source: palm/trunk/SOURCE/init_pegrid.f90 @ 2198

Last change on this file since 2198 was 2198, checked in by raasch, 8 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 46.8 KB
Line 
1!> @file init_pegrid.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of PALM.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
6! terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
7! Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later
8! version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2017 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: init_pegrid.f90 2198 2017-03-24 02:37:08Z raasch $
27!
28! 2197 2017-03-24 02:25:00Z raasch
29! bugfix: do not allow odd values for nz at the coarsest grid level in case of
30! optimized multigrid solver
31!
32! 2180 2017-03-17 13:33:05Z hellstea
33! Checks to ensure (2178) that pdims match the grid dimensions in the
34! automatic determination of pdims are canceled as unnecessary
35!
36! 2178 2017-03-17 11:07:39Z hellstea
37! Checks to ensure that pdims match the grid dimensions are added in the
38! automatic determination of pdims
39!
40! 2050 2016-11-08 15:00:55Z gronemeier
41! Implement turbulent outflow condition
42!
43! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
44! Forced header and separation lines into 80 columns
45!
46! 1968 2016-07-18 12:01:49Z suehring
47! Extent MPI-datatypes for exchange of 2D-INTEGER arrays on coarser multigrid
48! level 
49!
50! 1964 2016-07-14 15:35:18Z hellstea
51! Bugfix: erroneous setting of nest_bound_l/r/s/n = .TRUE. for vertical nesting mode removed.
52!
53! 1923 2016-05-31 16:37:07Z boeske
54! Initial version of purely vertical nesting introduced.
55!
56! 1922 2016-05-31 16:36:08Z boeske
57! Bugfix: array transposition checks restricted to cases if a fourier
58! transform is used , removed unused variable nnx_z
59!
60! 1833 2016-04-07 14:23:03Z raasch
61! spectra related variables moved to spectra_mod
62!
63! 1815 2016-04-06 13:49:59Z raasch
64! cpp-directives for intel openmp bug removed
65!
66! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
67! Removed code for parameter file check (__check)
68!
69! 1779 2016-03-03 08:01:28Z raasch
70! changes regarding nested domain removed: virtual PE grid will be automatically
71! calculated for nested runs too
72!
73! 1764 2016-02-28 12:45:19Z raasch
74! cpp-statements for nesting removed
75!
76! 1762 2016-02-25 12:31:13Z hellstea
77! Introduction of nested domain feature
78!
79! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
80! Code annotations made doxygen readable
81!
82! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
83! New MPI-data types for exchange of 3D integer arrays.
84!
85! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
86! adjustments for psolver-queries, calculation of ngp_xz added
87!
88! 1565 2015-03-09 20:59:31Z suehring
89! Refine if-clause for setting nbgp.
90!
91! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
92! Adjustment for monotonic limiter
93!
94! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
95! Adapted for use on up to 6-digit processor cores
96!
97! 1435 2014-07-21 10:37:02Z keck
98! bugfix: added missing parameter coupling_mode_remote to ONLY-attribute
99!
100! 1402 2014-05-09 14:25:13Z raasch
101! location messages modified
102!
103! 1384 2014-05-02 14:31:06Z raasch
104! location messages added
105!
106! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
107! REAL constants provided with KIND-attribute
108!
109! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
110! REAL functions provided with KIND-attribute
111!
112! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
113! ONLY-attribute added to USE-statements,
114! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
115! kinds are defined in new module kinds,
116! revision history before 2012 removed,
117! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
118! all variable declaration statements
119!
120! 1304 2014-03-12 10:29:42Z raasch
121! bugfix: single core MPI runs missed some settings of transpose indices
122!
123! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
124! error message for poisfft_hybrid removed
125!
126! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
127! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet removed
128!
129! 1139 2013-04-18 07:25:03Z raasch
130! bugfix for calculating the id of the PE carrying the recycling plane
131!
132! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
133! initialization of poisfft moved to module poisfft
134!
135! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
136! unused variables removed
137!
138! 1056 2012-11-16 15:28:04Z raasch
139! Indices for arrays n.._mg start from zero due to definition of arrays f2 and
140! p2 as automatic arrays in recursive subroutine next_mg_level
141!
142! 1041 2012-11-06 02:36:29Z raasch
143! a 2d virtual processor topology is used by default for all machines
144!
145! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
146! code put under GPL (PALM 3.9)
147!
148! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
149! subdomains must have identical size (grid matching = "match" removed)
150!
151! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
152! all actions concerning upstream-spline-method removed
153!
154! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
155! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet added
156! nxlu and nysv are also calculated for inflow boundary
157!
158! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
159! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
160!
161! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
162! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
163!
164! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
165! Initial revision
166!
167!
168! Description:
169! ------------
170!> Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
171!> user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
172!> domains.
173!------------------------------------------------------------------------------!
174 SUBROUTINE init_pegrid
175 
176
177    USE control_parameters,                                                    &
178        ONLY:  bc_lr, bc_ns, coupling_mode, coupling_mode_remote,              &
179               coupling_topology, gathered_size, grid_level,                   &
180               grid_level_count, host, inflow_l, inflow_n, inflow_r, inflow_s, &
181               io_blocks, io_group, maximum_grid_level,                        &
182               maximum_parallel_io_streams, message_string,                    &
183               mg_switch_to_pe0_level, momentum_advec, nest_bound_l,           &
184               nest_bound_n, nest_bound_r, nest_bound_s, nest_domain, neutral, &
185               psolver, outflow_l, outflow_n, outflow_r, outflow_s,            &
186               outflow_source_plane, recycling_width, scalar_advec,            &
187               subdomain_size, turbulent_outflow
188
189    USE grid_variables,                                                        &
190        ONLY:  dx
191       
192    USE indices,                                                               &
193        ONLY:  mg_loc_ind, nbgp, nnx, nny, nnz, nx, nx_a, nx_o, nxl, nxl_mg,   &
194               nxlu, nxr, nxr_mg, ny, ny_a, ny_o, nyn, nyn_mg, nys, nys_mg,    &
195               nysv, nz, nzb, nzt, nzt_mg, wall_flags_1, wall_flags_2,         &
196               wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5, wall_flags_6,         &
197               wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9, wall_flags_10
198
199    USE kinds
200     
201    USE pegrid
202   
203    USE pmc_interface,                                                         &   
204        ONLY:  nesting_mode
205   
206    USE spectra_mod,                                                           &
207        ONLY:  calculate_spectra, dt_dosp
208
209    USE transpose_indices,                                                     &
210        ONLY:  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z, nys_x,&
211               nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_yd, nzt_y
212
213    IMPLICIT NONE
214
215    INTEGER(iwp) ::  i                        !<
216    INTEGER(iwp) ::  id_inflow_l              !<
217    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_l             !< local value of id_outflow
218    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_source_l      !< local value of id_outflow_source
219    INTEGER(iwp) ::  id_recycling_l           !<
220    INTEGER(iwp) ::  ind(5)                   !<
221    INTEGER(iwp) ::  j                        !<
222    INTEGER(iwp) ::  k                        !<
223    INTEGER(iwp) ::  maximum_grid_level_l     !<
224    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_x              !<
225    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_y              !<
226    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_z              !<
227    INTEGER(iwp) ::  mg_switch_to_pe0_level_l !<
228    INTEGER(iwp) ::  nnx_y                    !<
229    INTEGER(iwp) ::  nnx_z                    !<
230    INTEGER(iwp) ::  nny_x                    !<
231    INTEGER(iwp) ::  nny_z                    !<
232    INTEGER(iwp) ::  nnz_x                    !<
233    INTEGER(iwp) ::  nnz_y                    !<
234    INTEGER(iwp) ::  numproc_sqr              !<
235    INTEGER(iwp) ::  nxl_l                    !<
236    INTEGER(iwp) ::  nxr_l                    !<
237    INTEGER(iwp) ::  nyn_l                    !<
238    INTEGER(iwp) ::  nys_l                    !<
239    INTEGER(iwp) ::  nzb_l                    !<
240    INTEGER(iwp) ::  nzt_l                    !<
241    INTEGER(iwp) ::  omp_get_num_threads      !<
242
243    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all !<
244    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxlf    !<
245    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxrf    !<
246    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nynf    !<
247    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nysf    !<
248
249    INTEGER(iwp), DIMENSION(2) :: pdims_remote          !<
250
251#if defined( __mpi2 )
252    LOGICAL ::  found                                   !<
253#endif
254
255!
256!-- Get the number of OpenMP threads
257    !$OMP PARALLEL
258!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
259    !$OMP END PARALLEL
260
261
262#if defined( __parallel )
263
264    CALL location_message( 'creating virtual PE grids + MPI derived data types', &
265                           .FALSE. )
266
267!
268!-- Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
269    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
270
271!
272!--    Automatic determination of the topology
273       numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs, KIND=wp ) )
274       pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
275       DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
276          pdims(1) = pdims(1) - 1
277       ENDDO
278       pdims(2) = numprocs / pdims(1)
279
280    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
281
282!
283!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
284!--    must be equal to the number of PEs available to the job
285       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
286          WRITE( message_string, * ) 'number of PEs of the prescribed ',   &
287              'topology (', npex*npey,') does not match & the number of ', &
288              'PEs available to the job (', numprocs, ')'
289          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0221', 1, 2, 0, 6, 0 )
290       ENDIF
291       pdims(1) = npex
292       pdims(2) = npey
293
294    ELSE
295!
296!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
297!--    PEs must be given in both directions
298       message_string = 'if the processor topology is prescribed by th' //  &
299                'e user& both values of "npex" and "npey" must be given' // &
300                ' in the &NAMELIST-parameter file'
301       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0222', 1, 2, 0, 6, 0 )
302
303    ENDIF
304
305!
306!-- For communication speedup, set barriers in front of collective
307!-- communications by default on SGI-type systems
308    IF ( host(3:5) == 'sgi' )  collective_wait = .TRUE.
309
310!
311!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
312    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
313    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
314
315
316!
317!-- Create the virtual processor grid
318    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
319                          comm2d, ierr )
320    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
321    WRITE (myid_char,'(''_'',I6.6)')  myid
322
323    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
324    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
325    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
326
327!
328!-- Determine sub-topologies for transpositions
329!-- Transposition from z to x:
330    remain_dims(1) = .TRUE.
331    remain_dims(2) = .FALSE.
332    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
333    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
334!
335!-- Transposition from x to y
336    remain_dims(1) = .FALSE.
337    remain_dims(2) = .TRUE.
338    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
339    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
340
341
342!
343!-- Calculate array bounds along x-direction for every PE.
344    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
345              nysf(0:pdims(2)-1) )
346
347    IF ( MOD( nx+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
348       WRITE( message_string, * ) 'x-direction: gridpoint number (',nx+1,') ',&
349                               'is not an& integral divisor of the number ',  &
350                               'processors (', pdims(1),')'
351       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0225', 1, 2, 0, 6, 0 )
352    ELSE
353       nnx  = ( nx + 1 ) / pdims(1)
354       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
355          WRITE( message_string, * ) 'x-direction: nx does not match the',    & 
356                       'requirements given by the number of PEs &used',       &
357                       '& please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
358                                   - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
359          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0226', 1, 2, 0, 6, 0 )
360       ENDIF
361    ENDIF   
362
363!
364!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
365    DO  i = 0, pdims(1)-1
366       nxlf(i)   = i * nnx
367       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
368    ENDDO
369
370!
371!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
372    IF ( MOD( ny+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
373       WRITE( message_string, * ) 'y-direction: gridpoint number (',ny+1,') ', &
374                           'is not an& integral divisor of the number of',     &
375                           'processors (', pdims(2),')'
376       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0227', 1, 2, 0, 6, 0 )
377    ELSE
378       nny  = ( ny + 1 ) / pdims(2)
379       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
380          WRITE( message_string, * ) 'y-direction: ny does not match the',    &
381                       'requirements given by the number of PEs &used ',      &
382                       '& please use ny = ', ny - ( pdims(2) - ( nnx*pdims(2) &
383                                     - ( ny + 1 ) ) ), ' instead of ny =', ny
384          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0228', 1, 2, 0, 6, 0 )
385       ENDIF
386    ENDIF   
387
388!
389!-- South and north array bounds
390    DO  j = 0, pdims(2)-1
391       nysf(j)   = j * nny
392       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
393    ENDDO
394
395!
396!-- Local array bounds of the respective PEs
397    nxl = nxlf(pcoord(1))
398    nxr = nxrf(pcoord(1))
399    nys = nysf(pcoord(2))
400    nyn = nynf(pcoord(2))
401    nzb = 0
402    nzt = nz
403    nnz = nz
404
405!
406!-- Set switches to define if the PE is situated at the border of the virtual
407!-- processor grid
408    IF ( nxl == 0 )   left_border_pe  = .TRUE.
409    IF ( nxr == nx )  right_border_pe = .TRUE.
410    IF ( nys == 0 )   south_border_pe = .TRUE.
411    IF ( nyn == ny )  north_border_pe = .TRUE.
412
413!
414!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
415!-- (needed in the pressure solver)
416!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
417!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
418
419!
420!-- 1. transposition  z --> x
421!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x
422    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
423
424       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
425          IF ( MOD( nz , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
426             WRITE( message_string, * ) 'transposition z --> x:',              &
427                       '&nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=',  &
428                                                                   pdims(1)
429             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0230', 1, 2, 0, 6, 0 )
430          ENDIF
431       ENDIF
432
433       nys_x = nys
434       nyn_x = nyn
435       nny_x = nny
436       nnz_x = nz / pdims(1)
437       nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
438       nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
439       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
440
441    ENDIF
442
443
444    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN 
445!
446!--    2. transposition  x --> y
447       IF ( MOD( nx+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
448          WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',                 &
449                            '&nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',   &
450                            'pdims(2)=',pdims(2)
451          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0231', 1, 2, 0, 6, 0 )
452       ENDIF
453
454       nnz_y = nnz_x
455       nzb_y = nzb_x
456       nzt_y = nzt_x
457       nnx_y = (nx+1) / pdims(2)
458       nxl_y = myidy * nnx_y
459       nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
460       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
461!
462!--    3. transposition  y --> z 
463!--    (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition along x)
464       nxl_z = nxl_y
465       nxr_z = nxr_y
466       nny_z = (ny+1) / pdims(1)
467       nys_z = myidx * nny_z
468       nyn_z = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
469       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
470
471       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
472!
473!--       y --> z
474!--       This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
475!--       along x, except that the uptream-spline method is switched on
476          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
477             WRITE( message_string, * ) 'transposition y --> z:',              &
478                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
479                               ' pdims(1)=',pdims(1)
480             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0232', 1, 2, 0, 6, 0 )
481          ENDIF
482
483       ELSE
484!
485!--       x --> y
486!--       This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
487          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
488             WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',              &
489                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
490                               ' pdims(1)=',pdims(1)
491             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0233', 1, 2, 0, 6, 0 )
492          ENDIF
493
494       ENDIF
495
496    ENDIF
497
498!
499!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
500    IF ( calculate_spectra )  THEN
501       IF ( MOD( nz, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
502          WRITE( message_string, * ) 'direct transposition z --> y (needed ',  &
503                    'for spectra):& nz=',nz,' is not an integral divisor of ', &
504                    'pdims(2)=',pdims(2)
505          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0234', 1, 2, 0, 6, 0 )
506       ELSE
507          nxl_yd = nxl
508          nxr_yd = nxr
509          nzb_yd = 1 + myidy * ( nz / pdims(2) )
510          nzt_yd = ( myidy + 1 ) * ( nz / pdims(2) )
511          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nz / pdims(2) )
512       ENDIF
513    ENDIF
514
515    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
516!
517!--    Indices for direct transpositions y --> x
518!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along x)
519       IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
520          nny_x = nny / pdims(1)
521          nys_x = myid * nny_x
522          nyn_x = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
523          nzb_x = 1
524          nzt_x = nz
525          sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nz
526       ENDIF
527
528    ENDIF
529
530    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
531!
532!--    Indices for direct transpositions x --> y
533!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along y)
534       IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
535          nnx_y = nnx / pdims(2)
536          nxl_y = myid * nnx_y
537          nxr_y = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
538          nzb_y = 1
539          nzt_y = nz
540          sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nz
541       ENDIF
542
543    ENDIF
544
545!
546!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
547    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
548
549
550!
551!-- Collect index bounds from other PEs (to be written to restart file later)
552    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:numprocs-1) )
553
554    IF ( myid == 0 )  THEN
555
556       hor_index_bounds(1,0) = nxl
557       hor_index_bounds(2,0) = nxr
558       hor_index_bounds(3,0) = nys
559       hor_index_bounds(4,0) = nyn
560
561!
562!--    Receive data from all other PEs
563       DO  i = 1, numprocs-1
564          CALL MPI_RECV( ibuf, 4, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
565                         ierr )
566          hor_index_bounds(:,i) = ibuf(1:4)
567       ENDDO
568
569    ELSE
570!
571!--    Send index bounds to PE0
572       ibuf(1) = nxl
573       ibuf(2) = nxr
574       ibuf(3) = nys
575       ibuf(4) = nyn
576       CALL MPI_SEND( ibuf, 4, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )
577
578    ENDIF
579
580
581#if defined( __print )
582!
583!-- Control output
584    IF ( myid == 0 )  THEN
585       PRINT*, '*** processor topology ***'
586       PRINT*, ' '
587       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
588               &'   nys: nyn'
589       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
590               &'-----------'
591       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
592                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
5931000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
594               2(2X,I4,':',I4))
595
596!
597!--    Receive data from the other PEs
598       DO  i = 1,numprocs-1
599          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
600                         ierr )
601          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
602       ENDDO
603    ELSE
604
605!
606!--    Send data to PE0
607       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
608       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
609       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
610       ibuf(12) = nyn
611       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
612    ENDIF
613#endif
614
615#if defined( __parallel )
616#if defined( __mpi2 )
617!
618!-- In case of coupled runs, get the port name on PE0 of the atmosphere model
619!-- and pass it to PE0 of the ocean model
620    IF ( myid == 0 )  THEN
621
622       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
623
624          CALL MPI_OPEN_PORT( MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
625
626          CALL MPI_PUBLISH_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, &
627                                 ierr )
628
629!
630!--       Write a flag file for the ocean model and the other atmosphere
631!--       processes.
632!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
633!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
634!--       (i.e. before the port has been created)
635          OPEN( 90, FILE='COUPLING_PORT_OPENED', FORM='FORMATTED' )
636          WRITE ( 90, '(''TRUE'')' )
637          CLOSE ( 90 )
638
639       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
640
641!
642!--       Continue only if the atmosphere model has created the port.
643!--       There seems to be a bug in MPICH2 which causes hanging processes
644!--       in case that execution of LOOKUP_NAME is continued too early
645!--       (i.e. before the port has been created)
646          INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
647          DO WHILE ( .NOT. found )
648             INQUIRE( FILE='COUPLING_PORT_OPENED', EXIST=found )
649          ENDDO
650
651          CALL MPI_LOOKUP_NAME( 'palm_coupler', MPI_INFO_NULL, port_name, ierr )
652
653       ENDIF
654
655    ENDIF
656
657!
658!-- In case of coupled runs, establish the connection between the atmosphere
659!-- and the ocean model and define the intercommunicator (comm_inter)
660    CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
661    IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
662
663       CALL MPI_COMM_ACCEPT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
664                             comm_inter, ierr )
665       coupling_mode_remote = 'ocean_to_atmosphere'
666
667    ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
668
669       CALL MPI_COMM_CONNECT( port_name, MPI_INFO_NULL, 0, MPI_COMM_WORLD, &
670                              comm_inter, ierr )
671       coupling_mode_remote = 'atmosphere_to_ocean'
672
673    ENDIF
674#endif
675
676!
677!-- Determine the number of ghost point layers
678    IF ( ( scalar_advec == 'ws-scheme' .AND. .NOT. neutral ) .OR.             &
679         scalar_advec == 'ws-scheme-mono' .OR.                                &
680         momentum_advec == 'ws-scheme' )  THEN
681       nbgp = 3
682    ELSE
683       nbgp = 1
684    ENDIF 
685
686!
687!-- Create a new MPI derived datatype for the exchange of surface (xy) data,
688!-- which is needed for coupled atmosphere-ocean runs.
689!-- First, calculate number of grid points of an xy-plane.
690    ngp_xy  = ( nxr - nxl + 1 + 2 * nbgp ) * ( nyn - nys + 1 + 2 * nbgp )
691    CALL MPI_TYPE_VECTOR( ngp_xy, 1, nzt-nzb+2, MPI_REAL, type_xy, ierr )
692    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xy, ierr )
693
694    IF ( TRIM( coupling_mode ) /= 'uncoupled' )  THEN
695   
696!
697!--    Pass the number of grid points of the atmosphere model to
698!--    the ocean model and vice versa
699       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
700
701          nx_a = nx
702          ny_a = ny
703
704          IF ( myid == 0 )  THEN
705
706             CALL MPI_SEND( nx_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 1, comm_inter,  &
707                            ierr )
708             CALL MPI_SEND( ny_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 2, comm_inter,  &
709                            ierr )
710             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 3, comm_inter, &
711                            ierr )
712             CALL MPI_RECV( nx_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 4, comm_inter,  &
713                            status, ierr )
714             CALL MPI_RECV( ny_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 5, comm_inter,  &
715                            status, ierr )
716             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 6,      &
717                            comm_inter, status, ierr )
718          ENDIF
719
720          CALL MPI_BCAST( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
721          CALL MPI_BCAST( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr ) 
722          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
723       
724       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
725
726          nx_o = nx
727          ny_o = ny 
728
729          IF ( myid == 0 ) THEN
730
731             CALL MPI_RECV( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 1, comm_inter, status, &
732                            ierr )
733             CALL MPI_RECV( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 2, comm_inter, status, &
734                            ierr )
735             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, 3, comm_inter, &
736                            status, ierr )
737             CALL MPI_SEND( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 4, comm_inter, ierr )
738             CALL MPI_SEND( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 5, comm_inter, ierr )
739             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, 0, 6, comm_inter, ierr )
740          ENDIF
741
742          CALL MPI_BCAST( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr)
743          CALL MPI_BCAST( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
744          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
745
746       ENDIF
747 
748       ngp_a = ( nx_a+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_a+1 + 2 * nbgp )
749       ngp_o = ( nx_o+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_o+1 + 2 * nbgp )
750
751!
752!--    Determine if the horizontal grid and the number of PEs in ocean and
753!--    atmosphere is same or not
754       IF ( nx_o == nx_a  .AND.  ny_o == ny_a  .AND.  &
755            pdims(1) == pdims_remote(1) .AND. pdims(2) == pdims_remote(2) ) &
756       THEN
757          coupling_topology = 0
758       ELSE
759          coupling_topology = 1
760       ENDIF 
761
762!
763!--    Determine the target PEs for the exchange between ocean and
764!--    atmosphere (comm2d)
765       IF ( coupling_topology == 0 )  THEN
766!
767!--       In case of identical topologies, every atmosphere PE has exactly one
768!--       ocean PE counterpart and vice versa
769          IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' ) THEN
770             target_id = myid + numprocs
771          ELSE
772             target_id = myid 
773          ENDIF
774
775       ELSE
776!
777!--       In case of nonequivalent topology in ocean and atmosphere only for
778!--       PE0 in ocean and PE0 in atmosphere a target_id is needed, since
779!--       data echxchange between ocean and atmosphere will be done only
780!--       between these PEs.   
781          IF ( myid == 0 )  THEN
782
783             IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
784                target_id = numprocs 
785             ELSE
786                target_id = 0
787             ENDIF
788
789          ENDIF
790
791       ENDIF
792
793    ENDIF
794
795
796#endif
797
798#else
799
800!
801!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
802!-- machine)
803    nxl = 0
804    nxr = nx
805    nnx = nxr - nxl + 1
806    nys = 0
807    nyn = ny
808    nny = nyn - nys + 1
809    nzb = 0
810    nzt = nz
811    nnz = nz
812
813    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:0) )
814    hor_index_bounds(1,0) = nxl
815    hor_index_bounds(2,0) = nxr
816    hor_index_bounds(3,0) = nys
817    hor_index_bounds(4,0) = nyn
818
819!
820!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
821!-- are the ones for the transposed arrays)
822    nys_x = nys
823    nyn_x = nyn
824    nzb_x = nzb + 1
825    nzt_x = nzt
826
827    nxl_y = nxl
828    nxr_y = nxr
829    nzb_y = nzb + 1
830    nzt_y = nzt
831
832    nxl_z = nxl
833    nxr_z = nxr
834    nys_z = nys
835    nyn_z = nyn
836
837#endif
838
839!
840!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
841!-- as well as the gridpoint indices on each level
842    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
843
844!
845!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
846       mg_levels_x = 1
847       mg_levels_y = 1
848       mg_levels_z = 1
849
850       i = nnx
851       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
852          i = i / 2
853          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
854       ENDDO
855
856       j = nny
857       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
858          j = j / 2
859          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
860       ENDDO
861
862       k = nz    ! do not use nnz because it might be > nz due to transposition
863                 ! requirements
864       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
865          k = k / 2
866          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
867       ENDDO
868!
869!--    The optimized MG-solver does not allow odd values for nz at the coarsest
870!--    grid level
871       IF ( TRIM( psolver ) /= 'multigrid_noopt' )  THEN
872          IF ( MOD( k, 2 ) /= 0 )  mg_levels_z = mg_levels_z - 1
873       ENDIF
874
875       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
876
877!
878!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
879!--    levels are identically processed on all PEs.
880       IF ( numprocs > 1  .AND.  mg_switch_to_pe0_level /= -1 )  THEN
881
882          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
883
884             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
885
886             mg_levels_x = 1
887             mg_levels_y = 1
888
889             i = nx+1
890             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
891                i = i / 2
892                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
893             ENDDO
894
895             j = ny+1
896             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
897                j = j / 2
898                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
899             ENDDO
900
901             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
902
903             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
904                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
905                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
906             ELSE
907                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
908             ENDIF
909
910          ELSE
911             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
912             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
913
914          ENDIF
915
916!
917!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
918!--       by user
919          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
920             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
921                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
922                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
923             ENDIF
924
925          ELSE
926!
927!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
928             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
929                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
930                message_string = 'mg_switch_to_pe0_level ' // &
931                                 'out of range and reset to default (=0)'
932                CALL message( 'init_pegrid', 'PA0235', 0, 1, 0, 6, 0 )
933                mg_switch_to_pe0_level = 0
934             ELSE
935!
936!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
937!--             the switch level to this largest number of possible values
938                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
939
940             ENDIF
941
942          ENDIF
943
944       ENDIF
945
946       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                       &
947                 nxl_mg(0:maximum_grid_level), nxr_mg(0:maximum_grid_level), &
948                 nyn_mg(0:maximum_grid_level), nys_mg(0:maximum_grid_level), &
949                 nzt_mg(0:maximum_grid_level) )
950
951       grid_level_count = 0
952!
953!--    Index zero required as dummy due to definition of arrays f2 and p2 in
954!--    recursive subroutine next_mg_level
955       nxl_mg(0) = 0; nxr_mg(0) = 0; nyn_mg(0) = 0; nys_mg(0) = 0; nzt_mg(0) = 0
956
957       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
958
959       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
960
961          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
962#if defined( __parallel )
963!
964!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
965!--          it is needed in poismg.
966             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
967             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
968             ind(5) = nzt_l
969             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
970             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
971                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
972             DO  j = 0, numprocs-1
973                DO  k = 1, 5
974                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
975                ENDDO
976             ENDDO
977             DEALLOCATE( ind_all )
978!
979!--          Calculate the grid size of the total domain
980             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
981             nxl_l = 0
982             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
983             nys_l = 0
984!
985!--          The size of this gathered array must not be larger than the
986!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
987!--          array. Therefore the subdomain size of an PE is calculated and
988!--          the size of the gathered grid. These values are used in 
989!--          routines pres and poismg
990             subdomain_size = ( nxr - nxl + 2 * nbgp + 1 ) * &
991                              ( nyn - nys + 2 * nbgp + 1 ) * ( nzt - nzb + 2 )
992             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
993                              ( nzt_l - nzb + 2 )
994
995#else
996             message_string = 'multigrid gather/scatter impossible ' // &
997                          'in non parallel mode'
998             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0237', 1, 2, 0, 6, 0 )
999#endif
1000          ENDIF
1001
1002          nxl_mg(i) = nxl_l
1003          nxr_mg(i) = nxr_l
1004          nys_mg(i) = nys_l
1005          nyn_mg(i) = nyn_l
1006          nzt_mg(i) = nzt_l
1007
1008          nxl_l = nxl_l / 2 
1009          nxr_l = nxr_l / 2
1010          nys_l = nys_l / 2 
1011          nyn_l = nyn_l / 2 
1012          nzt_l = nzt_l / 2 
1013
1014       ENDDO
1015
1016!
1017!--    Temporary problem: Currently calculation of maxerror iin routine poismg crashes
1018!--    if grid data are collected on PE0 already on the finest grid level.
1019!--    To be solved later.
1020       IF ( maximum_grid_level == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
1021          message_string = 'grid coarsening on subdomain level cannot be performed'
1022          CALL message( 'poismg', 'PA0236', 1, 2, 0, 6, 0 )
1023       ENDIF
1024
1025    ELSE
1026
1027       maximum_grid_level = 0
1028
1029    ENDIF
1030
1031!
1032!-- Default level 0 tells exchange_horiz that all ghost planes have to be
1033!-- exchanged. grid_level is adjusted in poismg, where only one ghost plane
1034!-- is required.
1035    grid_level = 0
1036
1037#if defined( __parallel )
1038!
1039!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
1040    ngp_y  = nyn - nys + 1 + 2 * nbgp
1041
1042!
1043!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1044!-- x- and y-direction for 2D-arrays (line)
1045    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_REAL, type_x,     &
1046                          ierr )
1047    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
1048
1049    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_REAL, type_y, ierr )
1050    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y, ierr )
1051!
1052!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1053!-- x- and y-direction for 2D-INTEGER arrays (line) - on normal grid
1054    ALLOCATE( type_x_int(0:maximum_grid_level),                                &
1055              type_y_int(0:maximum_grid_level) )
1056
1057    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_INTEGER,          &
1058                          type_x_int(0), ierr )
1059    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(0), ierr )
1060
1061    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_INTEGER, type_y_int(0), ierr )
1062    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(0), ierr )
1063!
1064!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
1065!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
1066!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
1067!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
1068!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
1069    ALLOCATE ( ngp_xz(0:maximum_grid_level), ngp_yz(0:maximum_grid_level),     &
1070               type_xz(0:maximum_grid_level), type_yz(0:maximum_grid_level) )
1071
1072    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
1073
1074!
1075!-- Discern between the model grid, which needs nbgp ghost points and
1076!-- grid levels for the multigrid scheme. In the latter case only one
1077!-- ghost point is necessary.
1078!-- First definition of MPI-datatypes for exchange of ghost layers on normal
1079!-- grid. The following loop is needed for data exchange in poismg.f90.
1080!
1081!-- Determine number of grid points of yz-layer for exchange
1082    ngp_yz(0) = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1083
1084!
1085!-- Define an MPI-datatype for the exchange of left/right boundaries.
1086!-- Although data are contiguous in physical memory (which does not
1087!-- necessarily require an MPI-derived datatype), the data exchange between
1088!-- left and right PE's using the MPI-derived type is 10% faster than without.
1089    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz(0), &
1090                          MPI_REAL, type_xz(0), ierr )
1091    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(0), ierr )
1092
1093    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz(0), ngp_yz(0), MPI_REAL, type_yz(0), &
1094                          ierr ) 
1095    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(0), ierr )
1096
1097!
1098!-- Definition of MPI-datatypes for multigrid method (coarser level grids)
1099    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1100!   
1101!--    Definition of MPI-datatyoe as above, but only 1 ghost level is used
1102       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
1103!
1104!--       For 3D-exchange
1105          ngp_xz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nxr_l - nxl_l + 3)
1106          ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
1107
1108          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
1109                                MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
1110          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
1111
1112          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 1, ngp_yz(i), ngp_yz(i), MPI_REAL, type_yz(i), &
1113                                ierr )
1114          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(i), ierr )
1115
1116
1117!--       For 2D-exchange of INTEGER arrays on coarser grid level, where 2 ghost
1118!--       points need to be exchanged.
1119          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+5, 2, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1120                                type_x_int(i), ierr )
1121          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(i), ierr )
1122
1123
1124          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 2, nyn_l-nys_l+5, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1125                                type_y_int(i), ierr )
1126          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(i), ierr )
1127
1128
1129
1130          nxl_l = nxl_l / 2
1131          nxr_l = nxr_l / 2
1132          nys_l = nys_l / 2
1133          nyn_l = nyn_l / 2
1134          nzt_l = nzt_l / 2
1135
1136       ENDDO
1137
1138    ENDIF
1139!
1140!-- Define data types for exchange of 3D Integer arrays.
1141    ngp_yz_int = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1142
1143    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz_int, &
1144                          MPI_INTEGER, type_xz_int, ierr )
1145    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz_int, ierr )
1146
1147    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz_int, ngp_yz_int, MPI_INTEGER, type_yz_int, &
1148                          ierr )
1149    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz_int, ierr )
1150
1151#endif
1152
1153#if defined( __parallel )
1154!
1155!-- Setting of flags for inflow/outflow/nesting conditions.
1156    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
1157       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1158          inflow_l  = .TRUE.
1159       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1160          outflow_l = .TRUE.
1161       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1162          nest_bound_l = .TRUE.
1163       ENDIF
1164    ENDIF
1165 
1166    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
1167       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1168          outflow_r = .TRUE.
1169       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1170          inflow_r  = .TRUE.
1171       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1172          nest_bound_r = .TRUE.
1173       ENDIF
1174    ENDIF
1175
1176    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1177       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1178          outflow_s = .TRUE.
1179       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1180          inflow_s  = .TRUE.
1181       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1182          nest_bound_s = .TRUE.
1183       ENDIF
1184    ENDIF
1185
1186    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1187       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1188          inflow_n  = .TRUE.
1189       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1190          outflow_n = .TRUE.
1191       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1192          nest_bound_n = .TRUE.
1193       ENDIF
1194    ENDIF
1195
1196!
1197!-- Broadcast the id of the inflow PE
1198    IF ( inflow_l )  THEN
1199       id_inflow_l = myidx
1200    ELSE
1201       id_inflow_l = 0
1202    ENDIF
1203    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1204    CALL MPI_ALLREDUCE( id_inflow_l, id_inflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1205                        comm1dx, ierr )
1206
1207!
1208!-- Broadcast the id of the recycling plane
1209!-- WARNING: needs to be adjusted in case of inflows other than from left side!
1210    IF ( NINT( recycling_width / dx ) >= nxl  .AND. &
1211         NINT( recycling_width / dx ) <= nxr )  THEN
1212       id_recycling_l = myidx
1213    ELSE
1214       id_recycling_l = 0
1215    ENDIF
1216    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1217    CALL MPI_ALLREDUCE( id_recycling_l, id_recycling, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1218                        comm1dx, ierr )
1219
1220!
1221!-- Broadcast the id of the outflow PE and outflow-source plane
1222    IF ( turbulent_outflow )  THEN
1223
1224       IF ( outflow_r )  THEN
1225          id_outflow_l = myidx
1226       ELSE
1227          id_outflow_l = 0
1228       ENDIF
1229       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1230       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_l, id_outflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1231                           comm1dx, ierr )
1232
1233       IF ( NINT( outflow_source_plane / dx ) >= nxl  .AND. &
1234            NINT( outflow_source_plane / dx ) <= nxr )  THEN
1235          id_outflow_source_l = myidx
1236       ELSE
1237          id_outflow_source_l = 0
1238       ENDIF
1239       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1240       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_source_l, id_outflow_source, 1, &
1241                           MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm1dx, ierr )
1242
1243    ENDIF
1244
1245    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
1246
1247#else
1248    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1249       inflow_l  = .TRUE.
1250       outflow_r = .TRUE.
1251    ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1252       outflow_l = .TRUE.
1253       inflow_r  = .TRUE.
1254    ENDIF
1255
1256    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1257       inflow_n  = .TRUE.
1258       outflow_s = .TRUE.
1259    ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1260       outflow_n = .TRUE.
1261       inflow_s  = .TRUE.
1262    ENDIF
1263#endif
1264
1265!
1266!-- At the inflow or outflow, u or v, respectively, have to be calculated for
1267!-- one more grid point.
1268    IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. nest_bound_l )  THEN
1269       nxlu = nxl + 1
1270    ELSE
1271       nxlu = nxl
1272    ENDIF
1273    IF ( inflow_s .OR. outflow_s .OR. nest_bound_s )  THEN
1274       nysv = nys + 1
1275    ELSE
1276       nysv = nys
1277    ENDIF
1278
1279!
1280!-- Allocate wall flag arrays used in the multigrid solver
1281    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1282
1283       DO  i = maximum_grid_level, 1, -1
1284
1285           SELECT CASE ( i )
1286
1287              CASE ( 1 )
1288                 ALLOCATE( wall_flags_1(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1289                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1290                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1291
1292              CASE ( 2 )
1293                 ALLOCATE( wall_flags_2(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1294                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1295                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1296
1297              CASE ( 3 )
1298                 ALLOCATE( wall_flags_3(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1299                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1300                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1301
1302              CASE ( 4 )
1303                 ALLOCATE( wall_flags_4(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1304                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1305                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1306
1307              CASE ( 5 )
1308                 ALLOCATE( wall_flags_5(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1309                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1310                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1311
1312              CASE ( 6 )
1313                 ALLOCATE( wall_flags_6(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1314                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1315                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1316
1317              CASE ( 7 )
1318                 ALLOCATE( wall_flags_7(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1319                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1320                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1321
1322              CASE ( 8 )
1323                 ALLOCATE( wall_flags_8(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1324                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1325                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1326
1327              CASE ( 9 )
1328                 ALLOCATE( wall_flags_9(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1329                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1330                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1331
1332              CASE ( 10 )
1333                 ALLOCATE( wall_flags_10(nzb:nzt_mg(i)+1,        &
1334                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1335                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1336
1337              CASE DEFAULT
1338                 message_string = 'more than 10 multigrid levels'
1339                 CALL message( 'init_pegrid', 'PA0238', 1, 2, 0, 6, 0 )
1340
1341          END SELECT
1342
1343       ENDDO
1344
1345    ENDIF
1346
1347!
1348!-- Calculate the number of groups into which parallel I/O is split.
1349!-- The default for files which are opened by all PEs (or where each
1350!-- PE opens his own independent file) is, that all PEs are doing input/output
1351!-- in parallel at the same time. This might cause performance or even more
1352!-- severe problems depending on the configuration of the underlying file
1353!-- system.
1354!-- First, set the default:
1355    IF ( maximum_parallel_io_streams == -1  .OR. &
1356         maximum_parallel_io_streams > numprocs )  THEN
1357       maximum_parallel_io_streams = numprocs
1358    ENDIF
1359
1360!
1361!-- Now calculate the number of io_blocks and the io_group to which the
1362!-- respective PE belongs. I/O of the groups is done in serial, but in parallel
1363!-- for all PEs belonging to the same group. A preliminary setting with myid
1364!-- based on MPI_COMM_WORLD has been done in parin.
1365    io_blocks = numprocs / maximum_parallel_io_streams
1366    io_group  = MOD( myid+1, io_blocks )
1367   
1368
1369 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.