source: palm/trunk/SOURCE/init_rankine.f90 @ 1818

Last change on this file since 1818 was 1818, checked in by maronga, 5 years ago

last commit documented / copyright update

  • 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 1997-2016 Leibniz Universitaet Hannover
17!--------------------------------------------------------------------------------!
18!
19! Current revisions:
20! -----------------
21!
22!
23! Former revisions:
24! -----------------
25! $Id: init_rankine.f90 1818 2016-04-06 15:53:27Z maronga $
26!
27! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
28! Code annotations made doxygen readable
29!
30! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
31! REAL constants provided with KIND-attribute
32!
33! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
34! REAL constants defined as wp_kind
35!
36! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
37! ONLY-attribute added to USE-statements,
38! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
39! kinds are defined in new module kinds,
40! revision history before 2012 removed,
41! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
42! all variable declaration statements
43!
44! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
45! code put under GPL (PALM 3.9)
46!
47! Revision 1.1  1997/08/11 06:18:43  raasch
48! Initial revision
49!
50!
51! Description:
52! ------------
53!> Initialize a (nondivergent) Rankine eddy with a vertical axis in order to test
54!> the advection terms and the pressure solver.
55!------------------------------------------------------------------------------!
56 SUBROUTINE init_rankine
57 
58
59    USE arrays_3d,                                                             &
60        ONLY:  pt, pt_init, u, u_init, v, v_init
61
62    USE control_parameters,                                                    &
63        ONLY:  initializing_actions, n_sor, nsor, nsor_ini   
64
65    USE constants,                                                             &
66        ONLY:  pi
67
68    USE grid_variables,                                                        &
69        ONLY:  dx, dy
70
71    USE indices,                                                               &
72        ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt     
73               
74    USE kinds
75
76    IMPLICIT NONE
77
78    INTEGER(iwp) ::  i   !<
79    INTEGER(iwp) ::  ic  !<
80    INTEGER(iwp) ::  j   !<
81    INTEGER(iwp) ::  jc  !<
82    INTEGER(iwp) ::  k   !<
83    INTEGER(iwp) ::  kc1 !<
84    INTEGER(iwp) ::  kc2 !<
85   
86    REAL(wp)     ::  alpha  !<
87    REAL(wp)     ::  betrag !<
88    REAL(wp)     ::  radius !<
89    REAL(wp)     ::  rc     !<
90    REAL(wp)     ::  uw     !<
91    REAL(wp)     ::  vw     !<
92    REAL(wp)     ::  x      !<
93    REAL(wp)     ::  y      !<
94
95!
96!-- Default: eddy radius rc, eddy strength z,
97!--          position of eddy centre: ic, jc, kc1, kc2
98    rc  =  4.0_wp * dx
99    ic  =  ( nx+1 ) / 2
100    jc  =  ic
101    kc1 = nzb
102    kc2 = nzt+1
103
104!
105!-- Reset initial profiles to constant profiles
106    IF ( INDEX(initializing_actions, 'set_constant_profiles') /= 0 )  THEN
107       DO  i = nxlg, nxrg
108          DO  j = nysg, nyng
109             pt(:,j,i) = pt_init
110             u(:,j,i)  = u_init
111             v(:,j,i)  = v_init
112          ENDDO
113       ENDDO
114    ENDIF
115
116!
117!-- Compute the u-component.
118    DO  i = nxl, nxr
119       DO  j = nys, nyn
120          x = ( i - ic - 0.5_wp ) * dx
121          y = ( j - jc          ) * dy
122          radius = SQRT( x**2 + y**2 )
123          IF ( radius <= 2.0_wp * rc )  THEN
124             betrag = radius / ( 2.0_wp * rc ) * 0.08_wp
125          ELSEIF ( radius > 2.0_wp * rc  .AND.  radius < 8.0_wp * rc )  THEN
126             betrag = 0.08_wp * EXP( -( radius - 2.0_wp * rc ) / 2.0_wp )
127          ELSE
128             betrag = 0.0_wp
129          ENDIF
130
131          IF ( x == 0.0_wp )  THEN
132             IF ( y > 0.0_wp )  THEN
133                alpha = pi / 2.0_wp
134             ELSEIF ( y < 0.0_wp )  THEN
135                alpha = 3.0_wp * pi / 2.0_wp
136             ENDIF
137          ELSE
138             IF ( x < 0.0_wp )  THEN
139                alpha = ATAN( y / x ) + pi
140             ELSE
141                IF ( y < 0.0_wp )  THEN
142                   alpha = ATAN( y / x ) + 2.0_wp * pi
143                ELSE
144                   alpha = ATAN( y / x )
145                ENDIF
146             ENDIF
147          ENDIF
148
149          uw = -SIN( alpha ) * betrag
150
151          DO  k = kc1, kc2
152             u(k,j,i) = u(k,j,i) + uw
153          ENDDO
154       ENDDO
155    ENDDO
156
157!
158!-- Compute the v-component.
159    DO  i = nxl, nxr
160       DO  j = nys, nyn
161          x = ( i - ic          ) * dx
162          y = ( j - jc - 0.5_wp ) * dy
163          radius = SQRT( x**2 + y**2 )
164          IF ( radius <= 2.0_wp * rc )  THEN
165             betrag = radius / ( 2.0_wp * rc ) * 0.08_wp
166          ELSEIF ( radius > 2.0_wp * rc  .AND.  radius < 8.0_wp * rc )  THEN
167             betrag = 0.08_wp * EXP( -( radius - 2.0_wp * rc ) / 2.0_wp )
168          ELSE
169             betrag = 0.0_wp
170          ENDIF
171
172          IF ( x == 0.0_wp )  THEN
173             IF ( y > 0.0_wp )  THEN
174                alpha = pi / 2.0_wp
175             ELSEIF ( y < 0.0_wp )  THEN
176                alpha = 3.0_wp * pi / 2.0_wp
177             ENDIF
178          ELSE
179             IF ( x < 0.0_wp )  THEN
180                alpha = ATAN( y / x ) + pi
181             ELSE
182                IF ( y < 0.0_wp )  THEN
183                   alpha = ATAN( y / x ) + 2.0_wp * pi
184                ELSE
185                   alpha = ATAN( y / x )
186                ENDIF
187             ENDIF
188          ENDIF
189
190          vw = COS( alpha ) * betrag
191
192          DO  k = kc1, kc2
193             v(k,j,i) = v(k,j,i) + vw
194          ENDDO
195       ENDDO
196    ENDDO
197
198!
199!-- Exchange of boundary values for the velocities.
200    CALL exchange_horiz( u, nbgp)
201    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
202!
203!-- Make velocity field nondivergent.
204    n_sor = nsor_ini
205    CALL pres
206    n_sor = nsor
207
208 END SUBROUTINE init_rankine
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.