source: palm/trunk/SOURCE/init_pegrid.f90 @ 2300

Last change on this file since 2300 was 2300, checked in by raasch, 7 years ago

NEC related code partly removed, host variable partly removed, host specific code completely removed, default values for host, loop_optimization and termination time_needed changed

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 44.9 KB
Line 
1!> @file init_pegrid.f90
2!------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of PALM.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the
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 2300 2017-06-29 13:31:14Z raasch $
27! host-specific settings removed
28!
29! 2298 2017-06-29 09:28:18Z raasch
30! MPI2 related parts removed
31!
32! 2271 2017-06-09 12:34:55Z sward
33! Error message changed
34!
35! 2259 2017-06-08 09:09:11Z gronemeier
36! Implemented synthetic turbulence generator
37!
38! 2238 2017-05-31 16:49:16Z suehring
39! Remove unnecessary module load of pmc_interface
40!
41! 2231 2017-05-30 16:44:33Z suehring
42!
43! 2200 2017-04-11 11:37:51Z suehring
44! monotonic_adjustment removed
45!
46! 2197 2017-03-24 02:25:00Z raasch
47! bugfix: do not allow odd values for nz at the coarsest grid level in case of
48! optimized multigrid solver
49!
50! 2180 2017-03-17 13:33:05Z hellstea
51! Checks to ensure (2178) that pdims match the grid dimensions in the
52! automatic determination of pdims are canceled as unnecessary
53!
54! 2178 2017-03-17 11:07:39Z hellstea
55! Checks to ensure that pdims match the grid dimensions are added in the
56! automatic determination of pdims
57!
58! 2050 2016-11-08 15:00:55Z gronemeier
59! Implement turbulent outflow condition
60!
61! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
62! Forced header and separation lines into 80 columns
63!
64! 1968 2016-07-18 12:01:49Z suehring
65! Extent MPI-datatypes for exchange of 2D-INTEGER arrays on coarser multigrid
66! level 
67!
68! 1964 2016-07-14 15:35:18Z hellstea
69! Bugfix: erroneous setting of nest_bound_l/r/s/n = .TRUE. for vertical nesting mode removed.
70!
71! 1923 2016-05-31 16:37:07Z boeske
72! Initial version of purely vertical nesting introduced.
73!
74! 1922 2016-05-31 16:36:08Z boeske
75! Bugfix: array transposition checks restricted to cases if a fourier
76! transform is used , removed unused variable nnx_z
77!
78! 1833 2016-04-07 14:23:03Z raasch
79! spectra related variables moved to spectra_mod
80!
81! 1815 2016-04-06 13:49:59Z raasch
82! cpp-directives for intel openmp bug removed
83!
84! 1804 2016-04-05 16:30:18Z maronga
85! Removed code for parameter file check (__check)
86!
87! 1779 2016-03-03 08:01:28Z raasch
88! changes regarding nested domain removed: virtual PE grid will be automatically
89! calculated for nested runs too
90!
91! 1764 2016-02-28 12:45:19Z raasch
92! cpp-statements for nesting removed
93!
94! 1762 2016-02-25 12:31:13Z hellstea
95! Introduction of nested domain feature
96!
97! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
98! Code annotations made doxygen readable
99!
100! 1677 2015-10-02 13:25:23Z boeske
101! New MPI-data types for exchange of 3D integer arrays.
102!
103! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
104! adjustments for psolver-queries, calculation of ngp_xz added
105!
106! 1565 2015-03-09 20:59:31Z suehring
107! Refine if-clause for setting nbgp.
108!
109! 1557 2015-03-05 16:43:04Z suehring
110! Adjustment for monotonic limiter
111!
112! 1468 2014-09-24 14:06:57Z maronga
113! Adapted for use on up to 6-digit processor cores
114!
115! 1435 2014-07-21 10:37:02Z keck
116! bugfix: added missing parameter coupling_mode_remote to ONLY-attribute
117!
118! 1402 2014-05-09 14:25:13Z raasch
119! location messages modified
120!
121! 1384 2014-05-02 14:31:06Z raasch
122! location messages added
123!
124! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
125! REAL constants provided with KIND-attribute
126!
127! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
128! REAL functions provided with KIND-attribute
129!
130! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
131! ONLY-attribute added to USE-statements,
132! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
133! kinds are defined in new module kinds,
134! revision history before 2012 removed,
135! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
136! all variable declaration statements
137!
138! 1304 2014-03-12 10:29:42Z raasch
139! bugfix: single core MPI runs missed some settings of transpose indices
140!
141! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
142! error message for poisfft_hybrid removed
143!
144! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
145! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet removed
146!
147! 1139 2013-04-18 07:25:03Z raasch
148! bugfix for calculating the id of the PE carrying the recycling plane
149!
150! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
151! initialization of poisfft moved to module poisfft
152!
153! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
154! unused variables removed
155!
156! 1056 2012-11-16 15:28:04Z raasch
157! Indices for arrays n.._mg start from zero due to definition of arrays f2 and
158! p2 as automatic arrays in recursive subroutine next_mg_level
159!
160! 1041 2012-11-06 02:36:29Z raasch
161! a 2d virtual processor topology is used by default for all machines
162!
163! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
164! code put under GPL (PALM 3.9)
165!
166! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
167! subdomains must have identical size (grid matching = "match" removed)
168!
169! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
170! all actions concerning upstream-spline-method removed
171!
172! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
173! dirichlet/neumann and neumann/dirichlet added
174! nxlu and nysv are also calculated for inflow boundary
175!
176! 809 2012-01-30 13:32:58Z maronga
177! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
178!
179! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
180! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files
181!
182! Revision 1.1  1997/07/24 11:15:09  raasch
183! Initial revision
184!
185!
186! Description:
187! ------------
188!> Determination of the virtual processor topology (if not prescribed by the
189!> user)and computation of the grid point number and array bounds of the local
190!> domains.
191!------------------------------------------------------------------------------!
192 SUBROUTINE init_pegrid
193 
194
195    USE control_parameters,                                                    &
196        ONLY:  bc_lr, bc_ns, coupling_mode, coupling_mode_remote,              &
197               coupling_topology, gathered_size, grid_level,                   &
198               grid_level_count, inflow_l, inflow_n, inflow_r, inflow_s,       &
199               io_blocks, io_group, maximum_grid_level,                        &
200               maximum_parallel_io_streams, message_string,                    &
201               mg_switch_to_pe0_level, momentum_advec, nest_bound_l,           &
202               nest_bound_n, nest_bound_r, nest_bound_s, nest_domain, neutral, &
203               psolver, outflow_l, outflow_n, outflow_r, outflow_s,            &
204               outflow_source_plane, recycling_width, scalar_advec,            &
205               subdomain_size, turbulent_outflow
206
207    USE grid_variables,                                                        &
208        ONLY:  dx
209       
210    USE indices,                                                               &
211        ONLY:  mg_loc_ind, nbgp, nnx, nny, nnz, nx, nx_a, nx_o, nxl, nxl_mg,   &
212               nxlu, nxr, nxr_mg, ny, ny_a, ny_o, nyn, nyn_mg, nys, nys_mg,    &
213               nysv, nz, nzb, nzt, nzt_mg, wall_flags_1, wall_flags_2,         &
214               wall_flags_3, wall_flags_4, wall_flags_5, wall_flags_6,         &
215               wall_flags_7, wall_flags_8, wall_flags_9, wall_flags_10
216
217    USE kinds
218     
219    USE pegrid
220     
221    USE spectra_mod,                                                           &
222        ONLY:  calculate_spectra, dt_dosp
223
224    USE synthetic_turbulence_generator_mod,                                    &
225        ONLY:  use_synthetic_turbulence_generator
226
227    USE transpose_indices,                                                     &
228        ONLY:  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z, nys_x,&
229               nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_yd, nzt_y
230
231    IMPLICIT NONE
232
233    INTEGER(iwp) ::  i                        !<
234    INTEGER(iwp) ::  id_inflow_l              !<
235    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_l             !< local value of id_outflow
236    INTEGER(iwp) ::  id_outflow_source_l      !< local value of id_outflow_source
237    INTEGER(iwp) ::  id_recycling_l           !<
238    INTEGER(iwp) ::  ind(5)                   !<
239    INTEGER(iwp) ::  j                        !<
240    INTEGER(iwp) ::  k                        !<
241    INTEGER(iwp) ::  maximum_grid_level_l     !<
242    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_x              !<
243    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_y              !<
244    INTEGER(iwp) ::  mg_levels_z              !<
245    INTEGER(iwp) ::  mg_switch_to_pe0_level_l !<
246    INTEGER(iwp) ::  nnx_y                    !<
247    INTEGER(iwp) ::  nnx_z                    !<
248    INTEGER(iwp) ::  nny_x                    !<
249    INTEGER(iwp) ::  nny_z                    !<
250    INTEGER(iwp) ::  nnz_x                    !<
251    INTEGER(iwp) ::  nnz_y                    !<
252    INTEGER(iwp) ::  numproc_sqr              !<
253    INTEGER(iwp) ::  nxl_l                    !<
254    INTEGER(iwp) ::  nxr_l                    !<
255    INTEGER(iwp) ::  nyn_l                    !<
256    INTEGER(iwp) ::  nys_l                    !<
257    INTEGER(iwp) ::  nzb_l                    !<
258    INTEGER(iwp) ::  nzt_l                    !<
259    INTEGER(iwp) ::  omp_get_num_threads      !<
260
261    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ind_all !<
262    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxlf    !<
263    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nxrf    !<
264    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nynf    !<
265    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  nysf    !<
266
267    INTEGER(iwp), DIMENSION(2) :: pdims_remote          !<
268
269!
270!-- Get the number of OpenMP threads
271    !$OMP PARALLEL
272!$  threads_per_task = omp_get_num_threads()
273    !$OMP END PARALLEL
274
275
276#if defined( __parallel )
277
278    CALL location_message( 'creating virtual PE grids + MPI derived data types', &
279                           .FALSE. )
280
281!
282!-- Determine the processor topology or check it, if prescribed by the user
283    IF ( npex == -1  .AND.  npey == -1 )  THEN
284
285!
286!--    Automatic determination of the topology
287       numproc_sqr = SQRT( REAL( numprocs, KIND=wp ) )
288       pdims(1)    = MAX( numproc_sqr , 1 )
289       DO  WHILE ( MOD( numprocs , pdims(1) ) /= 0 )
290          pdims(1) = pdims(1) - 1
291       ENDDO
292       pdims(2) = numprocs / pdims(1)
293
294    ELSEIF ( npex /= -1  .AND.  npey /= -1 )  THEN
295
296!
297!--    Prescribed by user. Number of processors on the prescribed topology
298!--    must be equal to the number of PEs available to the job
299       IF ( ( npex * npey ) /= numprocs )  THEN
300          WRITE( message_string, * ) 'number of PEs of the prescribed ',   &
301              'topology (', npex*npey,') does not match & the number of ', &
302              'PEs available to the job (', numprocs, ')'
303          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0221', 1, 2, 0, 6, 0 )
304       ENDIF
305       pdims(1) = npex
306       pdims(2) = npey
307
308    ELSE
309!
310!--    If the processor topology is prescribed by the user, the number of
311!--    PEs must be given in both directions
312       message_string = 'if the processor topology is prescribed by th' //  &
313                'e user& both values of "npex" and "npey" must be given' // &
314                ' in the &NAMELIST-parameter file'
315       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0222', 1, 2, 0, 6, 0 )
316
317    ENDIF
318
319!
320!-- If necessary, set horizontal boundary conditions to non-cyclic
321    IF ( bc_lr /= 'cyclic' )  cyclic(1) = .FALSE.
322    IF ( bc_ns /= 'cyclic' )  cyclic(2) = .FALSE.
323
324
325!
326!-- Create the virtual processor grid
327    CALL MPI_CART_CREATE( comm_palm, ndim, pdims, cyclic, reorder, &
328                          comm2d, ierr )
329    CALL MPI_COMM_RANK( comm2d, myid, ierr )
330    WRITE (myid_char,'(''_'',I6.6)')  myid
331
332    CALL MPI_CART_COORDS( comm2d, myid, ndim, pcoord, ierr )
333    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 0, 1, pleft, pright, ierr )
334    CALL MPI_CART_SHIFT( comm2d, 1, 1, psouth, pnorth, ierr )
335
336!
337!-- Determine sub-topologies for transpositions
338!-- Transposition from z to x:
339    remain_dims(1) = .TRUE.
340    remain_dims(2) = .FALSE.
341    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dx, ierr )
342    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dx, myidx, ierr )
343!
344!-- Transposition from x to y
345    remain_dims(1) = .FALSE.
346    remain_dims(2) = .TRUE.
347    CALL MPI_CART_SUB( comm2d, remain_dims, comm1dy, ierr )
348    CALL MPI_COMM_RANK( comm1dy, myidy, ierr )
349
350
351!
352!-- Calculate array bounds along x-direction for every PE.
353    ALLOCATE( nxlf(0:pdims(1)-1), nxrf(0:pdims(1)-1), nynf(0:pdims(2)-1), &
354              nysf(0:pdims(2)-1) )
355
356    IF ( MOD( nx+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
357       WRITE( message_string, * ) 'x-direction: gridpoint number (',nx+1,') ',&
358                               'is not an& integral divisor of the number ',  &
359                               'processors (', pdims(1),')'
360       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0225', 1, 2, 0, 6, 0 )
361    ELSE
362       nnx  = ( nx + 1 ) / pdims(1)
363       IF ( nnx*pdims(1) - ( nx + 1) > nnx )  THEN
364          WRITE( message_string, * ) 'x-direction: nx does not match the',    & 
365                       'requirements given by the number of PEs &used',       &
366                       '& please use nx = ', nx - ( pdims(1) - ( nnx*pdims(1) &
367                                   - ( nx + 1 ) ) ), ' instead of nx =', nx
368          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0226', 1, 2, 0, 6, 0 )
369       ENDIF
370    ENDIF   
371
372!
373!-- Left and right array bounds, number of gridpoints
374    DO  i = 0, pdims(1)-1
375       nxlf(i)   = i * nnx
376       nxrf(i)   = ( i + 1 ) * nnx - 1
377    ENDDO
378
379!
380!-- Calculate array bounds in y-direction for every PE.
381    IF ( MOD( ny+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
382       WRITE( message_string, * ) 'y-direction: gridpoint number (',ny+1,') ', &
383                           'is not an& integral divisor of the number of',     &
384                           'processors (', pdims(2),')'
385       CALL message( 'init_pegrid', 'PA0227', 1, 2, 0, 6, 0 )
386    ELSE
387       nny  = ( ny + 1 ) / pdims(2)
388       IF ( nny*pdims(2) - ( ny + 1) > nny )  THEN
389          WRITE( message_string, * ) 'y-direction: ny does not match the',    &
390                       'requirements given by the number of PEs &used ',      &
391                       '& please use ny = ', ny - ( pdims(2) - ( nnx*pdims(2) &
392                                     - ( ny + 1 ) ) ), ' instead of ny =', ny
393          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0228', 1, 2, 0, 6, 0 )
394       ENDIF
395    ENDIF   
396
397!
398!-- South and north array bounds
399    DO  j = 0, pdims(2)-1
400       nysf(j)   = j * nny
401       nynf(j)   = ( j + 1 ) * nny - 1
402    ENDDO
403
404!
405!-- Local array bounds of the respective PEs
406    nxl = nxlf(pcoord(1))
407    nxr = nxrf(pcoord(1))
408    nys = nysf(pcoord(2))
409    nyn = nynf(pcoord(2))
410    nzb = 0
411    nzt = nz
412    nnz = nz
413
414!
415!-- Set switches to define if the PE is situated at the border of the virtual
416!-- processor grid
417    IF ( nxl == 0 )   left_border_pe  = .TRUE.
418    IF ( nxr == nx )  right_border_pe = .TRUE.
419    IF ( nys == 0 )   south_border_pe = .TRUE.
420    IF ( nyn == ny )  north_border_pe = .TRUE.
421
422!
423!-- Calculate array bounds and gridpoint numbers for the transposed arrays
424!-- (needed in the pressure solver)
425!-- For the transposed arrays, cyclic boundaries as well as top and bottom
426!-- boundaries are omitted, because they are obstructive to the transposition
427
428!
429!-- 1. transposition  z --> x
430!-- This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition along x
431    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra  .OR.                   &
432         use_synthetic_turbulence_generator )  THEN
433
434       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
435          IF ( MOD( nz , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
436             WRITE( message_string, * ) 'transposition z --> x:',              &
437                       '&nz=',nz,' is not an integral divisior of pdims(1)=',  &
438                                                                   pdims(1)
439             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0230', 1, 2, 0, 6, 0 )
440          ENDIF
441       ENDIF
442
443       nys_x = nys
444       nyn_x = nyn
445       nny_x = nny
446       nnz_x = nz / pdims(1)
447       nzb_x = 1 + myidx * nnz_x
448       nzt_x = ( myidx + 1 ) * nnz_x
449       sendrecvcount_zx = nnx * nny * nnz_x
450
451    ENDIF
452
453
454    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN 
455!
456!--    2. transposition  x --> y
457       IF ( MOD( nx+1 , pdims(2) ) /= 0 )  THEN
458          WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',                 &
459                            '&nx+1=',nx+1,' is not an integral divisor of ',   &
460                            'pdims(2)=',pdims(2)
461          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0231', 1, 2, 0, 6, 0 )
462       ENDIF
463
464       nnz_y = nnz_x
465       nzb_y = nzb_x
466       nzt_y = nzt_x
467       nnx_y = (nx+1) / pdims(2)
468       nxl_y = myidy * nnx_y
469       nxr_y = ( myidy + 1 ) * nnx_y - 1
470       sendrecvcount_xy = nnx_y * nny_x * nnz_y
471!
472!--    3. transposition  y --> z 
473!--    (ELSE:  x --> y  in case of 1D-decomposition along x)
474       nxl_z = nxl_y
475       nxr_z = nxr_y
476       nny_z = (ny+1) / pdims(1)
477       nys_z = myidx * nny_z
478       nyn_z = ( myidx + 1 ) * nny_z - 1
479       sendrecvcount_yz = nnx_y * nny_z * nnz_y
480
481       IF ( pdims(2) /= 1 )  THEN
482!
483!--       y --> z
484!--       This transposition is not neccessary in case of a 1d-decomposition
485!--       along x, except that the uptream-spline method is switched on
486          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
487             WRITE( message_string, * ) 'transposition y --> z:',              &
488                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
489                               ' pdims(1)=',pdims(1)
490             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0232', 1, 2, 0, 6, 0 )
491          ENDIF
492
493       ELSE
494!
495!--       x --> y
496!--       This condition must be fulfilled for a 1D-decomposition along x
497          IF ( MOD( ny+1 , pdims(1) ) /= 0 )  THEN
498             WRITE( message_string, * ) 'transposition x --> y:',              &
499                               '& ny+1=',ny+1,' is not an integral divisor of',&
500                               ' pdims(1)=',pdims(1)
501             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0233', 1, 2, 0, 6, 0 )
502          ENDIF
503
504       ENDIF
505
506    ENDIF
507
508!
509!-- Indices for direct transpositions z --> y (used for calculating spectra)
510    IF ( calculate_spectra )  THEN
511       IF ( MOD( nz, pdims(2) ) /= 0 )  THEN
512          WRITE( message_string, * ) 'direct transposition z --> y (needed ',  &
513                    'for spectra):& nz=',nz,' is not an integral divisor of ', &
514                    'pdims(2)=',pdims(2)
515          CALL message( 'init_pegrid', 'PA0234', 1, 2, 0, 6, 0 )
516       ELSE
517          nxl_yd = nxl
518          nxr_yd = nxr
519          nzb_yd = 1 + myidy * ( nz / pdims(2) )
520          nzt_yd = ( myidy + 1 ) * ( nz / pdims(2) )
521          sendrecvcount_zyd = nnx * nny * ( nz / pdims(2) )
522       ENDIF
523    ENDIF
524
525    IF ( psolver == 'poisfft'  .OR.  calculate_spectra )  THEN
526!
527!--    Indices for direct transpositions y --> x
528!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along x)
529       IF ( pdims(2) == 1 )  THEN
530          nny_x = nny / pdims(1)
531          nys_x = myid * nny_x
532          nyn_x = ( myid + 1 ) * nny_x - 1
533          nzb_x = 1
534          nzt_x = nz
535          sendrecvcount_xy = nnx * nny_x * nz
536       ENDIF
537
538    ENDIF
539
540    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
541!
542!--    Indices for direct transpositions x --> y
543!--    (they are only possible in case of a 1d-decomposition along y)
544       IF ( pdims(1) == 1 )  THEN
545          nnx_y = nnx / pdims(2)
546          nxl_y = myid * nnx_y
547          nxr_y = ( myid + 1 ) * nnx_y - 1
548          nzb_y = 1
549          nzt_y = nz
550          sendrecvcount_xy = nnx_y * nny * nz
551       ENDIF
552
553    ENDIF
554
555!
556!-- Arrays for storing the array bounds are needed any more
557    DEALLOCATE( nxlf , nxrf , nynf , nysf )
558
559
560!
561!-- Collect index bounds from other PEs (to be written to restart file later)
562    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:numprocs-1) )
563
564    IF ( myid == 0 )  THEN
565
566       hor_index_bounds(1,0) = nxl
567       hor_index_bounds(2,0) = nxr
568       hor_index_bounds(3,0) = nys
569       hor_index_bounds(4,0) = nyn
570
571!
572!--    Receive data from all other PEs
573       DO  i = 1, numprocs-1
574          CALL MPI_RECV( ibuf, 4, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
575                         ierr )
576          hor_index_bounds(:,i) = ibuf(1:4)
577       ENDDO
578
579    ELSE
580!
581!--    Send index bounds to PE0
582       ibuf(1) = nxl
583       ibuf(2) = nxr
584       ibuf(3) = nys
585       ibuf(4) = nyn
586       CALL MPI_SEND( ibuf, 4, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )
587
588    ENDIF
589
590
591#if defined( __print )
592!
593!-- Control output
594    IF ( myid == 0 )  THEN
595       PRINT*, '*** processor topology ***'
596       PRINT*, ' '
597       PRINT*, 'myid   pcoord    left right  south north  idx idy   nxl: nxr',&
598               &'   nys: nyn'
599       PRINT*, '------------------------------------------------------------',&
600               &'-----------'
601       WRITE (*,1000)  0, pcoord(1), pcoord(2), pleft, pright, psouth, pnorth, &
602                       myidx, myidy, nxl, nxr, nys, nyn
6031000   FORMAT (I4,2X,'(',I3,',',I3,')',3X,I4,2X,I4,3X,I4,2X,I4,2X,I3,1X,I3, &
604               2(2X,I4,':',I4))
605
606!
607!--    Receive data from the other PEs
608       DO  i = 1,numprocs-1
609          CALL MPI_RECV( ibuf, 12, MPI_INTEGER, i, MPI_ANY_TAG, comm2d, status, &
610                         ierr )
611          WRITE (*,1000)  i, ( ibuf(j) , j = 1,12 )
612       ENDDO
613    ELSE
614
615!
616!--    Send data to PE0
617       ibuf(1) = pcoord(1); ibuf(2) = pcoord(2); ibuf(3) = pleft
618       ibuf(4) = pright; ibuf(5) = psouth; ibuf(6) = pnorth; ibuf(7) = myidx
619       ibuf(8) = myidy; ibuf(9) = nxl; ibuf(10) = nxr; ibuf(11) = nys
620       ibuf(12) = nyn
621       CALL MPI_SEND( ibuf, 12, MPI_INTEGER, 0, myid, comm2d, ierr )       
622    ENDIF
623#endif
624
625#if defined( __parallel )
626
627!
628!-- Determine the number of ghost point layers
629    IF ( ( scalar_advec == 'ws-scheme' .AND. .NOT. neutral ) .OR.             &
630         momentum_advec == 'ws-scheme' )  THEN
631       nbgp = 3
632    ELSE
633       nbgp = 1
634    ENDIF 
635
636!
637!-- Create a new MPI derived datatype for the exchange of surface (xy) data,
638!-- which is needed for coupled atmosphere-ocean runs.
639!-- First, calculate number of grid points of an xy-plane.
640    ngp_xy  = ( nxr - nxl + 1 + 2 * nbgp ) * ( nyn - nys + 1 + 2 * nbgp )
641    CALL MPI_TYPE_VECTOR( ngp_xy, 1, nzt-nzb+2, MPI_REAL, type_xy, ierr )
642    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xy, ierr )
643
644    IF ( TRIM( coupling_mode ) /= 'uncoupled' )  THEN
645   
646!
647!--    Pass the number of grid points of the atmosphere model to
648!--    the ocean model and vice versa
649       IF ( coupling_mode == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
650
651          nx_a = nx
652          ny_a = ny
653
654          IF ( myid == 0 )  THEN
655
656             CALL MPI_SEND( nx_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 1, comm_inter,  &
657                            ierr )
658             CALL MPI_SEND( ny_a, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 2, comm_inter,  &
659                            ierr )
660             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 3, comm_inter, &
661                            ierr )
662             CALL MPI_RECV( nx_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 4, comm_inter,  &
663                            status, ierr )
664             CALL MPI_RECV( ny_o, 1, MPI_INTEGER, numprocs, 5, comm_inter,  &
665                            status, ierr )
666             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, numprocs, 6,      &
667                            comm_inter, status, ierr )
668          ENDIF
669
670          CALL MPI_BCAST( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
671          CALL MPI_BCAST( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr ) 
672          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr )
673       
674       ELSEIF ( coupling_mode == 'ocean_to_atmosphere' )  THEN
675
676          nx_o = nx
677          ny_o = ny 
678
679          IF ( myid == 0 ) THEN
680
681             CALL MPI_RECV( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 1, comm_inter, status, &
682                            ierr )
683             CALL MPI_RECV( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, 2, comm_inter, status, &
684                            ierr )
685             CALL MPI_RECV( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, 3, comm_inter, &
686                            status, ierr )
687             CALL MPI_SEND( nx_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 4, comm_inter, ierr )
688             CALL MPI_SEND( ny_o, 1, MPI_INTEGER, 0, 5, comm_inter, ierr )
689             CALL MPI_SEND( pdims, 2, MPI_INTEGER, 0, 6, comm_inter, ierr )
690          ENDIF
691
692          CALL MPI_BCAST( nx_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr)
693          CALL MPI_BCAST( ny_a, 1, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
694          CALL MPI_BCAST( pdims_remote, 2, MPI_INTEGER, 0, comm2d, ierr) 
695
696       ENDIF
697 
698       ngp_a = ( nx_a+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_a+1 + 2 * nbgp )
699       ngp_o = ( nx_o+1 + 2 * nbgp ) * ( ny_o+1 + 2 * nbgp )
700
701!
702!--    Determine if the horizontal grid and the number of PEs in ocean and
703!--    atmosphere is same or not
704       IF ( nx_o == nx_a  .AND.  ny_o == ny_a  .AND.  &
705            pdims(1) == pdims_remote(1) .AND. pdims(2) == pdims_remote(2) ) &
706       THEN
707          coupling_topology = 0
708       ELSE
709          coupling_topology = 1
710       ENDIF 
711
712!
713!--    Determine the target PEs for the exchange between ocean and
714!--    atmosphere (comm2d)
715       IF ( coupling_topology == 0 )  THEN
716!
717!--       In case of identical topologies, every atmosphere PE has exactly one
718!--       ocean PE counterpart and vice versa
719          IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' ) THEN
720             target_id = myid + numprocs
721          ELSE
722             target_id = myid 
723          ENDIF
724
725       ELSE
726!
727!--       In case of nonequivalent topology in ocean and atmosphere only for
728!--       PE0 in ocean and PE0 in atmosphere a target_id is needed, since
729!--       data echxchange between ocean and atmosphere will be done only
730!--       between these PEs.   
731          IF ( myid == 0 )  THEN
732
733             IF ( TRIM( coupling_mode ) == 'atmosphere_to_ocean' )  THEN
734                target_id = numprocs 
735             ELSE
736                target_id = 0
737             ENDIF
738
739          ENDIF
740
741       ENDIF
742
743    ENDIF
744
745
746#endif
747
748#else
749
750!
751!-- Array bounds when running on a single PE (respectively a non-parallel
752!-- machine)
753    nxl = 0
754    nxr = nx
755    nnx = nxr - nxl + 1
756    nys = 0
757    nyn = ny
758    nny = nyn - nys + 1
759    nzb = 0
760    nzt = nz
761    nnz = nz
762
763    ALLOCATE( hor_index_bounds(4,0:0) )
764    hor_index_bounds(1,0) = nxl
765    hor_index_bounds(2,0) = nxr
766    hor_index_bounds(3,0) = nys
767    hor_index_bounds(4,0) = nyn
768
769!
770!-- Array bounds for the pressure solver (in the parallel code, these bounds
771!-- are the ones for the transposed arrays)
772    nys_x = nys
773    nyn_x = nyn
774    nzb_x = nzb + 1
775    nzt_x = nzt
776
777    nxl_y = nxl
778    nxr_y = nxr
779    nzb_y = nzb + 1
780    nzt_y = nzt
781
782    nxl_z = nxl
783    nxr_z = nxr
784    nys_z = nys
785    nyn_z = nyn
786
787#endif
788
789!
790!-- Calculate number of grid levels necessary for the multigrid poisson solver
791!-- as well as the gridpoint indices on each level
792    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
793
794!
795!--    First calculate number of possible grid levels for the subdomains
796       mg_levels_x = 1
797       mg_levels_y = 1
798       mg_levels_z = 1
799
800       i = nnx
801       DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
802          i = i / 2
803          mg_levels_x = mg_levels_x + 1
804       ENDDO
805
806       j = nny
807       DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
808          j = j / 2
809          mg_levels_y = mg_levels_y + 1
810       ENDDO
811
812       k = nz    ! do not use nnz because it might be > nz due to transposition
813                 ! requirements
814       DO WHILE ( MOD( k, 2 ) == 0  .AND.  k /= 2 )
815          k = k / 2
816          mg_levels_z = mg_levels_z + 1
817       ENDDO
818!
819!--    The optimized MG-solver does not allow odd values for nz at the coarsest
820!--    grid level
821       IF ( TRIM( psolver ) /= 'multigrid_noopt' )  THEN
822          IF ( MOD( k, 2 ) /= 0 )  mg_levels_z = mg_levels_z - 1
823       ENDIF
824
825       maximum_grid_level = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
826
827!
828!--    Find out, if the total domain allows more levels. These additional
829!--    levels are identically processed on all PEs.
830       IF ( numprocs > 1  .AND.  mg_switch_to_pe0_level /= -1 )  THEN
831
832          IF ( mg_levels_z > MIN( mg_levels_x, mg_levels_y ) )  THEN
833
834             mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level
835
836             mg_levels_x = 1
837             mg_levels_y = 1
838
839             i = nx+1
840             DO WHILE ( MOD( i, 2 ) == 0  .AND.  i /= 2 )
841                i = i / 2
842                mg_levels_x = mg_levels_x + 1
843             ENDDO
844
845             j = ny+1
846             DO WHILE ( MOD( j, 2 ) == 0  .AND.  j /= 2 )
847                j = j / 2
848                mg_levels_y = mg_levels_y + 1
849             ENDDO
850
851             maximum_grid_level_l = MIN( mg_levels_x, mg_levels_y, mg_levels_z )
852
853             IF ( maximum_grid_level_l > mg_switch_to_pe0_level_l )  THEN
854                mg_switch_to_pe0_level_l = maximum_grid_level_l - &
855                                           mg_switch_to_pe0_level_l + 1
856             ELSE
857                mg_switch_to_pe0_level_l = 0
858             ENDIF
859
860          ELSE
861             mg_switch_to_pe0_level_l = 0
862             maximum_grid_level_l = maximum_grid_level
863
864          ENDIF
865
866!
867!--       Use switch level calculated above only if it is not pre-defined
868!--       by user
869          IF ( mg_switch_to_pe0_level == 0 )  THEN
870             IF ( mg_switch_to_pe0_level_l /= 0 )  THEN
871                mg_switch_to_pe0_level = mg_switch_to_pe0_level_l
872                maximum_grid_level     = maximum_grid_level_l
873             ENDIF
874
875          ELSE
876!
877!--          Check pre-defined value and reset to default, if neccessary
878             IF ( mg_switch_to_pe0_level < mg_switch_to_pe0_level_l  .OR.  &
879                  mg_switch_to_pe0_level >= maximum_grid_level_l )  THEN
880                message_string = 'mg_switch_to_pe0_level ' // &
881                                 'out of range and reset to 0'
882                CALL message( 'init_pegrid', 'PA0235', 0, 1, 0, 6, 0 )
883                mg_switch_to_pe0_level = 0
884             ELSE
885!
886!--             Use the largest number of possible levels anyway and recalculate
887!--             the switch level to this largest number of possible values
888                maximum_grid_level = maximum_grid_level_l
889
890             ENDIF
891
892          ENDIF
893
894       ENDIF
895
896       ALLOCATE( grid_level_count(maximum_grid_level),                       &
897                 nxl_mg(0:maximum_grid_level), nxr_mg(0:maximum_grid_level), &
898                 nyn_mg(0:maximum_grid_level), nys_mg(0:maximum_grid_level), &
899                 nzt_mg(0:maximum_grid_level) )
900
901       grid_level_count = 0
902!
903!--    Index zero required as dummy due to definition of arrays f2 and p2 in
904!--    recursive subroutine next_mg_level
905       nxl_mg(0) = 0; nxr_mg(0) = 0; nyn_mg(0) = 0; nys_mg(0) = 0; nzt_mg(0) = 0
906
907       nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzt_l = nzt
908
909       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
910
911          IF ( i == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
912#if defined( __parallel )
913!
914!--          Save the grid size of the subdomain at the switch level, because
915!--          it is needed in poismg.
916             ind(1) = nxl_l; ind(2) = nxr_l
917             ind(3) = nys_l; ind(4) = nyn_l
918             ind(5) = nzt_l
919             ALLOCATE( ind_all(5*numprocs), mg_loc_ind(5,0:numprocs-1) )
920             CALL MPI_ALLGATHER( ind, 5, MPI_INTEGER, ind_all, 5, &
921                                 MPI_INTEGER, comm2d, ierr )
922             DO  j = 0, numprocs-1
923                DO  k = 1, 5
924                   mg_loc_ind(k,j) = ind_all(k+j*5)
925                ENDDO
926             ENDDO
927             DEALLOCATE( ind_all )
928!
929!--          Calculate the grid size of the total domain
930             nxr_l = ( nxr_l-nxl_l+1 ) * pdims(1) - 1
931             nxl_l = 0
932             nyn_l = ( nyn_l-nys_l+1 ) * pdims(2) - 1
933             nys_l = 0
934!
935!--          The size of this gathered array must not be larger than the
936!--          array tend, which is used in the multigrid scheme as a temporary
937!--          array. Therefore the subdomain size of an PE is calculated and
938!--          the size of the gathered grid. These values are used in 
939!--          routines pres and poismg
940             subdomain_size = ( nxr - nxl + 2 * nbgp + 1 ) * &
941                              ( nyn - nys + 2 * nbgp + 1 ) * ( nzt - nzb + 2 )
942             gathered_size  = ( nxr_l - nxl_l + 3 ) * ( nyn_l - nys_l + 3 ) * &
943                              ( nzt_l - nzb + 2 )
944
945#else
946             message_string = 'multigrid gather/scatter impossible ' // &
947                          'in non parallel mode'
948             CALL message( 'init_pegrid', 'PA0237', 1, 2, 0, 6, 0 )
949#endif
950          ENDIF
951
952          nxl_mg(i) = nxl_l
953          nxr_mg(i) = nxr_l
954          nys_mg(i) = nys_l
955          nyn_mg(i) = nyn_l
956          nzt_mg(i) = nzt_l
957
958          nxl_l = nxl_l / 2 
959          nxr_l = nxr_l / 2
960          nys_l = nys_l / 2 
961          nyn_l = nyn_l / 2 
962          nzt_l = nzt_l / 2 
963
964       ENDDO
965
966!
967!--    Temporary problem: Currently calculation of maxerror iin routine poismg crashes
968!--    if grid data are collected on PE0 already on the finest grid level.
969!--    To be solved later.
970       IF ( maximum_grid_level == mg_switch_to_pe0_level )  THEN
971          message_string = 'grid coarsening on subdomain level cannot be performed'
972          CALL message( 'poismg', 'PA0236', 1, 2, 0, 6, 0 )
973       ENDIF
974
975    ELSE
976
977       maximum_grid_level = 0
978
979    ENDIF
980
981!
982!-- Default level 0 tells exchange_horiz that all ghost planes have to be
983!-- exchanged. grid_level is adjusted in poismg, where only one ghost plane
984!-- is required.
985    grid_level = 0
986
987#if defined( __parallel )
988!
989!-- Gridpoint number for the exchange of ghost points (y-line for 2D-arrays)
990    ngp_y  = nyn - nys + 1 + 2 * nbgp
991
992!
993!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
994!-- x- and y-direction for 2D-arrays (line)
995    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_REAL, type_x,     &
996                          ierr )
997    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x, ierr )
998
999    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_REAL, type_y, ierr )
1000    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y, ierr )
1001!
1002!-- Define new MPI derived datatypes for the exchange of ghost points in
1003!-- x- and y-direction for 2D-INTEGER arrays (line) - on normal grid
1004    ALLOCATE( type_x_int(0:maximum_grid_level),                                &
1005              type_y_int(0:maximum_grid_level) )
1006
1007    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp, ngp_y, MPI_INTEGER,          &
1008                          type_x_int(0), ierr )
1009    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(0), ierr )
1010
1011    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_y, ngp_y, MPI_INTEGER, type_y_int(0), ierr )
1012    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(0), ierr )
1013!
1014!-- Calculate gridpoint numbers for the exchange of ghost points along x
1015!-- (yz-plane for 3D-arrays) and define MPI derived data type(s) for the
1016!-- exchange of ghost points in y-direction (xz-plane).
1017!-- Do these calculations for the model grid and (if necessary) also
1018!-- for the coarser grid levels used in the multigrid method
1019    ALLOCATE ( ngp_xz(0:maximum_grid_level), ngp_yz(0:maximum_grid_level),     &
1020               type_xz(0:maximum_grid_level), type_yz(0:maximum_grid_level) )
1021
1022    nxl_l = nxl; nxr_l = nxr; nys_l = nys; nyn_l = nyn; nzb_l = nzb; nzt_l = nzt
1023
1024!
1025!-- Discern between the model grid, which needs nbgp ghost points and
1026!-- grid levels for the multigrid scheme. In the latter case only one
1027!-- ghost point is necessary.
1028!-- First definition of MPI-datatypes for exchange of ghost layers on normal
1029!-- grid. The following loop is needed for data exchange in poismg.f90.
1030!
1031!-- Determine number of grid points of yz-layer for exchange
1032    ngp_yz(0) = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1033
1034!
1035!-- Define an MPI-datatype for the exchange of left/right boundaries.
1036!-- Although data are contiguous in physical memory (which does not
1037!-- necessarily require an MPI-derived datatype), the data exchange between
1038!-- left and right PE's using the MPI-derived type is 10% faster than without.
1039    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz(0), &
1040                          MPI_REAL, type_xz(0), ierr )
1041    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(0), ierr )
1042
1043    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz(0), ngp_yz(0), MPI_REAL, type_yz(0), &
1044                          ierr ) 
1045    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(0), ierr )
1046
1047!
1048!-- Definition of MPI-datatypes for multigrid method (coarser level grids)
1049    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1050!   
1051!--    Definition of MPI-datatyoe as above, but only 1 ghost level is used
1052       DO  i = maximum_grid_level, 1 , -1
1053!
1054!--       For 3D-exchange
1055          ngp_xz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nxr_l - nxl_l + 3)
1056          ngp_yz(i) = (nzt_l - nzb_l + 2) * (nyn_l - nys_l + 3)
1057
1058          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+3, nzt_l-nzb_l+2, ngp_yz(i), &
1059                                MPI_REAL, type_xz(i), ierr )
1060          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz(i), ierr )
1061
1062          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 1, ngp_yz(i), ngp_yz(i), MPI_REAL, type_yz(i), &
1063                                ierr )
1064          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz(i), ierr )
1065
1066
1067!--       For 2D-exchange of INTEGER arrays on coarser grid level, where 2 ghost
1068!--       points need to be exchanged.
1069          CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr_l-nxl_l+5, 2, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1070                                type_x_int(i), ierr )
1071          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_x_int(i), ierr )
1072
1073
1074          CALL MPI_TYPE_VECTOR( 2, nyn_l-nys_l+5, nyn_l-nys_l+5, MPI_INTEGER,          &
1075                                type_y_int(i), ierr )
1076          CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_y_int(i), ierr )
1077
1078
1079
1080          nxl_l = nxl_l / 2
1081          nxr_l = nxr_l / 2
1082          nys_l = nys_l / 2
1083          nyn_l = nyn_l / 2
1084          nzt_l = nzt_l / 2
1085
1086       ENDDO
1087
1088    ENDIF
1089!
1090!-- Define data types for exchange of 3D Integer arrays.
1091    ngp_yz_int = (nzt - nzb + 2) * (nyn - nys + 1 + 2 * nbgp)
1092
1093    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nxr-nxl+1+2*nbgp, nbgp*(nzt-nzb+2), ngp_yz_int, &
1094                          MPI_INTEGER, type_xz_int, ierr )
1095    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_xz_int, ierr )
1096
1097    CALL MPI_TYPE_VECTOR( nbgp, ngp_yz_int, ngp_yz_int, MPI_INTEGER, type_yz_int, &
1098                          ierr )
1099    CALL MPI_TYPE_COMMIT( type_yz_int, ierr )
1100
1101#endif
1102
1103#if defined( __parallel )
1104!
1105!-- Setting of flags for inflow/outflow/nesting conditions.
1106    IF ( pleft == MPI_PROC_NULL )  THEN
1107       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1108          inflow_l  = .TRUE.
1109       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1110          outflow_l = .TRUE.
1111       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1112          nest_bound_l = .TRUE.
1113       ENDIF
1114    ENDIF
1115 
1116    IF ( pright == MPI_PROC_NULL )  THEN
1117       IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1118          outflow_r = .TRUE.
1119       ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1120          inflow_r  = .TRUE.
1121       ELSEIF ( bc_lr == 'nested' )  THEN
1122          nest_bound_r = .TRUE.
1123       ENDIF
1124    ENDIF
1125
1126    IF ( psouth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1127       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1128          outflow_s = .TRUE.
1129       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1130          inflow_s  = .TRUE.
1131       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1132          nest_bound_s = .TRUE.
1133       ENDIF
1134    ENDIF
1135
1136    IF ( pnorth == MPI_PROC_NULL )  THEN
1137       IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1138          inflow_n  = .TRUE.
1139       ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1140          outflow_n = .TRUE.
1141       ELSEIF ( bc_ns == 'nested' )  THEN
1142          nest_bound_n = .TRUE.
1143       ENDIF
1144    ENDIF
1145
1146!
1147!-- Broadcast the id of the inflow PE
1148    IF ( inflow_l )  THEN
1149       id_inflow_l = myidx
1150    ELSE
1151       id_inflow_l = 0
1152    ENDIF
1153    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1154    CALL MPI_ALLREDUCE( id_inflow_l, id_inflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1155                        comm1dx, ierr )
1156
1157!
1158!-- Broadcast the id of the recycling plane
1159!-- WARNING: needs to be adjusted in case of inflows other than from left side!
1160    IF ( NINT( recycling_width / dx ) >= nxl  .AND. &
1161         NINT( recycling_width / dx ) <= nxr )  THEN
1162       id_recycling_l = myidx
1163    ELSE
1164       id_recycling_l = 0
1165    ENDIF
1166    IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1167    CALL MPI_ALLREDUCE( id_recycling_l, id_recycling, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1168                        comm1dx, ierr )
1169
1170!
1171!-- Broadcast the id of the outflow PE and outflow-source plane
1172    IF ( turbulent_outflow )  THEN
1173
1174       IF ( outflow_r )  THEN
1175          id_outflow_l = myidx
1176       ELSE
1177          id_outflow_l = 0
1178       ENDIF
1179       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1180       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_l, id_outflow, 1, MPI_INTEGER, MPI_SUM, &
1181                           comm1dx, ierr )
1182
1183       IF ( NINT( outflow_source_plane / dx ) >= nxl  .AND. &
1184            NINT( outflow_source_plane / dx ) <= nxr )  THEN
1185          id_outflow_source_l = myidx
1186       ELSE
1187          id_outflow_source_l = 0
1188       ENDIF
1189       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
1190       CALL MPI_ALLREDUCE( id_outflow_source_l, id_outflow_source, 1, &
1191                           MPI_INTEGER, MPI_SUM, comm1dx, ierr )
1192
1193    ENDIF
1194
1195    CALL location_message( 'finished', .TRUE. )
1196
1197#else
1198    IF ( bc_lr == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1199       inflow_l  = .TRUE.
1200       outflow_r = .TRUE.
1201    ELSEIF ( bc_lr == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1202       outflow_l = .TRUE.
1203       inflow_r  = .TRUE.
1204    ENDIF
1205
1206    IF ( bc_ns == 'dirichlet/radiation' )  THEN
1207       inflow_n  = .TRUE.
1208       outflow_s = .TRUE.
1209    ELSEIF ( bc_ns == 'radiation/dirichlet' )  THEN
1210       outflow_n = .TRUE.
1211       inflow_s  = .TRUE.
1212    ENDIF
1213#endif
1214
1215!
1216!-- At the inflow or outflow, u or v, respectively, have to be calculated for
1217!-- one more grid point.
1218    IF ( inflow_l .OR. outflow_l .OR. nest_bound_l )  THEN
1219       nxlu = nxl + 1
1220    ELSE
1221       nxlu = nxl
1222    ENDIF
1223    IF ( inflow_s .OR. outflow_s .OR. nest_bound_s )  THEN
1224       nysv = nys + 1
1225    ELSE
1226       nysv = nys
1227    ENDIF
1228
1229!
1230!-- Allocate wall flag arrays used in the multigrid solver
1231    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
1232
1233       DO  i = maximum_grid_level, 1, -1
1234
1235           SELECT CASE ( i )
1236
1237              CASE ( 1 )
1238                 ALLOCATE( wall_flags_1(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1239                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1240                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1241
1242              CASE ( 2 )
1243                 ALLOCATE( wall_flags_2(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1244                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1245                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1246
1247              CASE ( 3 )
1248                 ALLOCATE( wall_flags_3(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1249                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1250                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1251
1252              CASE ( 4 )
1253                 ALLOCATE( wall_flags_4(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1254                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1255                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1256
1257              CASE ( 5 )
1258                 ALLOCATE( wall_flags_5(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1259                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1260                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1261
1262              CASE ( 6 )
1263                 ALLOCATE( wall_flags_6(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1264                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1265                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1266
1267              CASE ( 7 )
1268                 ALLOCATE( wall_flags_7(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1269                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1270                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1271
1272              CASE ( 8 )
1273                 ALLOCATE( wall_flags_8(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1274                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1275                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1276
1277              CASE ( 9 )
1278                 ALLOCATE( wall_flags_9(nzb:nzt_mg(i)+1,         &
1279                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1280                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1281
1282              CASE ( 10 )
1283                 ALLOCATE( wall_flags_10(nzb:nzt_mg(i)+1,        &
1284                                        nys_mg(i)-1:nyn_mg(i)+1, &
1285                                        nxl_mg(i)-1:nxr_mg(i)+1) )
1286
1287              CASE DEFAULT
1288                 message_string = 'more than 10 multigrid levels'
1289                 CALL message( 'init_pegrid', 'PA0238', 1, 2, 0, 6, 0 )
1290
1291          END SELECT
1292
1293       ENDDO
1294
1295    ENDIF
1296
1297!
1298!-- Calculate the number of groups into which parallel I/O is split.
1299!-- The default for files which are opened by all PEs (or where each
1300!-- PE opens his own independent file) is, that all PEs are doing input/output
1301!-- in parallel at the same time. This might cause performance or even more
1302!-- severe problems depending on the configuration of the underlying file
1303!-- system.
1304!-- First, set the default:
1305    IF ( maximum_parallel_io_streams == -1  .OR. &
1306         maximum_parallel_io_streams > numprocs )  THEN
1307       maximum_parallel_io_streams = numprocs
1308    ENDIF
1309
1310!
1311!-- Now calculate the number of io_blocks and the io_group to which the
1312!-- respective PE belongs. I/O of the groups is done in serial, but in parallel
1313!-- for all PEs belonging to the same group. A preliminary setting with myid
1314!-- based on MPI_COMM_WORLD has been done in parin.
1315    io_blocks = numprocs / maximum_parallel_io_streams
1316    io_group  = MOD( myid+1, io_blocks )
1317   
1318
1319 END SUBROUTINE init_pegrid
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.