source: palm/trunk/SOURCE/init_rankine.f90 @ 1682

Last change on this file since 1682 was 1682, checked in by knoop, 6 years ago

Code annotations made doxygen readable

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 6.1 KB
Line 
1!> @file init_rankine.f90
2!--------------------------------------------------------------------------------!
3! This file is part of PALM.
4!
5! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
6! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
7! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
8!
9! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
10! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
11! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
12!
13! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
14! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
15!
16! Copyright 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
17!--------------------------------------------------------------------------------!
18!
19! Current revisions:
20! -----------------
21! Code annotations made doxygen readable
22!
23! Former revisions:
24! -----------------
25! $Id: init_rankine.f90 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop $
26!
27! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
28! REAL constants provided with KIND-attribute
29!
30! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
31! REAL constants defined as wp_kind
32!
33! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
34! ONLY-attribute added to USE-statements,
35! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
36! kinds are defined in new module kinds,
37! revision history before 2012 removed,
38! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
39! all variable declaration statements
40!
41! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
42! code put under GPL (PALM 3.9)
43!
44! Revision 1.1  1997/08/11 06:18:43  raasch
45! Initial revision
46!
47!
48! Description:
49! ------------
50!> Initialize a (nondivergent) Rankine eddy with a vertical axis in order to test
51!> the advection terms and the pressure solver.
52!------------------------------------------------------------------------------!
53 SUBROUTINE init_rankine
54 
55
56    USE arrays_3d,                                                             &
57        ONLY:  pt, pt_init, u, u_init, v, v_init
58
59    USE control_parameters,                                                    &
60        ONLY:  initializing_actions, n_sor, nsor, nsor_ini   
61
62    USE constants,                                                             &
63        ONLY:  pi
64
65    USE grid_variables,                                                        &
66        ONLY:  dx, dy
67
68    USE indices,                                                               &
69        ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt     
70               
71    USE kinds
72
73    IMPLICIT NONE
74
75    INTEGER(iwp) ::  i   !<
76    INTEGER(iwp) ::  ic  !<
77    INTEGER(iwp) ::  j   !<
78    INTEGER(iwp) ::  jc  !<
79    INTEGER(iwp) ::  k   !<
80    INTEGER(iwp) ::  kc1 !<
81    INTEGER(iwp) ::  kc2 !<
82   
83    REAL(wp)     ::  alpha  !<
84    REAL(wp)     ::  betrag !<
85    REAL(wp)     ::  radius !<
86    REAL(wp)     ::  rc     !<
87    REAL(wp)     ::  uw     !<
88    REAL(wp)     ::  vw     !<
89    REAL(wp)     ::  x      !<
90    REAL(wp)     ::  y      !<
91
92!
93!-- Default: eddy radius rc, eddy strength z,
94!--          position of eddy centre: ic, jc, kc1, kc2
95    rc  =  4.0_wp * dx
96    ic  =  ( nx+1 ) / 2
97    jc  =  ic
98    kc1 = nzb
99    kc2 = nzt+1
100
101!
102!-- Reset initial profiles to constant profiles
103    IF ( INDEX(initializing_actions, 'set_constant_profiles') /= 0 )  THEN
104       DO  i = nxlg, nxrg
105          DO  j = nysg, nyng
106             pt(:,j,i) = pt_init
107             u(:,j,i)  = u_init
108             v(:,j,i)  = v_init
109          ENDDO
110       ENDDO
111    ENDIF
112
113!
114!-- Compute the u-component.
115    DO  i = nxl, nxr
116       DO  j = nys, nyn
117          x = ( i - ic - 0.5_wp ) * dx
118          y = ( j - jc          ) * dy
119          radius = SQRT( x**2 + y**2 )
120          IF ( radius <= 2.0_wp * rc )  THEN
121             betrag = radius / ( 2.0_wp * rc ) * 0.08_wp
122          ELSEIF ( radius > 2.0_wp * rc  .AND.  radius < 8.0_wp * rc )  THEN
123             betrag = 0.08_wp * EXP( -( radius - 2.0_wp * rc ) / 2.0_wp )
124          ELSE
125             betrag = 0.0_wp
126          ENDIF
127
128          IF ( x == 0.0_wp )  THEN
129             IF ( y > 0.0_wp )  THEN
130                alpha = pi / 2.0_wp
131             ELSEIF ( y < 0.0_wp )  THEN
132                alpha = 3.0_wp * pi / 2.0_wp
133             ENDIF
134          ELSE
135             IF ( x < 0.0_wp )  THEN
136                alpha = ATAN( y / x ) + pi
137             ELSE
138                IF ( y < 0.0_wp )  THEN
139                   alpha = ATAN( y / x ) + 2.0_wp * pi
140                ELSE
141                   alpha = ATAN( y / x )
142                ENDIF
143             ENDIF
144          ENDIF
145
146          uw = -SIN( alpha ) * betrag
147
148          DO  k = kc1, kc2
149             u(k,j,i) = u(k,j,i) + uw
150          ENDDO
151       ENDDO
152    ENDDO
153
154!
155!-- Compute the v-component.
156    DO  i = nxl, nxr
157       DO  j = nys, nyn
158          x = ( i - ic          ) * dx
159          y = ( j - jc - 0.5_wp ) * dy
160          radius = SQRT( x**2 + y**2 )
161          IF ( radius <= 2.0_wp * rc )  THEN
162             betrag = radius / ( 2.0_wp * rc ) * 0.08_wp
163          ELSEIF ( radius > 2.0_wp * rc  .AND.  radius < 8.0_wp * rc )  THEN
164             betrag = 0.08_wp * EXP( -( radius - 2.0_wp * rc ) / 2.0_wp )
165          ELSE
166             betrag = 0.0_wp
167          ENDIF
168
169          IF ( x == 0.0_wp )  THEN
170             IF ( y > 0.0_wp )  THEN
171                alpha = pi / 2.0_wp
172             ELSEIF ( y < 0.0_wp )  THEN
173                alpha = 3.0_wp * pi / 2.0_wp
174             ENDIF
175          ELSE
176             IF ( x < 0.0_wp )  THEN
177                alpha = ATAN( y / x ) + pi
178             ELSE
179                IF ( y < 0.0_wp )  THEN
180                   alpha = ATAN( y / x ) + 2.0_wp * pi
181                ELSE
182                   alpha = ATAN( y / x )
183                ENDIF
184             ENDIF
185          ENDIF
186
187          vw = COS( alpha ) * betrag
188
189          DO  k = kc1, kc2
190             v(k,j,i) = v(k,j,i) + vw
191          ENDDO
192       ENDDO
193    ENDDO
194
195!
196!-- Exchange of boundary values for the velocities.
197    CALL exchange_horiz( u, nbgp)
198    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
199!
200!-- Make velocity field nondivergent.
201    n_sor = nsor_ini
202    CALL pres
203    n_sor = nsor
204
205 END SUBROUTINE init_rankine
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.