source: palm/trunk/SOURCE/init_rankine.f90 @ 2001

Last change on this file since 2001 was 2001, checked in by knoop, 5 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 6.2 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!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: init_rankine.f90 2001 2016-08-20 18:41:22Z knoop $
27!
28! 2000 2016-08-20 18:09:15Z knoop
29! Forced header and separation lines into 80 columns
30!
31! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
32! Code annotations made doxygen readable
33!
34! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
35! REAL constants provided with KIND-attribute
36!
37! 1322 2014-03-20 16:38:49Z raasch
38! REAL constants defined as wp_kind
39!
40! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
41! ONLY-attribute added to USE-statements,
42! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
43! kinds are defined in new module kinds,
44! revision history before 2012 removed,
45! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
46! all variable declaration statements
47!
48! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
49! code put under GPL (PALM 3.9)
50!
51! Revision 1.1  1997/08/11 06:18:43  raasch
52! Initial revision
53!
54!
55! Description:
56! ------------
57!> Initialize a (nondivergent) Rankine eddy with a vertical axis in order to test
58!> the advection terms and the pressure solver.
59!------------------------------------------------------------------------------!
60 SUBROUTINE init_rankine
61 
62
63    USE arrays_3d,                                                             &
64        ONLY:  pt, pt_init, u, u_init, v, v_init
65
66    USE control_parameters,                                                    &
67        ONLY:  initializing_actions, n_sor, nsor, nsor_ini   
68
69    USE constants,                                                             &
70        ONLY:  pi
71
72    USE grid_variables,                                                        &
73        ONLY:  dx, dy
74
75    USE indices,                                                               &
76        ONLY:  nbgp, nx, nxl, nxlg, nxr, nxrg, nyn, nyng, nys, nysg, nzb, nzt     
77               
78    USE kinds
79
80    IMPLICIT NONE
81
82    INTEGER(iwp) ::  i   !<
83    INTEGER(iwp) ::  ic  !<
84    INTEGER(iwp) ::  j   !<
85    INTEGER(iwp) ::  jc  !<
86    INTEGER(iwp) ::  k   !<
87    INTEGER(iwp) ::  kc1 !<
88    INTEGER(iwp) ::  kc2 !<
89   
90    REAL(wp)     ::  alpha  !<
91    REAL(wp)     ::  betrag !<
92    REAL(wp)     ::  radius !<
93    REAL(wp)     ::  rc     !<
94    REAL(wp)     ::  uw     !<
95    REAL(wp)     ::  vw     !<
96    REAL(wp)     ::  x      !<
97    REAL(wp)     ::  y      !<
98
99!
100!-- Default: eddy radius rc, eddy strength z,
101!--          position of eddy centre: ic, jc, kc1, kc2
102    rc  =  4.0_wp * dx
103    ic  =  ( nx+1 ) / 2
104    jc  =  ic
105    kc1 = nzb
106    kc2 = nzt+1
107
108!
109!-- Reset initial profiles to constant profiles
110    IF ( INDEX(initializing_actions, 'set_constant_profiles') /= 0 )  THEN
111       DO  i = nxlg, nxrg
112          DO  j = nysg, nyng
113             pt(:,j,i) = pt_init
114             u(:,j,i)  = u_init
115             v(:,j,i)  = v_init
116          ENDDO
117       ENDDO
118    ENDIF
119
120!
121!-- Compute the u-component.
122    DO  i = nxl, nxr
123       DO  j = nys, nyn
124          x = ( i - ic - 0.5_wp ) * dx
125          y = ( j - jc          ) * dy
126          radius = SQRT( x**2 + y**2 )
127          IF ( radius <= 2.0_wp * rc )  THEN
128             betrag = radius / ( 2.0_wp * rc ) * 0.08_wp
129          ELSEIF ( radius > 2.0_wp * rc  .AND.  radius < 8.0_wp * rc )  THEN
130             betrag = 0.08_wp * EXP( -( radius - 2.0_wp * rc ) / 2.0_wp )
131          ELSE
132             betrag = 0.0_wp
133          ENDIF
134
135          IF ( x == 0.0_wp )  THEN
136             IF ( y > 0.0_wp )  THEN
137                alpha = pi / 2.0_wp
138             ELSEIF ( y < 0.0_wp )  THEN
139                alpha = 3.0_wp * pi / 2.0_wp
140             ENDIF
141          ELSE
142             IF ( x < 0.0_wp )  THEN
143                alpha = ATAN( y / x ) + pi
144             ELSE
145                IF ( y < 0.0_wp )  THEN
146                   alpha = ATAN( y / x ) + 2.0_wp * pi
147                ELSE
148                   alpha = ATAN( y / x )
149                ENDIF
150             ENDIF
151          ENDIF
152
153          uw = -SIN( alpha ) * betrag
154
155          DO  k = kc1, kc2
156             u(k,j,i) = u(k,j,i) + uw
157          ENDDO
158       ENDDO
159    ENDDO
160
161!
162!-- Compute the v-component.
163    DO  i = nxl, nxr
164       DO  j = nys, nyn
165          x = ( i - ic          ) * dx
166          y = ( j - jc - 0.5_wp ) * dy
167          radius = SQRT( x**2 + y**2 )
168          IF ( radius <= 2.0_wp * rc )  THEN
169             betrag = radius / ( 2.0_wp * rc ) * 0.08_wp
170          ELSEIF ( radius > 2.0_wp * rc  .AND.  radius < 8.0_wp * rc )  THEN
171             betrag = 0.08_wp * EXP( -( radius - 2.0_wp * rc ) / 2.0_wp )
172          ELSE
173             betrag = 0.0_wp
174          ENDIF
175
176          IF ( x == 0.0_wp )  THEN
177             IF ( y > 0.0_wp )  THEN
178                alpha = pi / 2.0_wp
179             ELSEIF ( y < 0.0_wp )  THEN
180                alpha = 3.0_wp * pi / 2.0_wp
181             ENDIF
182          ELSE
183             IF ( x < 0.0_wp )  THEN
184                alpha = ATAN( y / x ) + pi
185             ELSE
186                IF ( y < 0.0_wp )  THEN
187                   alpha = ATAN( y / x ) + 2.0_wp * pi
188                ELSE
189                   alpha = ATAN( y / x )
190                ENDIF
191             ENDIF
192          ENDIF
193
194          vw = COS( alpha ) * betrag
195
196          DO  k = kc1, kc2
197             v(k,j,i) = v(k,j,i) + vw
198          ENDDO
199       ENDDO
200    ENDDO
201
202!
203!-- Exchange of boundary values for the velocities.
204    CALL exchange_horiz( u, nbgp)
205    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
206!
207!-- Make velocity field nondivergent.
208    n_sor = nsor_ini
209    CALL pres
210    n_sor = nsor
211
212 END SUBROUTINE init_rankine
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.