source: palm/trunk/SOURCE/init_rankine.f90 @ 2000

Last change on this file since 2000 was 2000, checked in by knoop, 5 years ago

Forced header and separation lines into 80 columns

  • 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
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 1997-2016 Leibniz Universitaet Hannover
18!------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22! Forced header and separation lines into 80 columns
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: init_rankine.f90 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop $
27!
28! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
29! Code annotations made doxygen readable
30!
31! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
32! REAL constants provided with KIND-attribute
33!
34! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
35! REAL constants defined as wp_kind
36!
37! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
38! ONLY-attribute added to USE-statements,
39! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
40! kinds are defined in new module kinds,
41! revision history before 2012 removed,
42! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
43! all variable declaration statements
44!
45! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
46! code put under GPL (PALM 3.9)
47!
48! Revision 1.1  1997/08/11 06:18:43  raasch
49! Initial revision
50!
51!
52! Description:
53! ------------
54!> Initialize a (nondivergent) Rankine eddy with a vertical axis in order to test
55!> the advection terms and the pressure solver.
56!------------------------------------------------------------------------------!
57 SUBROUTINE init_rankine
58 
59
60    USE arrays_3d,                                                             &
61        ONLY:  pt, pt_init, u, u_init, v, v_init
62
63    USE control_parameters,                                                    &
64        ONLY:  initializing_actions, n_sor, nsor, nsor_ini   
65
66    USE constants,                                                             &
67        ONLY:  pi
68
69    USE grid_variables,                                                        &
70        ONLY:  dx, dy
71
72    USE indices,                                                               &
73        ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt     
74               
75    USE kinds
76
77    IMPLICIT NONE
78
79    INTEGER(iwp) ::  i   !<
80    INTEGER(iwp) ::  ic  !<
81    INTEGER(iwp) ::  j   !<
82    INTEGER(iwp) ::  jc  !<
83    INTEGER(iwp) ::  k   !<
84    INTEGER(iwp) ::  kc1 !<
85    INTEGER(iwp) ::  kc2 !<
86   
87    REAL(wp)     ::  alpha  !<
88    REAL(wp)     ::  betrag !<
89    REAL(wp)     ::  radius !<
90    REAL(wp)     ::  rc     !<
91    REAL(wp)     ::  uw     !<
92    REAL(wp)     ::  vw     !<
93    REAL(wp)     ::  x      !<
94    REAL(wp)     ::  y      !<
95
96!
97!-- Default: eddy radius rc, eddy strength z,
98!--          position of eddy centre: ic, jc, kc1, kc2
99    rc  =  4.0_wp * dx
100    ic  =  ( nx+1 ) / 2
101    jc  =  ic
102    kc1 = nzb
103    kc2 = nzt+1
104
105!
106!-- Reset initial profiles to constant profiles
107    IF ( INDEX(initializing_actions, 'set_constant_profiles') /= 0 )  THEN
108       DO  i = nxlg, nxrg
109          DO  j = nysg, nyng
110             pt(:,j,i) = pt_init
111             u(:,j,i)  = u_init
112             v(:,j,i)  = v_init
113          ENDDO
114       ENDDO
115    ENDIF
116
117!
118!-- Compute the u-component.
119    DO  i = nxl, nxr
120       DO  j = nys, nyn
121          x = ( i - ic - 0.5_wp ) * dx
122          y = ( j - jc          ) * dy
123          radius = SQRT( x**2 + y**2 )
124          IF ( radius <= 2.0_wp * rc )  THEN
125             betrag = radius / ( 2.0_wp * rc ) * 0.08_wp
126          ELSEIF ( radius > 2.0_wp * rc  .AND.  radius < 8.0_wp * rc )  THEN
127             betrag = 0.08_wp * EXP( -( radius - 2.0_wp * rc ) / 2.0_wp )
128          ELSE
129             betrag = 0.0_wp
130          ENDIF
131
132          IF ( x == 0.0_wp )  THEN
133             IF ( y > 0.0_wp )  THEN
134                alpha = pi / 2.0_wp
135             ELSEIF ( y < 0.0_wp )  THEN
136                alpha = 3.0_wp * pi / 2.0_wp
137             ENDIF
138          ELSE
139             IF ( x < 0.0_wp )  THEN
140                alpha = ATAN( y / x ) + pi
141             ELSE
142                IF ( y < 0.0_wp )  THEN
143                   alpha = ATAN( y / x ) + 2.0_wp * pi
144                ELSE
145                   alpha = ATAN( y / x )
146                ENDIF
147             ENDIF
148          ENDIF
149
150          uw = -SIN( alpha ) * betrag
151
152          DO  k = kc1, kc2
153             u(k,j,i) = u(k,j,i) + uw
154          ENDDO
155       ENDDO
156    ENDDO
157
158!
159!-- Compute the v-component.
160    DO  i = nxl, nxr
161       DO  j = nys, nyn
162          x = ( i - ic          ) * dx
163          y = ( j - jc - 0.5_wp ) * dy
164          radius = SQRT( x**2 + y**2 )
165          IF ( radius <= 2.0_wp * rc )  THEN
166             betrag = radius / ( 2.0_wp * rc ) * 0.08_wp
167          ELSEIF ( radius > 2.0_wp * rc  .AND.  radius < 8.0_wp * rc )  THEN
168             betrag = 0.08_wp * EXP( -( radius - 2.0_wp * rc ) / 2.0_wp )
169          ELSE
170             betrag = 0.0_wp
171          ENDIF
172
173          IF ( x == 0.0_wp )  THEN
174             IF ( y > 0.0_wp )  THEN
175                alpha = pi / 2.0_wp
176             ELSEIF ( y < 0.0_wp )  THEN
177                alpha = 3.0_wp * pi / 2.0_wp
178             ENDIF
179          ELSE
180             IF ( x < 0.0_wp )  THEN
181                alpha = ATAN( y / x ) + pi
182             ELSE
183                IF ( y < 0.0_wp )  THEN
184                   alpha = ATAN( y / x ) + 2.0_wp * pi
185                ELSE
186                   alpha = ATAN( y / x )
187                ENDIF
188             ENDIF
189          ENDIF
190
191          vw = COS( alpha ) * betrag
192
193          DO  k = kc1, kc2
194             v(k,j,i) = v(k,j,i) + vw
195          ENDDO
196       ENDDO
197    ENDDO
198
199!
200!-- Exchange of boundary values for the velocities.
201    CALL exchange_horiz( u, nbgp)
202    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
203!
204!-- Make velocity field nondivergent.
205    n_sor = nsor_ini
206    CALL pres
207    n_sor = nsor
208
209 END SUBROUTINE init_rankine
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.