source: palm/trunk/SOURCE/init_pegrid.f90 @ 2101

Last change on this file since 2101 was 2101, checked in by suehring, 5 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 46.2 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!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: init_pegrid.f90 2101 2017-01-05 16:42:31Z suehring $
27!
28! 2050 2016-11-08 15:00:55Z gronemeier
29! Implement turbulent outflow condition
30!
31! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
32! Forced header and separation lines into 80 columns
33!
34! 1968 2016-07-18 12:01:49Z suehring
35! Extent MPI-datatypes for exchange of 2D-INTEGER arrays on coarser multigrid
36! level 
37!
38! 1964 2016-07-14 15:35:18Z hellstea
39! Bugfix: erroneous setting of nest_bound_l/r/s/n = .TRUE. for vertical nesting mode removed.
40!
41! 1923 2016-05-31 16:37:07Z boeske
42! Initial version of purely vertical nesting introduced.
43!
44! 1922 2016-05-31 16:36:08Z boeske
45! Bugfix: array transposition checks restricted to cases if a fourier
46! transform is used , removed unused variable nnx_z
47!
48! 1833 2016-04-07 14:23:03Z raasch
49! spectra related variables moved to spectra_mod
50!
51! 1815 2016-04-06 13:49:59Z raasch
52! cpp-directives for intel openmp bug removed
53!
54! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
55! Removed code for parameter file check (__check)
56!
57! 1779 2016-03-03 08:01:28Z raasch
58! changes regarding nested domain removed: virtual PE grid will be automatically
59! calculated for nested runs too
60!
61! 1764 2016-02-28 12:45:19Z raasch
62! cpp-statements for nesting removed
63!
64! 1762 2016-02-25 12:31:13Z hellstea
65! Introduction of nested domain feature
66!
67! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
68! Code annotations made doxygen readable
69!
70! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
71! New MPI-data types for exchange of 3D integer arrays.
72!
73! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
74! adjustments for psolver-queries, calculation of ngp_xz added
75!
76! 1565 2015-03-09 20:59:31Z suehring
77! Refine if-clause for setting nbgp.
78!
79! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
80! Adjustment for monotonic limiter
81!
82! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
83! Adapted for use on up to 6-digit processor cores
84!
85! 1435 2014-07-21 10:37:02Z keck
86! bugfix: added missing parameter coupling_mode_remote to ONLY-attribute
87!
88! 1402 2014-05-09 14:25:13Z raasch
89! location messages modified
90!
91! 1384 2014-05-02 14:31:06Z raasch
92! location messages added
93!
94! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
95! REAL constants provided with KIND-attribute
96!
97! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
98! REAL functions provided with KIND-attribute
99!
100! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
101! ONLY-attribute added to USE-statements,
102! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
103! kinds are defined in new module kinds,
104! revision history before 2012 removed,
105! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
106! all variable declaration statements
107!
108! 1304 2014-03-12 10:29:42Z raasch
109! bugfix: single core MPI runs missed some settings of transpose indices
110!
111! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
112! error message for poisfft_hybrid removed
113!
114! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
115! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet removed
116!
117! 1139 2013-04-18 07:25:03Z raasch
118! bugfix for calculating the id of the PE carrying the recycling plane
119!
120! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
121! initialization of poisfft moved to module poisfft
122!
123! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
124! unused variables removed
125!
126! 1056 2012-11-16 15:28:04Z raasch
127! Indices for arrays n.._mg start from zero due to definition of arrays f2 and
128! p2 as automatic arrays in recursive subroutine next_mg_level
129!
130! 1041 2012-11-06 02:36:29Z raasch
131! a 2d virtual processor topology is used by default for all machines
132!
133! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
134! code put under GPL (PALM 3.9)
135!
136! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
137! subdomains must have identical size (grid matching = "match" removed)
138!
139! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
140! all actions concerning upstream-spline-method removed
141!
142! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
143! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet added
144! nxlu and nysv are also calculated for inflow boundary
145!
146! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
147! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
148!
149! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
150! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
151!
152! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
153! Initial revision
154!
155!
156! Description:
157! ------------
158!> Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
159!> user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
160!> domains.
161!------------------------------------------------------------------------------!
162 SUBROUTINE init_pegrid
163 
164
165    USE control_parameters,                                                    &
166        ONLY:  bc_lr, bc_ns, coupling_mode, coupling_mode_remote,              &
167               coupling_topology, gathered_size, grid_level,                   &
168               grid_level_count, host, inflow_l, inflow_n, inflow_r, inflow_s, &
169               io_blocks, io_group, maximum_grid_level,                        &
170               maximum_parallel_io_streams, message_string,                    &
171               mg_switch_to_pe0_level, momentum_advec, nest_bound_l,           &
172               nest_bound_n, nest_bound_r, nest_bound_s, nest_domain, neutral, &
173               psolver, outflow_l, outflow_n, outflow_r, outflow_s,            &
174               outflow_source_plane, recycling_width, scalar_advec,            &
175               subdomain_size, turbulent_outflow
176
177    USE grid_variables,                                                        &
178        ONLY:  dx
179       
180    USE indices,                                                               &
181        ONLY:  mg_loc_ind, nbgp, nnx, nny, nnz, nx, nx_a, nx_o, nxl, nxl_mg,   &
182               nxlu, nxr, nxr_mg, ny, ny_a, ny_o, nyn, nyn_mg, nys, nys_mg,    &
183               nysv, nz, nzb, nzt, nzt_mg, wall_flags_1, wall_flags_2,         &
184               wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5, wall_flags_6,         &
185               wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9, wall_flags_10
186
187    USE kinds
188     
189    USE pegrid
190   
191    USE pmc_interface,                                                         &   
192        ONLY:  nesting_mode
193   
194    USE spectra_mod,                                                           &
195        ONLY:  calculate_spectra, dt_dosp
196
197    USE transpose_indices,                                                     &
198        ONLY:  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z, nys_x,&
199               nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_yd, nzt_y
200
201    IMPLICIT NONE
202
203    INTEGER(iwp) ::  i                        !<
204    INTEGER(iwp) ::  id_inflow_l              !<
205    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_l             !< local value of id_outflow
206    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_source_l      !< local value of id_outflow_source
207    INTEGER(iwp) ::  id_recycling_l           !<
208    INTEGER(iwp) ::  ind(5)                   !<
209    INTEGER(iwp) ::  j                        !<
210    INTEGER(iwp) ::  k                        !<
211    INTEGER(iwp) ::  maximum_grid_level_l     !<
212    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_x              !<
213    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_y              !<
214    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_z              !<
215    INTEGER(iwp) ::  mg_switch_to_pe0_level_l !<
216    INTEGER(iwp) ::  nnx_y                    !<
217    INTEGER(iwp) ::  nnx_z                    !<
218    INTEGER(iwp) ::  nny_x                    !<
219    INTEGER(iwp) ::  nny_z                    !<
220    INTEGER(iwp) ::  nnz_x                    !<
221    INTEGER(iwp) ::  nnz_y                    !<
222    INTEGER(iwp) ::  numproc_sqr              !<
223    INTEGER(iwp) ::  nxl_l                    !<
224    INTEGER(iwp) ::  nxr_l                    !<
225    INTEGER(iwp) ::  nyn_l                    !<
226    INTEGER(iwp) ::  nys_l                    !<
227    INTEGER(iwp) ::  nzb_l                    !<
228    INTEGER(iwp) ::  nzt_l                    !<
229    INTEGER(iwp) ::  omp_get_num_threads      !<
230
231    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all !<
232    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxlf    !<
233    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxrf    !<
234    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nynf    !<
235    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nysf    !<
236
237    INTEGER(iwp), DIMENSION(2) :: pdims_remote          !<
238
239#if defined( __mpi2 )
240    LOGICAL ::  found                                   !<
241#endif
242
243!
244!-- Get the number of OpenMP threads
245    !$OMP PARALLEL
246!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
247    !$OMP END PARALLEL
248
249
250#if defined( __parallel )
251
252    CALL location_message( 'creating virtual PE grids + MPI derived data types', &
253                           .FALSE. )
254
255!
256!--    Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
257    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
258
259!
260!--       Automatic determination of the topology
261       numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs, KIND=wp ) )
262       pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
263       DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
264          pdims(1) = pdims(1) - 1
265       ENDDO
266       pdims(2) = numprocs / pdims(1)
267
268    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
269
270!
271!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
272!--    must be equal to the number of PEs available to the job
273       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
274          WRITE( message_string, * ) 'number of PEs of the prescribed ',   &
275              'topology (', npex*npey,') does not match & the number of ', &
276              'PEs available to the job (', numprocs, ')'
277          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0221', 1, 2, 0, 6, 0 )
278       ENDIF
279       pdims(1) = npex
280       pdims(2) = npey
281
282    ELSE
283!
284!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
285!--    PEs must be given in both directions
286       message_string = 'if the processor topology is prescribed by th' //  &
287                'e user& both values of "npex" and "npey" must be given' // &
288                ' in the &NAMELIST-parameter file'
289       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0222', 1, 2, 0, 6, 0 )
290
291    ENDIF
292
293!
294!-- For communication speedup, set barriers in front of collective
295!-- communications by default on SGI-type systems
296    IF ( host(3:5) == 'sgi' )  collective_wait = .TRUE.
297
298!
299!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
300    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
301    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
302
303
304!
305!-- Create the virtual processor grid
306    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
307                          comm2d, ierr )
308    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
309    WRITE (myid_char,'(''_'',I6.6)')  myid
310
311    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
312    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
313    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
314
315!
316!-- Determine sub-topologies for transpositions
317!-- Transposition from z to x:
318    remain_dims(1) = .TRUE.
319    remain_dims(2) = .FALSE.
320    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
321    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
322!
323!-- Transposition from x to y
324    remain_dims(1) = .FALSE.
325    remain_dims(2) = .TRUE.
326    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
327    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
328
329
330!
331!-- Calculate array bounds along x-direction for every PE.
332    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
333              nysf(0:pdims(2)-1) )
334
335    IF ( MOD( nx+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
336       WRITE( message_string, * ) 'x-direction: gridpoint number (',nx+1,') ',&
337                               'is not an& integral divisor of the number ',  &
338                               'processors (', pdims(1),')'
339       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0225', 1, 2, 0, 6, 0 )
340    ELSE
341       nnx  = ( nx + 1 ) / pdims(1)
342       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
343          WRITE( message_string, * ) 'x-direction: nx does not match the',    & 
344                       'requirements given by the number of PEs &used',       &
345                       '& please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
346                                   - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
347          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0226', 1, 2, 0, 6, 0 )
348       ENDIF
349    ENDIF   
350
351!
352!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
353    DO  i = 0, pdims(1)-1
354       nxlf(i)   = i * nnx
355       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
356    ENDDO
357
358!
359!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
360    IF ( MOD( ny+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
361       WRITE( message_string, * ) 'y-direction: gridpoint number (',ny+1,') ', &
362                           'is not an& integral divisor of the number of',     &
363                           'processors (', pdims(2),')'
364       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0227', 1, 2, 0, 6, 0 )
365    ELSE
366       nny  = ( ny + 1 ) / pdims(2)
367       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
368          WRITE( message_string, * ) 'y-direction: ny does not match the',    &
369                       'requirements given by the number of PEs &used ',      &
370                       '& please use ny = ', ny - ( pdims(2) - ( nnx*pdims(2) &
371                                     - ( ny + 1 ) ) ), ' instead of ny =', ny
372          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0228', 1, 2, 0, 6, 0 )
373       ENDIF
374    ENDIF   
375
376!
377!-- South and north array bounds
378    DO  j = 0, pdims(2)-1
379       nysf(j)   = j * nny
380       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
381    ENDDO
382
383!
384!-- Local array bounds of the respective PEs
385    nxl = nxlf(pcoord(1))
386    nxr = nxrf(pcoord(1))
387    nys = nysf(pcoord(2))
388    nyn = nynf(pcoord(2))
389    nzb = 0
390    nzt = nz
391    nnz = nz
392
393!
394!-- Set switches to define if the PE is situated at the border of the virtual
395!-- processor grid
396    IF ( nxl == 0 )   left_border_pe  = .TRUE.
397    IF ( nxr == nx )  right_border_pe = .TRUE.
398    IF ( nys == 0 )   south_border_pe = .TRUE.
399    IF ( nyn == ny )  north_border_pe = .TRUE.
400
401!
402!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
403!-- (needed in the pressure solver)
404!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
405!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
406
407!
408!-- 1. transposition  z --> x
409!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x
410    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
411
412       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
413          IF ( MOD( nz , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
414             WRITE( message_string, * ) 'transposition z --> x:',              &
415                       '&nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=',  &
416                                                                   pdims(1)
417             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0230', 1, 2, 0, 6, 0 )
418          ENDIF
419       ENDIF
420
421       nys_x = nys
422       nyn_x = nyn
423       nny_x = nny
424       nnz_x = nz / pdims(1)
425       nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
426       nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
427       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
428
429    ENDIF
430
431
432    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN 
433!
434!--    2. transposition  x --> y
435       IF ( MOD( nx+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
436          WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',                 &
437                            '&nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',   &
438                            'pdims(2)=',pdims(2)
439          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0231', 1, 2, 0, 6, 0 )
440       ENDIF
441
442       nnz_y = nnz_x
443       nzb_y = nzb_x
444       nzt_y = nzt_x
445       nnx_y = (nx+1) / pdims(2)
446       nxl_y = myidy * nnx_y
447       nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
448       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
449!
450!--    3. transposition  y --> z 
451!--    (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition along x)
452       nxl_z = nxl_y
453       nxr_z = nxr_y
454       nny_z = (ny+1) / pdims(1)
455       nys_z = myidx * nny_z
456       nyn_z = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
457       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
458
459       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
460!
461!--       y --> z
462!--       This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
463!--       along x, except that the uptream-spline method is switched on
464          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
465             WRITE( message_string, * ) 'transposition y --> z:',              &
466                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
467                               ' pdims(1)=',pdims(1)
468             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0232', 1, 2, 0, 6, 0 )
469          ENDIF
470
471       ELSE
472!
473!--       x --> y
474!--       This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
475          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
476             WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',              &
477                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
478                               ' pdims(1)=',pdims(1)
479             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0233', 1, 2, 0, 6, 0 )
480          ENDIF
481
482       ENDIF
483
484    ENDIF
485
486!
487!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
488    IF ( calculate_spectra )  THEN
489       IF ( MOD( nz, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
490          WRITE( message_string, * ) 'direct transposition z --> y (needed ',  &
491                    'for spectra):& nz=',nz,' is not an integral divisor of ', &
492                    'pdims(2)=',pdims(2)
493          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0234', 1, 2, 0, 6, 0 )
494       ELSE
495          nxl_yd = nxl
496          nxr_yd = nxr
497          nzb_yd = 1 + myidy * ( nz / pdims(2) )
498          nzt_yd = ( myidy + 1 ) * ( nz / pdims(2) )
499          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nz / pdims(2) )
500       ENDIF
501    ENDIF
502
503    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
504!
505!--    Indices for direct transpositions y --> x
506!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along x)
507       IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
508          nny_x = nny / pdims(1)
509          nys_x = myid * nny_x
510          nyn_x = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
511          nzb_x = 1
512          nzt_x = nz
513          sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nz
514       ENDIF
515
516    ENDIF
517
518    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
519!
520!--    Indices for direct transpositions x --> y
521!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along y)
522       IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
523          nnx_y = nnx / pdims(2)
524          nxl_y = myid * nnx_y
525          nxr_y = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
526          nzb_y = 1
527          nzt_y = nz
528          sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nz
529       ENDIF
530
531    ENDIF
532
533!
534!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
535    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
536
537
538!
539!-- Collect index bounds from other PEs (to be written to restart file later)
540    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:numprocs-1) )
541
542    IF ( myid == 0 )  THEN
543
544       hor_index_bounds(1,0) = nxl
545       hor_index_bounds(2,0) = nxr
546       hor_index_bounds(3,0) = nys
547       hor_index_bounds(4,0) = nyn
548
549!
550!--    Receive data from all other PEs
551       DO  i = 1, numprocs-1
552          CALL MPI_RECV( ibuf, 4, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
553                         ierr )
554          hor_index_bounds(:,i) = ibuf(1:4)
555       ENDDO
556
557    ELSE
558!
559!--    Send index bounds to PE0
560       ibuf(1) = nxl
561       ibuf(2) = nxr
562       ibuf(3) = nys
563       ibuf(4) = nyn
564       CALL MPI_SEND( ibuf, 4, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )
565
566    ENDIF
567
568
569#if defined( __print )
570!
571!-- Control output
572    IF ( myid == 0 )  THEN
573       PRINT*, '*** processor topology ***'
574       PRINT*, ' '
575       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
576               &'   nys: nyn'
577       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
578               &'-----------'
579       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
580                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
5811000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
582               2(2X,I4,':',I4))
583
584!
585!--    Receive data from the other PEs
586       DO  i = 1,numprocs-1
587          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
588                         ierr )
589          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
590       ENDDO
591    ELSE
592
593!
594!--    Send data to PE0
595       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
596       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
597       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
598       ibuf(12) = nyn
599       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
600    ENDIF
601#endif
602
603#if defined( __parallel )
604#if defined( __mpi2 )
605!
606!-- In case of coupled runs, get the port name on PE0 of the atmosphere model
607!-- and pass it to PE0 of the ocean model
608    IF ( myid == 0 )  THEN
609
610       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
611
612          CALL MPI_OPEN_PORT( MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
613
614          CALL MPI_PUBLISH_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, &
615                                 ierr )
616
617!
618!--       Write a flag file for the ocean model and the other atmosphere
619!--       processes.
620!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
621!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
622!--       (i.e. before the port has been created)
623          OPEN( 90, FILE='COUPLING_PORT_OPENED', FORM='FORMATTED' )
624          WRITE ( 90, '(''TRUE'')' )
625          CLOSE ( 90 )
626
627       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
628
629!
630!--       Continue only if the atmosphere model has created the port.
631!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
632!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
633!--       (i.e. before the port has been created)
634          INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
635          DO WHILE ( .NOT. found )
636             INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
637          ENDDO
638
639          CALL MPI_LOOKUP_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
640
641       ENDIF
642
643    ENDIF
644
645!
646!-- In case of coupled runs, establish the connection between the atmosphere
647!-- and the ocean model and define the intercommunicator (comm_inter)
648    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
649    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
650
651       CALL MPI_COMM_ACCEPT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
652                             comm_inter, ierr )
653       coupling_mode_remote = 'ocean_to_atmosphere'
654
655    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
656
657       CALL MPI_COMM_CONNECT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
658                              comm_inter, ierr )
659       coupling_mode_remote = 'atmosphere_to_ocean'
660
661    ENDIF
662#endif
663
664!
665!-- Determine the number of ghost point layers
666    IF ( ( scalar_advec == 'ws-scheme' .AND. .NOT. neutral ) .OR.             &
667         scalar_advec == 'ws-scheme-mono' .OR.                                &
668         momentum_advec == 'ws-scheme' )  THEN
669       nbgp = 3
670    ELSE
671       nbgp = 1
672    ENDIF
673
674!
675!-- Create a new MPI derived datatype for the exchange of surface (xy) data,
676!-- which is needed for coupled atmosphere-ocean runs.
677!-- First, calculate number of grid points of an xy-plane.
678    ngp_xy  = ( nxr - nxl + 1 + 2 * nbgp ) * ( nyn - nys + 1 + 2 * nbgp )
679    CALL MPI_TYPE_VECTOR( ngp_xy, 1, nzt-nzb+2, MPI_REAL, type_xy, ierr )
680    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xy, ierr )
681
682    IF ( TRIM( coupling_mode ) /= 'uncoupled' )  THEN
683   
684!
685!--    Pass the number of grid points of the atmosphere model to
686!--    the ocean model and vice versa
687       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
688
689          nx_a = nx
690          ny_a = ny
691
692          IF ( myid == 0 )  THEN
693
694             CALL MPI_SEND( nx_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 1, comm_inter,  &
695                            ierr )
696             CALL MPI_SEND( ny_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 2, comm_inter,  &
697                            ierr )
698             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 3, comm_inter, &
699                            ierr )
700             CALL MPI_RECV( nx_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 4, comm_inter,  &
701                            status, ierr )
702             CALL MPI_RECV( ny_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 5, comm_inter,  &
703                            status, ierr )
704             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 6,      &
705                            comm_inter, status, ierr )
706          ENDIF
707
708          CALL MPI_BCAST( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
709          CALL MPI_BCAST( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr ) 
710          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
711       
712       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
713
714          nx_o = nx
715          ny_o = ny
716
717          IF ( myid == 0 ) THEN
718
719             CALL MPI_RECV( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 1, comm_inter, status, &
720                            ierr )
721             CALL MPI_RECV( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 2, comm_inter, status, &
722                            ierr )
723             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, 3, comm_inter, &
724                            status, ierr )
725             CALL MPI_SEND( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 4, comm_inter, ierr )
726             CALL MPI_SEND( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 5, comm_inter, ierr )
727             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, 0, 6, comm_inter, ierr )
728          ENDIF
729
730          CALL MPI_BCAST( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr)
731          CALL MPI_BCAST( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
732          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
733
734       ENDIF
735 
736       ngp_a = ( nx_a+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_a+1 + 2 * nbgp )
737       ngp_o = ( nx_o+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_o+1 + 2 * nbgp )
738
739!
740!--    Determine if the horizontal grid and the number of PEs in ocean and
741!--    atmosphere is same or not
742       IF ( nx_o == nx_a  .AND.  ny_o == ny_a  .AND.  &
743            pdims(1) == pdims_remote(1) .AND. pdims(2) == pdims_remote(2) ) &
744       THEN
745          coupling_topology = 0
746       ELSE
747          coupling_topology = 1
748       ENDIF
749
750!
751!--    Determine the target PEs for the exchange between ocean and
752!--    atmosphere (comm2d)
753       IF ( coupling_topology == 0 )  THEN
754!
755!--       In case of identical topologies, every atmosphere PE has exactly one
756!--       ocean PE counterpart and vice versa
757          IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' ) THEN
758             target_id = myid + numprocs
759          ELSE
760             target_id = myid
761          ENDIF
762
763       ELSE
764!
765!--       In case of nonequivalent topology in ocean and atmosphere only for
766!--       PE0 in ocean and PE0 in atmosphere a target_id is needed, since
767!--       data echxchange between ocean and atmosphere will be done only
768!--       between these PEs.   
769          IF ( myid == 0 )  THEN
770
771             IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
772                target_id = numprocs
773             ELSE
774                target_id = 0
775             ENDIF
776
777          ENDIF
778
779       ENDIF
780
781    ENDIF
782
783
784#endif
785
786#else
787
788!
789!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
790!-- machine)
791    nxl = 0
792    nxr = nx
793    nnx = nxr - nxl + 1
794    nys = 0
795    nyn = ny
796    nny = nyn - nys + 1
797    nzb = 0
798    nzt = nz
799    nnz = nz
800
801    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:0) )
802    hor_index_bounds(1,0) = nxl
803    hor_index_bounds(2,0) = nxr
804    hor_index_bounds(3,0) = nys
805    hor_index_bounds(4,0) = nyn
806
807!
808!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
809!-- are the ones for the transposed arrays)
810    nys_x = nys
811    nyn_x = nyn
812    nzb_x = nzb + 1
813    nzt_x = nzt
814
815    nxl_y = nxl
816    nxr_y = nxr
817    nzb_y = nzb + 1
818    nzt_y = nzt
819
820    nxl_z = nxl
821    nxr_z = nxr
822    nys_z = nys
823    nyn_z = nyn
824
825#endif
826
827!
828!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
829!-- as well as the gridpoint indices on each level
830    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
831
832!
833!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
834       mg_levels_x = 1
835       mg_levels_y = 1
836       mg_levels_z = 1
837
838       i = nnx
839       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
840          i = i / 2
841          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
842       ENDDO
843
844       j = nny
845       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
846          j = j / 2
847          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
848       ENDDO
849
850       k = nz    ! do not use nnz because it might be > nz due to transposition
851                 ! requirements
852       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
853          k = k / 2
854          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
855       ENDDO
856
857       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
858
859!
860!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
861!--    levels are identically processed on all PEs.
862       IF ( numprocs > 1  .AND.  mg_switch_to_pe0_level /= -1 )  THEN
863
864          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
865
866             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
867
868             mg_levels_x = 1
869             mg_levels_y = 1
870
871             i = nx+1
872             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
873                i = i / 2
874                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
875             ENDDO
876
877             j = ny+1
878             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
879                j = j / 2
880                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
881             ENDDO
882
883             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
884
885             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
886                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
887                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
888             ELSE
889                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
890             ENDIF
891
892          ELSE
893             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
894             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
895
896          ENDIF
897
898!
899!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
900!--       by user
901          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
902             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
903                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
904                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
905             ENDIF
906
907          ELSE
908!
909!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
910             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
911                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
912                message_string = 'mg_switch_to_pe0_level ' // &
913                                 'out of range and reset to default (=0)'
914                CALL message( 'init_pegrid', 'PA0235', 0, 1, 0, 6, 0 )
915                mg_switch_to_pe0_level = 0
916             ELSE
917!
918!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
919!--             the switch level to this largest number of possible values
920                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
921
922             ENDIF
923
924          ENDIF
925
926       ENDIF
927
928       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                       &
929                 nxl_mg(0:maximum_grid_level), nxr_mg(0:maximum_grid_level), &
930                 nyn_mg(0:maximum_grid_level), nys_mg(0:maximum_grid_level), &
931                 nzt_mg(0:maximum_grid_level) )
932
933       grid_level_count = 0
934!
935!--    Index zero required as dummy due to definition of arrays f2 and p2 in
936!--    recursive subroutine next_mg_level
937       nxl_mg(0) = 0; nxr_mg(0) = 0; nyn_mg(0) = 0; nys_mg(0) = 0; nzt_mg(0) = 0
938
939       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
940
941       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
942
943          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
944#if defined( __parallel )
945!
946!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
947!--          it is needed in poismg.
948             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
949             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
950             ind(5) = nzt_l
951             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
952             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
953                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
954             DO  j = 0, numprocs-1
955                DO  k = 1, 5
956                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
957                ENDDO
958             ENDDO
959             DEALLOCATE( ind_all )
960!
961!--          Calculate the grid size of the total domain
962             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
963             nxl_l = 0
964             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
965             nys_l = 0
966!
967!--          The size of this gathered array must not be larger than the
968!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
969!--          array. Therefore the subdomain size of an PE is calculated and
970!--          the size of the gathered grid. These values are used in 
971!--          routines pres and poismg
972             subdomain_size = ( nxr - nxl + 2 * nbgp + 1 ) * &
973                              ( nyn - nys + 2 * nbgp + 1 ) * ( nzt - nzb + 2 )
974             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
975                              ( nzt_l - nzb + 2 )
976
977#else
978             message_string = 'multigrid gather/scatter impossible ' // &
979                          'in non parallel mode'
980             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0237', 1, 2, 0, 6, 0 )
981#endif
982          ENDIF
983
984          nxl_mg(i) = nxl_l
985          nxr_mg(i) = nxr_l
986          nys_mg(i) = nys_l
987          nyn_mg(i) = nyn_l
988          nzt_mg(i) = nzt_l
989
990          nxl_l = nxl_l / 2 
991          nxr_l = nxr_l / 2
992          nys_l = nys_l / 2 
993          nyn_l = nyn_l / 2 
994          nzt_l = nzt_l / 2 
995
996       ENDDO
997
998!
999!--    Temporary problem: Currently calculation of maxerror iin routine poismg crashes
1000!--    if grid data are collected on PE0 already on the finest grid level.
1001!--    To be solved later.
1002       IF ( maximum_grid_level == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
1003          message_string = 'grid coarsening on subdomain level cannot be performed'
1004          CALL message( 'poismg', 'PA0236', 1, 2, 0, 6, 0 )
1005       ENDIF
1006
1007    ELSE
1008
1009       maximum_grid_level = 0
1010
1011    ENDIF
1012
1013!
1014!-- Default level 0 tells exchange_horiz that all ghost planes have to be
1015!-- exchanged. grid_level is adjusted in poismg, where only one ghost plane
1016!-- is required.
1017    grid_level = 0
1018
1019#if defined( __parallel )
1020!
1021!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
1022    ngp_y  = nyn - nys + 1 + 2 * nbgp
1023
1024!
1025!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1026!-- x- and y-direction for 2D-arrays (line)
1027    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_REAL, type_x,     &
1028                          ierr )
1029    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
1030
1031    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_REAL, type_y, ierr )
1032    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y, ierr )
1033!
1034!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1035!-- x- and y-direction for 2D-INTEGER arrays (line) - on normal grid
1036    ALLOCATE( type_x_int(0:maximum_grid_level),                                &
1037              type_y_int(0:maximum_grid_level) )
1038
1039    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_INTEGER,          &
1040                          type_x_int(0), ierr )
1041    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(0), ierr )
1042
1043    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_INTEGER, type_y_int(0), ierr )
1044    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(0), ierr )
1045!
1046!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
1047!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
1048!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
1049!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
1050!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
1051    ALLOCATE ( ngp_xz(0:maximum_grid_level), ngp_yz(0:maximum_grid_level),     &
1052               type_xz(0:maximum_grid_level), type_yz(0:maximum_grid_level) )
1053
1054    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
1055
1056!
1057!-- Discern between the model grid, which needs nbgp ghost points and
1058!-- grid levels for the multigrid scheme. In the latter case only one
1059!-- ghost point is necessary.
1060!-- First definition of MPI-datatypes for exchange of ghost layers on normal
1061!-- grid. The following loop is needed for data exchange in poismg.f90.
1062!
1063!-- Determine number of grid points of yz-layer for exchange
1064    ngp_yz(0) = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1065
1066!
1067!-- Define an MPI-datatype for the exchange of left/right boundaries.
1068!-- Although data are contiguous in physical memory (which does not
1069!-- necessarily require an MPI-derived datatype), the data exchange between
1070!-- left and right PE's using the MPI-derived type is 10% faster than without.
1071    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz(0), &
1072                          MPI_REAL, type_xz(0), ierr )
1073    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(0), ierr )
1074
1075    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz(0), ngp_yz(0), MPI_REAL, type_yz(0), &
1076                          ierr ) 
1077    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(0), ierr )
1078
1079!
1080!-- Definition of MPI-datatypes for multigrid method (coarser level grids)
1081    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1082!   
1083!--    Definition of MPI-datatyoe as above, but only 1 ghost level is used
1084       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
1085!
1086!--       For 3D-exchange
1087          ngp_xz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nxr_l - nxl_l + 3)
1088          ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
1089
1090          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
1091                                MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
1092          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
1093
1094          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 1, ngp_yz(i), ngp_yz(i), MPI_REAL, type_yz(i), &
1095                                ierr )
1096          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(i), ierr )
1097
1098
1099!--       For 2D-exchange of INTEGER arrays on coarser grid level, where 2 ghost
1100!--       points need to be exchanged.
1101          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+5, 2, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1102                                type_x_int(i), ierr )
1103          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(i), ierr )
1104
1105
1106          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 2, nyn_l-nys_l+5, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1107                                type_y_int(i), ierr )
1108          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(i), ierr )
1109
1110
1111
1112          nxl_l = nxl_l / 2
1113          nxr_l = nxr_l / 2
1114          nys_l = nys_l / 2
1115          nyn_l = nyn_l / 2
1116          nzt_l = nzt_l / 2
1117
1118       ENDDO
1119
1120    ENDIF
1121!
1122!-- Define data types for exchange of 3D Integer arrays.
1123    ngp_yz_int = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1124
1125    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz_int, &
1126                          MPI_INTEGER, type_xz_int, ierr )
1127    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz_int, ierr )
1128
1129    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz_int, ngp_yz_int, MPI_INTEGER, type_yz_int, &
1130                          ierr )
1131    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz_int, ierr )
1132
1133#endif
1134
1135#if defined( __parallel )
1136!
1137!-- Setting of flags for inflow/outflow/nesting conditions.
1138    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
1139       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1140          inflow_l  = .TRUE.
1141       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1142          outflow_l = .TRUE.
1143       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1144          nest_bound_l = .TRUE.
1145       ENDIF
1146    ENDIF
1147 
1148    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
1149       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1150          outflow_r = .TRUE.
1151       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1152          inflow_r  = .TRUE.
1153       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1154          nest_bound_r = .TRUE.
1155       ENDIF
1156    ENDIF
1157
1158    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1159       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1160          outflow_s = .TRUE.
1161       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1162          inflow_s  = .TRUE.
1163       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1164          nest_bound_s = .TRUE.
1165       ENDIF
1166    ENDIF
1167
1168    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1169       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1170          inflow_n  = .TRUE.
1171       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1172          outflow_n = .TRUE.
1173       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1174          nest_bound_n = .TRUE.
1175       ENDIF
1176    ENDIF
1177
1178!
1179!-- Broadcast the id of the inflow PE
1180    IF ( inflow_l )  THEN
1181       id_inflow_l = myidx
1182    ELSE
1183       id_inflow_l = 0
1184    ENDIF
1185    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1186    CALL MPI_ALLREDUCE( id_inflow_l, id_inflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1187                        comm1dx, ierr )
1188
1189!
1190!-- Broadcast the id of the recycling plane
1191!-- WARNING: needs to be adjusted in case of inflows other than from left side!
1192    IF ( NINT( recycling_width / dx ) >= nxl  .AND. &
1193         NINT( recycling_width / dx ) <= nxr )  THEN
1194       id_recycling_l = myidx
1195    ELSE
1196       id_recycling_l = 0
1197    ENDIF
1198    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1199    CALL MPI_ALLREDUCE( id_recycling_l, id_recycling, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1200                        comm1dx, ierr )
1201
1202!
1203!-- Broadcast the id of the outflow PE and outflow-source plane
1204    IF ( turbulent_outflow )  THEN
1205
1206       IF ( outflow_r )  THEN
1207          id_outflow_l = myidx
1208       ELSE
1209          id_outflow_l = 0
1210       ENDIF
1211       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1212       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_l, id_outflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1213                           comm1dx, ierr )
1214
1215       IF ( NINT( outflow_source_plane / dx ) >= nxl  .AND. &
1216            NINT( outflow_source_plane / dx ) <= nxr )  THEN
1217          id_outflow_source_l = myidx
1218       ELSE
1219          id_outflow_source_l = 0
1220       ENDIF
1221       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1222       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_source_l, id_outflow_source, 1, &
1223                           MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm1dx, ierr )
1224
1225    ENDIF
1226
1227    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
1228
1229#else
1230    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1231       inflow_l  = .TRUE.
1232       outflow_r = .TRUE.
1233    ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1234       outflow_l = .TRUE.
1235       inflow_r  = .TRUE.
1236    ENDIF
1237
1238    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1239       inflow_n  = .TRUE.
1240       outflow_s = .TRUE.
1241    ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1242       outflow_n = .TRUE.
1243       inflow_s  = .TRUE.
1244    ENDIF
1245#endif
1246
1247!
1248!-- At the inflow or outflow, u or v, respectively, have to be calculated for
1249!-- one more grid point.
1250    IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. nest_bound_l )  THEN
1251       nxlu = nxl + 1
1252    ELSE
1253       nxlu = nxl
1254    ENDIF
1255    IF ( inflow_s .OR. outflow_s .OR. nest_bound_s )  THEN
1256       nysv = nys + 1
1257    ELSE
1258       nysv = nys
1259    ENDIF
1260
1261!
1262!-- Allocate wall flag arrays used in the multigrid solver
1263    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1264
1265       DO  i = maximum_grid_level, 1, -1
1266
1267           SELECT CASE ( i )
1268
1269              CASE ( 1 )
1270                 ALLOCATE( wall_flags_1(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1271                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1272                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1273
1274              CASE ( 2 )
1275                 ALLOCATE( wall_flags_2(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1276                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1277                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1278
1279              CASE ( 3 )
1280                 ALLOCATE( wall_flags_3(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1281                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1282                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1283
1284              CASE ( 4 )
1285                 ALLOCATE( wall_flags_4(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 ( 5 )
1290                 ALLOCATE( wall_flags_5(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 ( 6 )
1295                 ALLOCATE( wall_flags_6(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 ( 7 )
1300                 ALLOCATE( wall_flags_7(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 ( 8 )
1305                 ALLOCATE( wall_flags_8(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 ( 9 )
1310                 ALLOCATE( wall_flags_9(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 ( 10 )
1315                 ALLOCATE( wall_flags_10(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 DEFAULT
1320                 message_string = 'more than 10 multigrid levels'
1321                 CALL message( 'init_pegrid', 'PA0238', 1, 2, 0, 6, 0 )
1322
1323          END SELECT
1324
1325       ENDDO
1326
1327    ENDIF
1328
1329!
1330!-- Calculate the number of groups into which parallel I/O is split.
1331!-- The default for files which are opened by all PEs (or where each
1332!-- PE opens his own independent file) is, that all PEs are doing input/output
1333!-- in parallel at the same time. This might cause performance or even more
1334!-- severe problems depending on the configuration of the underlying file
1335!-- system.
1336!-- First, set the default:
1337    IF ( maximum_parallel_io_streams == -1  .OR. &
1338         maximum_parallel_io_streams > numprocs )  THEN
1339       maximum_parallel_io_streams = numprocs
1340    ENDIF
1341
1342!
1343!-- Now calculate the number of io_blocks and the io_group to which the
1344!-- respective PE belongs. I/O of the groups is done in serial, but in parallel
1345!-- for all PEs belonging to the same group. A preliminary setting with myid
1346!-- based on MPI_COMM_WORLD has been done in parin.
1347    io_blocks = numprocs / maximum_parallel_io_streams
1348    io_group  = MOD( myid+1, io_blocks )
1349   
1350
1351 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.