nyn
535
536!
537!--    Receive data from all other PEs
538       DO  i = 1, numprocs-1
539          CALL MPI_RECV( ibuf, 4, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
540                         ierr )
541          hor_index_bounds(:,i) = ibuf(1:4)
542       ENDDO
543
544    ELSE
545!
546!--    Send index bounds to PE0
547       ibuf(1) = nxl
548       ibuf(2) = nxr
549       ibuf(3) = nys
550       ibuf(4) = nyn
551       CALL MPI_SEND( ibuf, 4, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )
552
553    ENDIF
554
555
556#if defined( __print )
557!
558!-- Control output
559    IF ( myid == 0 )  THEN
560       PRINT*, '*** processor topology ***'
561       PRINT*, ' '
562       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
563               &'   nys: nyn'
564       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
565               &'-----------'
566       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
567                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
5681000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
569               2(2X,I4,':',I4))
570
571!
572!--    Receive data from the other PEs
573       DO  i = 1,numprocs-1
574          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
575                         ierr )
576          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
577       ENDDO
578    ELSE
579
580!
581!--    Send data to PE0
582       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
583       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
584       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
585       ibuf(12) = nyn
586       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
587    ENDIF
588#endif
589
590#if defined( __parallel )
591#if defined( __mpi2 )
592!
593!-- In case of coupled runs, get the port name on PE0 of the atmosphere model
594!-- and pass it to PE0 of the ocean model
595    IF ( myid == 0 )  THEN
596
597       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
598
599          CALL MPI_OPEN_PORT( MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
600
601          CALL MPI_PUBLISH_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, &
602                                 ierr )
603
604!
605!--       Write a flag file for the ocean model and the other atmosphere
606!--       processes.
607!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
608!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
609!--       (i.e. before the port has been created)
610          OPEN( 90, FILE='COUPLING_PORT_OPENED', FORM='FORMATTED' )
611          WRITE ( 90, '(''TRUE'')' )
612          CLOSE ( 90 )
613
614       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
615
616!
617!--       Continue only if the atmosphere model has created the port.
618!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
619!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
620!--       (i.e. before the port has been created)
621          INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
622          DO WHILE ( .NOT. found )
623             INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
624          ENDDO
625
626          CALL MPI_LOOKUP_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
627
628       ENDIF
629
630    ENDIF
631
632!
633!-- In case of coupled runs, establish the connection between the atmosphere
634!-- and the ocean model and define the intercommunicator (comm_inter)
635    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
636    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
637
638       CALL MPI_COMM_ACCEPT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
639                             comm_inter, ierr )
640       coupling_mode_remote = 'ocean_to_atmosphere'
641
642    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
643
644       CALL MPI_COMM_CONNECT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
645                              comm_inter, ierr )
646       coupling_mode_remote = 'atmosphere_to_ocean'
647
648    ENDIF
649#endif
650
651!
652!-- Determine the number of ghost point layers
653    IF ( ( scalar_advec == 'ws-scheme' .AND. .NOT. neutral ) .OR.             &
654         scalar_advec == 'ws-scheme-mono' .OR.                                &
655         momentum_advec == 'ws-scheme' )  THEN
656       nbgp = 3
657    ELSE
658       nbgp = 1
659    ENDIF
660
661!
662!-- Create a new MPI derived datatype for the exchange of surface (xy) data,
663!-- which is needed for coupled atmosphere-ocean runs.
664!-- First, calculate number of grid points of an xy-plane.
665    ngp_xy  = ( nxr - nxl + 1 + 2 * nbgp ) * ( nyn - nys + 1 + 2 * nbgp )
666    CALL MPI_TYPE_VECTOR( ngp_xy, 1, nzt-nzb+2, MPI_REAL, type_xy, ierr )
667    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xy, ierr )
668
669    IF ( TRIM( coupling_mode ) /= 'uncoupled' )  THEN
670   
671!
672!--    Pass the number of grid points of the atmosphere model to
673!--    the ocean model and vice versa
674       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
675
676          nx_a = nx
677          ny_a = ny
678
679          IF ( myid == 0 )  THEN
680
681             CALL MPI_SEND( nx_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 1, comm_inter,  &
682                            ierr )
683             CALL MPI_SEND( ny_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 2, comm_inter,  &
684                            ierr )
685             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 3, comm_inter, &
686                            ierr )
687             CALL MPI_RECV( nx_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 4, comm_inter,  &
688                            status, ierr )
689             CALL MPI_RECV( ny_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 5, comm_inter,  &
690                            status, ierr )
691             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 6,      &
692                            comm_inter, status, ierr )
693          ENDIF
694
695          CALL MPI_BCAST( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
696          CALL MPI_BCAST( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr ) 
697          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
698       
699       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
700
701          nx_o = nx
702          ny_o = ny
703
704          IF ( myid == 0 ) THEN
705
706             CALL MPI_RECV( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 1, comm_inter, status, &
707                            ierr )
708             CALL MPI_RECV( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 2, comm_inter, status, &
709                            ierr )
710             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, 3, comm_inter, &
711                            status, ierr )
712             CALL MPI_SEND( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 4, comm_inter, ierr )
713             CALL MPI_SEND( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 5, comm_inter, ierr )
714             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, 0, 6, comm_inter, ierr )
715          ENDIF
716
717          CALL MPI_BCAST( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr)
718          CALL MPI_BCAST( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
719          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
720
721       ENDIF
722 
723       ngp_a = ( nx_a+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_a+1 + 2 * nbgp )
724       ngp_o = ( nx_o+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_o+1 + 2 * nbgp )
725
726!
727!--    Determine if the horizontal grid and the number of PEs in ocean and
728!--    atmosphere is same or not
729       IF ( nx_o == nx_a  .AND.  ny_o == ny_a  .AND.  &
730            pdims(1) == pdims_remote(1) .AND. pdims(2) == pdims_remote(2) ) &
731       THEN
732          coupling_topology = 0
733       ELSE
734          coupling_topology = 1
735       ENDIF
736
737!
738!--    Determine the target PEs for the exchange between ocean and
739!--    atmosphere (comm2d)
740       IF ( coupling_topology == 0 )  THEN
741!
742!--       In case of identical topologies, every atmosphere PE has exactly one
743!--       ocean PE counterpart and vice versa
744          IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' ) THEN
745             target_id = myid + numprocs
746          ELSE
747             target_id = myid
748          ENDIF
749
750       ELSE
751!
752!--       In case of nonequivalent topology in ocean and atmosphere only for
753!--       PE0 in ocean and PE0 in atmosphere a target_id is needed, since
754!--       data echxchange between ocean and atmosphere will be done only
755!--       between these PEs.   
756          IF ( myid == 0 )  THEN
757
758             IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
759                target_id = numprocs
760             ELSE
761                target_id = 0
762             ENDIF
763
764          ENDIF
765
766       ENDIF
767
768    ENDIF
769
770
771#endif
772
773#else
774
775!
776!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
777!-- machine)
778    nxl = 0
779    nxr = nx
780    nnx = nxr - nxl + 1
781    nys = 0
782    nyn = ny
783    nny = nyn - nys + 1
784    nzb = 0
785    nzt = nz
786    nnz = nz
787
788    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:0) )
789    hor_index_bounds(1,0) = nxl
790    hor_index_bounds(2,0) = nxr
791    hor_index_bounds(3,0) = nys
792    hor_index_bounds(4,0) = nyn
793
794!
795!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
796!-- are the ones for the transposed arrays)
797    nys_x = nys
798    nyn_x = nyn
799    nzb_x = nzb + 1
800    nzt_x = nzt
801
802    nxl_y = nxl
803    nxr_y = nxr
804    nzb_y = nzb + 1
805    nzt_y = nzt
806
807    nxl_z = nxl
808    nxr_z = nxr
809    nys_z = nys
810    nyn_z = nyn
811
812#endif
813
814!
815!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
816!-- as well as the gridpoint indices on each level
817    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
818
819!
820!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
821       mg_levels_x = 1
822       mg_levels_y = 1
823       mg_levels_z = 1
824
825       i = nnx
826       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
827          i = i / 2
828          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
829       ENDDO
830
831       j = nny
832       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
833          j = j / 2
834          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
835       ENDDO
836
837       k = nz    ! do not use nnz because it might be > nz due to transposition
838                 ! requirements
839       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
840          k = k / 2
841          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
842       ENDDO
843
844       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
845
846!
847!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
848!--    levels are identically processed on all PEs.
849       IF ( numprocs > 1  .AND.  mg_switch_to_pe0_level /= -1 )  THEN
850
851          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
852
853             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
854
855             mg_levels_x = 1
856             mg_levels_y = 1
857
858             i = nx+1
859             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
860                i = i / 2
861                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
862             ENDDO
863
864             j = ny+1
865             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
866                j = j / 2
867                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
868             ENDDO
869
870             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
871
872             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
873                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
874                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
875             ELSE
876                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
877             ENDIF
878
879          ELSE
880             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
881             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
882
883          ENDIF
884
885!
886!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
887!--       by user
888          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
889             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
890                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
891                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
892             ENDIF
893
894          ELSE
895!
896!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
897             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
898                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
899                message_string = 'mg_switch_to_pe0_level ' // &
900                                 'out of range and reset to default (=0)'
901                CALL message( 'init_pegrid', 'PA0235', 0, 1, 0, 6, 0 )
902                mg_switch_to_pe0_level = 0
903             ELSE
904!
905!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
906!--             the switch level to this largest number of possible values
907                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
908
909             ENDIF
910
911          ENDIF
912
913       ENDIF
914
915       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                       &
916                 nxl_mg(0:maximum_grid_level), nxr_mg(0:maximum_grid_level), &
917                 nyn_mg(0:maximum_grid_level), nys_mg(0:maximum_grid_level), &
918                 nzt_mg(0:maximum_grid_level) )
919
920       grid_level_count = 0
921!
922!--    Index zero required as dummy due to definition of arrays f2 and p2 in
923!--    recursive subroutine next_mg_level
924       nxl_mg(0) = 0; nxr_mg(0) = 0; nyn_mg(0) = 0; nys_mg(0) = 0; nzt_mg(0) = 0
925
926       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
927
928       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
929
930          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
931#if defined( __parallel )
932!
933!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
934!--          it is needed in poismg.
935             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
936             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
937             ind(5) = nzt_l
938             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
939             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
940                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
941             DO  j = 0, numprocs-1
942                DO  k = 1, 5
943                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
944                ENDDO
945             ENDDO
946             DEALLOCATE( ind_all )
947!
948!--          Calculate the grid size of the total domain
949             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
950             nxl_l = 0
951             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
952             nys_l = 0
953!
954!--          The size of this gathered array must not be larger than the
955!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
956!--          array. Therefore the subdomain size of an PE is calculated and
957!--          the size of the gathered grid. These values are used in 
958!--          routines pres and poismg
959             subdomain_size = ( nxr - nxl + 2 * nbgp + 1 ) * &
960                              ( nyn - nys + 2 * nbgp + 1 ) * ( nzt - nzb + 2 )
961             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
962                              ( nzt_l - nzb + 2 )
963
964#else
965             message_string = 'multigrid gather/scatter impossible ' // &
966                          'in non parallel mode'
967             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0237', 1, 2, 0, 6, 0 )
968#endif
969          ENDIF
970
971          nxl_mg(i) = nxl_l
972          nxr_mg(i) = nxr_l
973          nys_mg(i) = nys_l
974          nyn_mg(i) = nyn_l
975          nzt_mg(i) = nzt_l
976
977          nxl_l = nxl_l / 2 
978          nxr_l = nxr_l / 2
979          nys_l = nys_l / 2 
980          nyn_l = nyn_l / 2 
981          nzt_l = nzt_l / 2 
982
983       ENDDO
984
985!
986!--    Temporary problem: Currently calculation of maxerror iin routine poismg crashes
987!--    if grid data are collected on PE0 already on the finest grid level.
988!--    To be solved later.
989       IF ( maximum_grid_level == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
990          message_string = 'grid coarsening on subdomain level cannot be performed'
991          CALL message( 'poismg', 'PA0236', 1, 2, 0, 6, 0 )
992       ENDIF
993
994    ELSE
995
996       maximum_grid_level = 0
997
998    ENDIF
999
1000!
1001!-- Default level 0 tells exchange_horiz that all ghost planes have to be
1002!-- exchanged. grid_level is adjusted in poismg, where only one ghost plane
1003!-- is required.
1004    grid_level = 0
1005
1006#if defined( __parallel )
1007!
1008!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
1009    ngp_y  = nyn - nys + 1 + 2 * nbgp
1010
1011!
1012!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1013!-- x- and y-direction for 2D-arrays (line)
1014    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_REAL, type_x,     &
1015                          ierr )
1016    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
1017
1018    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_REAL, type_y, ierr )
1019    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y, ierr )
1020!
1021!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1022!-- x- and y-direction for 2D-INTEGER arrays (line) - on normal grid
1023    ALLOCATE( type_x_int(0:maximum_grid_level),                                &
1024              type_y_int(0:maximum_grid_level) )
1025
1026    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_INTEGER,          &
1027                          type_x_int(0), ierr )
1028    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(0), ierr )
1029
1030    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_INTEGER, type_y_int(0), ierr )
1031    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(0), ierr )
1032!
1033!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
1034!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
1035!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
1036!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
1037!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
1038    ALLOCATE ( ngp_xz(0:maximum_grid_level), ngp_yz(0:maximum_grid_level),     &
1039               type_xz(0:maximum_grid_level), type_yz(0:maximum_grid_level) )
1040
1041    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
1042
1043!
1044!-- Discern between the model grid, which needs nbgp ghost points and
1045!-- grid levels for the multigrid scheme. In the latter case only one
1046!-- ghost point is necessary.
1047!-- First definition of MPI-datatypes for exchange of ghost layers on normal
1048!-- grid. The following loop is needed for data exchange in poismg.f90.
1049!
1050!-- Determine number of grid points of yz-layer for exchange
1051    ngp_yz(0) = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1052
1053!
1054!-- Define an MPI-datatype for the exchange of left/right boundaries.
1055!-- Although data are contiguous in physical memory (which does not
1056!-- necessarily require an MPI-derived datatype), the data exchange between
1057!-- left and right PE's using the MPI-derived type is 10% faster than without.
1058    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz(0), &
1059                          MPI_REAL, type_xz(0), ierr )
1060    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(0), ierr )
1061
1062    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz(0), ngp_yz(0), MPI_REAL, type_yz(0), &
1063                          ierr ) 
1064    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(0), ierr )
1065
1066!
1067!-- Definition of MPI-datatypes for multigrid method (coarser level grids)
1068    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1069!   
1070!--    Definition of MPI-datatyoe as above, but only 1 ghost level is used
1071       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
1072!
1073!--       For 3D-exchange
1074          ngp_xz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nxr_l - nxl_l + 3)
1075          ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
1076
1077          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
1078                                MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
1079          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
1080
1081          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 1, ngp_yz(i), ngp_yz(i), MPI_REAL, type_yz(i), &
1082                                ierr )
1083          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(i), ierr )
1084
1085
1086!--       For 2D-exchange of INTEGER arrays on coarser grid level, where 2 ghost
1087!--       points need to be exchanged.
1088          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+5, 2, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1089                                type_x_int(i), ierr )
1090          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(i), ierr )
1091
1092
1093          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 2, nyn_l-nys_l+5, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1094                                type_y_int(i), ierr )
1095          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(i), ierr )
1096
1097
1098
1099          nxl_l = nxl_l / 2
1100          nxr_l = nxr_l / 2
1101          nys_l = nys_l / 2
1102          nyn_l = nyn_l / 2
1103          nzt_l = nzt_l / 2
1104
1105       ENDDO
1106
1107    ENDIF
1108!
1109!-- Define data types for exchange of 3D Integer arrays.
1110    ngp_yz_int = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1111
1112    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz_int, &
1113                          MPI_INTEGER, type_xz_int, ierr )
1114    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz_int, ierr )
1115
1116    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz_int, ngp_yz_int, MPI_INTEGER, type_yz_int, &
1117                          ierr )
1118    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz_int, ierr )
1119
1120#endif
1121
1122#if defined( __parallel )
1123!
1124!-- Setting of flags for inflow/outflow/nesting conditions.
1125    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
1126       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1127          inflow_l  = .TRUE.
1128       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1129          outflow_l = .TRUE.
1130       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1131          nest_bound_l = .TRUE.
1132       ENDIF
1133    ENDIF
1134 
1135    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
1136       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1137          outflow_r = .TRUE.
1138       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1139          inflow_r  = .TRUE.
1140       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1141          nest_bound_r = .TRUE.
1142       ENDIF
1143    ENDIF
1144
1145    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1146       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1147          outflow_s = .TRUE.
1148       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1149          inflow_s  = .TRUE.
1150       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1151          nest_bound_s = .TRUE.
1152       ENDIF
1153    ENDIF
1154
1155    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1156       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1157          inflow_n  = .TRUE.
1158       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1159          outflow_n = .TRUE.
1160       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1161          nest_bound_n = .TRUE.
1162       ENDIF
1163    ENDIF
1164
1165       
1166!
1167!-- Broadcast the id of the inflow PE
1168    IF ( inflow_l )  THEN
1169       id_inflow_l = myidx
1170    ELSE
1171       id_inflow_l = 0
1172    ENDIF
1173    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1174    CALL MPI_ALLREDUCE( id_inflow_l, id_inflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1175                        comm1dx, ierr )
1176
1177!
1178!-- Broadcast the id of the recycling plane
1179!-- WARNING: needs to be adjusted in case of inflows other than from left side!
1180    IF ( NINT( recycling_width / dx ) >= nxl  .AND. &
1181         NINT( recycling_width / dx ) <= nxr )  THEN
1182       id_recycling_l = myidx
1183    ELSE
1184       id_recycling_l = 0
1185    ENDIF
1186    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1187    CALL MPI_ALLREDUCE( id_recycling_l, id_recycling, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1188                        comm1dx, ierr )
1189
1190    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
1191
1192#else
1193    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1194       inflow_l  = .TRUE.
1195       outflow_r = .TRUE.
1196    ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1197       outflow_l = .TRUE.
1198       inflow_r  = .TRUE.
1199    ENDIF
1200
1201    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1202       inflow_n  = .TRUE.
1203       outflow_s = .TRUE.
1204    ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1205       outflow_n = .TRUE.
1206       inflow_s  = .TRUE.
1207    ENDIF
1208#endif
1209
1210!
1211!-- At the inflow or outflow, u or v, respectively, have to be calculated for
1212!-- one more grid point.
1213    IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. nest_bound_l )  THEN
1214       nxlu = nxl + 1
1215    ELSE
1216       nxlu = nxl
1217    ENDIF
1218    IF ( inflow_s .OR. outflow_s .OR. nest_bound_s )  THEN
1219       nysv = nys + 1
1220    ELSE
1221       nysv = nys
1222    ENDIF
1223
1224!
1225!-- Allocate wall flag arrays used in the multigrid solver
1226    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1227
1228       DO  i = maximum_grid_level, 1, -1
1229
1230           SELECT CASE ( i )
1231
1232              CASE ( 1 )
1233                 ALLOCATE( wall_flags_1(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1234                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1235                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1236
1237              CASE ( 2 )
1238                 ALLOCATE( wall_flags_2(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1239                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1240                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1241
1242              CASE ( 3 )
1243                 ALLOCATE( wall_flags_3(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1244                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1245                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1246
1247              CASE ( 4 )
1248                 ALLOCATE( wall_flags_4(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1249                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1250                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1251
1252              CASE ( 5 )
1253                 ALLOCATE( wall_flags_5(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1254                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1255                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1256
1257              CASE ( 6 )
1258                 ALLOCATE( wall_flags_6(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1259                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1260                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1261
1262              CASE ( 7 )
1263                 ALLOCATE( wall_flags_7(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1264                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1265                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1266
1267              CASE ( 8 )
1268                 ALLOCATE( wall_flags_8(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1269                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1270                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1271
1272              CASE ( 9 )
1273                 ALLOCATE( wall_flags_9(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1274                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1275                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1276
1277              CASE ( 10 )
1278                 ALLOCATE( wall_flags_10(nzb:nzt_mg(i)+1,        &
1279                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1280                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1281
1282              CASE DEFAULT
1283                 message_string = 'more than 10 multigrid levels'
1284                 CALL message( 'init_pegrid', 'PA0238', 1, 2, 0, 6, 0 )
1285
1286          END SELECT
1287
1288       ENDDO
1289
1290    ENDIF
1291
1292!
1293!-- Calculate the number of groups into which parallel I/O is split.
1294!-- The default for files which are opened by all PEs (or where each
1295!-- PE opens his own independent file) is, that all PEs are doing input/output
1296!-- in parallel at the same time. This might cause performance or even more
1297!-- severe problems depending on the configuration of the underlying file
1298!-- system.
1299!-- First, set the default:
1300    IF ( maximum_parallel_io_streams == -1  .OR. &
1301         maximum_parallel_io_streams > numprocs )  THEN
1302       maximum_parallel_io_streams = numprocs
1303    ENDIF
1304
1305!
1306!-- Now calculate the number of io_blocks and the io_group to which the
1307!-- respective PE belongs. I/O of the groups is done in serial, but in parallel
1308!-- for all PEs belonging to the same group. A preliminary setting with myid
1309!-- based on MPI_COMM_WORLD has been done in parin.
1310    io_blocks = numprocs / maximum_parallel_io_streams
1311    io_group  = MOD( myid+1, io_blocks )
1312   
1313
1314 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.