source: palm/trunk/SOURCE/pres.f90 @ 1834

Last change on this file since 1834 was 1818, checked in by maronga, 5 years ago

last commit documented / copyright update

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 24.8 KB
Line 
1!> @file pres.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: pres.f90 1818 2016-04-06 15:53:27Z raasch $
26!
27! 1799 2016-04-05 08:35:55Z gronemeier
28! Bugfix: excluded third dimension from horizontal volume flow calculation
29!
30! 1762 2016-02-25 12:31:13Z hellstea
31! Introduction of nested domain feature
32!
33! 1682 2015-10-07 23:56:08Z knoop
34! Code annotations made doxygen readable
35!
36! 1575 2015-03-27 09:56:27Z raasch
37! poismg_fast + respective module added, adjustments for psolver-queries
38!
39! 1342 2014-03-26 17:04:47Z kanani
40! REAL constants defined as wp-kind
41!
42! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
43! ONLY-attribute added to USE-statements,
44! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
45! kinds are defined in new module kinds,
46! old module precision_kind is removed,
47! revision history before 2012 removed,
48! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
49! all variable declaration statements
50!
51! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
52! module interfaces removed
53!
54! 1306 2014-03-13 14:30:59Z raasch
55! second argument removed from routine poisfft
56!
57! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
58! openacc loop and loop vector clauses removed, independent clauses added,
59! end parallel replaced by end parallel loop
60!
61! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
62! openACC porting of reduction operations, loops for calculating d are
63! using the rflags_s_inner multiply flag instead of the nzb_s_inner loop index
64!
65! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
66! call of poisfft_hybrid removed
67!
68! 1117 2013-03-27 11:15:36Z suehring
69! Bugfix in OpenMP parallelization.
70!
71! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
72! GPU-porting of several loops, some loops rearranged
73!
74! 1111 2013-03-08 23:54:10Z
75! openACC statements added,
76! ibc_p_b = 2 removed
77!
78! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
79! unused variables removed
80!
81! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
82! code put under GPL (PALM 3.9)
83!
84! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
85! adjustment of array tend for cases with unequal subdomain sizes removed
86!
87! Revision 1.1  1997/07/24 11:24:44  raasch
88! Initial revision
89!
90!
91! Description:
92! ------------
93!> Compute the divergence of the provisional velocity field. Solve the Poisson
94!> equation for the perturbation pressure. Compute the final velocities using
95!> this perturbation pressure. Compute the remaining divergence.
96!------------------------------------------------------------------------------!
97 SUBROUTINE pres
98 
99
100    USE arrays_3d,                                                             &
101        ONLY:  d, ddzu, ddzu_pres, ddzw, dzw, p, p_loc, tend, u, v, w
102
103    USE control_parameters,                                                    &
104        ONLY:  bc_lr_cyc, bc_ns_cyc, conserve_volume_flow, dt_3d,              &
105               gathered_size, ibc_p_b, ibc_p_t, intermediate_timestep_count,   &
106               mg_switch_to_pe0_level, nest_domain, nest_bound_l,              &
107               nest_bound_n, nest_bound_r, nest_bound_s, on_device, outflow_l, &
108               outflow_n, outflow_r, outflow_s, psolver, simulated_time,       &
109               subdomain_size, topography, volume_flow, volume_flow_area,      &
110               volume_flow_initial
111
112    USE cpulog,                                                                &
113        ONLY:  cpu_log, log_point, log_point_s
114
115    USE grid_variables,                                                        &
116        ONLY:  ddx, ddy
117
118    USE indices,                                                               &
119        ONLY:  nbgp, ngp_2dh_outer, nx, nxl, nxlg, nxl_mg, nxr, nxrg, nxr_mg,  &
120               ny, nys, nysg, nys_mg, nyn, nyng, nyn_mg, nzb, nzb_s_inner,     &
121               nzb_u_inner, nzb_v_inner, nzb_w_inner, nzb_2d, nzt, nzt_mg,     &
122               rflags_s_inner
123
124    USE kinds
125
126    USE pegrid
127
128    USE poisfft_mod,                                                           &
129        ONLY:  poisfft
130
131    USE poismg_mod
132
133    USE statistics,                                                            &
134        ONLY:  statistic_regions, sums_divnew_l, sums_divold_l, weight_pres,   &
135               weight_substep
136
137    IMPLICIT NONE
138
139    INTEGER(iwp) ::  i              !<
140    INTEGER(iwp) ::  j              !<
141    INTEGER(iwp) ::  k              !<
142
143    REAL(wp)     ::  ddt_3d         !<
144    REAL(wp)     ::  localsum       !<
145    REAL(wp)     ::  threadsum      !<
146    REAL(wp)     ::  d_weight_pres  !<
147
148    REAL(wp), DIMENSION(1:3)   ::  volume_flow_l       !<
149    REAL(wp), DIMENSION(1:3)   ::  volume_flow_offset  !<
150    REAL(wp), DIMENSION(1:nzt) ::  w_l                 !<
151    REAL(wp), DIMENSION(1:nzt) ::  w_l_l               !<
152
153
154    CALL cpu_log( log_point(8), 'pres', 'start' )
155
156
157    ddt_3d = 1.0_wp / dt_3d
158    d_weight_pres = 1.0_wp / weight_pres(intermediate_timestep_count)
159
160!
161!-- Multigrid method expects array d to have one ghost layer.
162!--
163    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
164     
165       DEALLOCATE( d )
166       ALLOCATE( d(nzb:nzt+1,nys-1:nyn+1,nxl-1:nxr+1) ) 
167
168!
169!--    Since p is later used to hold the weighted average of the substeps, it
170!--    cannot be used in the iterative solver. Therefore, its initial value is
171!--    stored on p_loc, which is then iteratively advanced in every substep.
172       IF ( intermediate_timestep_count <= 1 )  THEN
173          DO  i = nxl-1, nxr+1
174             DO  j = nys-1, nyn+1
175                DO  k = nzb, nzt+1
176                   p_loc(k,j,i) = p(k,j,i)
177                ENDDO
178             ENDDO
179          ENDDO
180       ENDIF
181       
182    ELSEIF ( psolver == 'sor'  .AND.  intermediate_timestep_count == 1 )  THEN
183
184!
185!--    Since p is later used to hold the weighted average of the substeps, it
186!--    cannot be used in the iterative solver. Therefore, its initial value is
187!--    stored on p_loc, which is then iteratively advanced in every substep.
188       p_loc = p
189
190    ENDIF
191
192!
193!-- Conserve the volume flow at the outflow in case of non-cyclic lateral
194!-- boundary conditions
195!-- WARNING: so far, this conservation does not work at the left/south
196!--          boundary if the topography at the inflow differs from that at the
197!--          outflow! For this case, volume_flow_area needs adjustment!
198!
199!-- Left/right
200    IF ( conserve_volume_flow  .AND.  ( outflow_l .OR. outflow_r ) )  THEN
201
202       volume_flow(1)   = 0.0_wp
203       volume_flow_l(1) = 0.0_wp
204
205       IF ( outflow_l )  THEN
206          i = 0
207       ELSEIF ( outflow_r )  THEN
208          i = nx+1
209       ENDIF
210
211       DO  j = nys, nyn
212!
213!--       Sum up the volume flow through the south/north boundary
214          DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
215             volume_flow_l(1) = volume_flow_l(1) + u(k,j,i) * dzw(k)
216          ENDDO
217       ENDDO
218
219#if defined( __parallel )   
220       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm1dy, ierr )
221       CALL MPI_ALLREDUCE( volume_flow_l(1), volume_flow(1), 1, MPI_REAL, &
222                           MPI_SUM, comm1dy, ierr )   
223#else
224       volume_flow = volume_flow_l 
225#endif
226       volume_flow_offset(1) = ( volume_flow_initial(1) - volume_flow(1) ) &
227                               / volume_flow_area(1)
228
229       DO  j = nysg, nyng
230          DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
231             u(k,j,i) = u(k,j,i) + volume_flow_offset(1)
232          ENDDO
233       ENDDO
234
235    ENDIF
236
237!
238!-- South/north
239    IF ( conserve_volume_flow  .AND.  ( outflow_n .OR. outflow_s ) )  THEN
240
241       volume_flow(2)   = 0.0_wp
242       volume_flow_l(2) = 0.0_wp
243
244       IF ( outflow_s )  THEN
245          j = 0
246       ELSEIF ( outflow_n )  THEN
247          j = ny+1
248       ENDIF
249
250       DO  i = nxl, nxr
251!
252!--       Sum up the volume flow through the south/north boundary
253          DO  k = nzb_2d(j,i)+1, nzt
254             volume_flow_l(2) = volume_flow_l(2) + v(k,j,i) * dzw(k)
255          ENDDO
256       ENDDO
257
258#if defined( __parallel )   
259       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm1dx, ierr )
260       CALL MPI_ALLREDUCE( volume_flow_l(2), volume_flow(2), 1, MPI_REAL, &
261                           MPI_SUM, comm1dx, ierr )   
262#else
263       volume_flow = volume_flow_l 
264#endif
265       volume_flow_offset(2) = ( volume_flow_initial(2) - volume_flow(2) )    &
266                               / volume_flow_area(2)
267
268       DO  i = nxlg, nxrg
269          DO  k = nzb_v_inner(j,i)+1, nzt
270             v(k,j,i) = v(k,j,i) + volume_flow_offset(2)
271          ENDDO
272       ENDDO
273
274    ENDIF
275
276!
277!-- Remove mean vertical velocity in case that Neumann conditions are
278!-- used both at bottom and top boundary, and if not a nested domain
279    IF ( ibc_p_b == 1  .AND.  ibc_p_t == 1  .AND.  .NOT. nest_domain)  THEN
280       IF ( simulated_time > 0.0_wp )  THEN ! otherwise nzb_w_inner not yet known
281          w_l = 0.0_wp;  w_l_l = 0.0_wp
282          DO  i = nxl, nxr
283             DO  j = nys, nyn
284                DO  k = nzb_w_inner(j,i)+1, nzt
285                   w_l_l(k) = w_l_l(k) + w(k,j,i)
286                ENDDO
287             ENDDO
288          ENDDO
289#if defined( __parallel )   
290          IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
291          CALL MPI_ALLREDUCE( w_l_l(1), w_l(1), nzt, MPI_REAL, MPI_SUM, &
292                              comm2d, ierr )
293#else
294          w_l = w_l_l 
295#endif
296          DO  k = 1, nzt
297             w_l(k) = w_l(k) / ngp_2dh_outer(k,0)
298          ENDDO
299          DO  i = nxlg, nxrg
300             DO  j = nysg, nyng
301                DO  k = nzb_w_inner(j,i)+1, nzt
302                   w(k,j,i) = w(k,j,i) - w_l(k)
303                ENDDO
304             ENDDO
305          ENDDO
306       ENDIF
307    ENDIF
308
309!
310!-- Compute the divergence of the provisional velocity field.
311    CALL cpu_log( log_point_s(1), 'divergence', 'start' )
312
313    IF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
314       !$OMP PARALLEL DO SCHEDULE( STATIC )
315       DO  i = nxl-1, nxr+1
316          DO  j = nys-1, nyn+1
317             DO  k = nzb, nzt+1
318                d(k,j,i) = 0.0_wp
319             ENDDO
320          ENDDO
321       ENDDO
322    ELSE
323       !$OMP PARALLEL DO SCHEDULE( STATIC )
324       !$acc kernels present( d )
325       DO  i = nxl, nxr
326          DO  j = nys, nyn
327             DO  k = nzb+1, nzt
328                d(k,j,i) = 0.0_wp
329             ENDDO
330          ENDDO
331       ENDDO
332       !$acc end kernels
333    ENDIF
334
335    localsum  = 0.0_wp
336    threadsum = 0.0_wp
337
338#if defined( __ibm )
339    !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,k) FIRSTPRIVATE(threadsum) REDUCTION(+:localsum)
340    !$OMP DO SCHEDULE( STATIC )
341    DO  i = nxl, nxr
342       DO  j = nys, nyn
343          DO  k = nzb_s_inner(j,i)+1, nzt
344             d(k,j,i) = ( ( u(k,j,i+1) - u(k,j,i) ) * ddx + &
345                          ( v(k,j+1,i) - v(k,j,i) ) * ddy + &
346                          ( w(k,j,i) - w(k-1,j,i) ) * ddzw(k) ) * ddt_3d      &
347                                                                * d_weight_pres
348          ENDDO
349!
350!--       Compute possible PE-sum of divergences for flow_statistics
351          DO  k = nzb_s_inner(j,i)+1, nzt
352             threadsum = threadsum + ABS( d(k,j,i) )
353          ENDDO
354
355       ENDDO
356    ENDDO
357
358    localsum = localsum + threadsum * dt_3d * &
359                          weight_pres(intermediate_timestep_count)
360
361    !$OMP END PARALLEL
362#else
363
364    !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
365    !$OMP DO SCHEDULE( STATIC )
366    !$acc kernels present( d, ddzw, rflags_s_inner, u, v, w )
367    !$acc loop collapse( 3 )
368    DO  i = nxl, nxr
369       DO  j = nys, nyn
370          DO  k = 1, nzt
371             d(k,j,i) = ( ( u(k,j,i+1) - u(k,j,i) ) * ddx +             &
372                        ( v(k,j+1,i) - v(k,j,i) ) * ddy +               &
373                        ( w(k,j,i) - w(k-1,j,i) ) * ddzw(k) ) * ddt_3d  &
374                        * d_weight_pres * rflags_s_inner(k,j,i)
375          ENDDO
376       ENDDO
377    ENDDO
378    !$acc end kernels
379    !$OMP END PARALLEL
380
381!
382!-- Compute possible PE-sum of divergences for flow_statistics
383    !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,k) FIRSTPRIVATE(threadsum) REDUCTION(+:localsum)
384    !$OMP DO SCHEDULE( STATIC )
385    !$acc parallel loop collapse(3) present( d ) reduction(+:threadsum)
386    DO  i = nxl, nxr
387       DO  j = nys, nyn
388          DO  k = nzb+1, nzt
389             threadsum = threadsum + ABS( d(k,j,i) )
390          ENDDO
391       ENDDO
392    ENDDO
393    !$acc end parallel loop
394    localsum = localsum + threadsum * dt_3d * &
395                          weight_pres(intermediate_timestep_count)
396    !$OMP END PARALLEL
397#endif
398
399!
400!-- For completeness, set the divergence sum of all statistic regions to those
401!-- of the total domain
402    sums_divold_l(0:statistic_regions) = localsum
403
404    CALL cpu_log( log_point_s(1), 'divergence', 'stop' )
405
406!
407!-- Compute the pressure perturbation solving the Poisson equation
408    IF ( psolver == 'poisfft' )  THEN
409
410!
411!--    Solve Poisson equation via FFT and solution of tridiagonal matrices
412       CALL poisfft( d )
413
414!
415!--    Store computed perturbation pressure and set boundary condition in
416!--    z-direction
417       !$OMP PARALLEL DO
418       !$acc kernels present( d, tend )
419       DO  i = nxl, nxr
420          DO  j = nys, nyn
421             DO  k = nzb+1, nzt
422                tend(k,j,i) = d(k,j,i)
423             ENDDO
424          ENDDO
425       ENDDO
426       !$acc end kernels
427
428!
429!--    Bottom boundary:
430!--    This condition is only required for internal output. The pressure
431!--    gradient (dp(nzb+1)-dp(nzb))/dz is not used anywhere else.
432       IF ( ibc_p_b == 1 )  THEN
433!
434!--       Neumann (dp/dz = 0)
435          !$OMP PARALLEL DO
436          !$acc kernels present( nzb_s_inner, tend )
437          DO  i = nxlg, nxrg
438             DO  j = nysg, nyng
439                tend(nzb_s_inner(j,i),j,i) = tend(nzb_s_inner(j,i)+1,j,i)
440             ENDDO
441          ENDDO
442          !$acc end kernels
443
444       ELSE
445!
446!--       Dirichlet
447          !$OMP PARALLEL DO
448          !$acc kernels present( tend )
449          DO  i = nxlg, nxrg
450             DO  j = nysg, nyng
451                tend(nzb_s_inner(j,i),j,i) = 0.0_wp
452             ENDDO
453          ENDDO
454          !$acc end kernels
455
456       ENDIF
457
458!
459!--    Top boundary
460       IF ( ibc_p_t == 1 )  THEN
461!
462!--       Neumann
463          !$OMP PARALLEL DO
464          !$acc kernels present( tend )
465          DO  i = nxlg, nxrg
466             DO  j = nysg, nyng
467                tend(nzt+1,j,i) = tend(nzt,j,i)
468             ENDDO
469          ENDDO
470          !$acc end kernels
471
472       ELSE
473!
474!--       Dirichlet
475          !$OMP PARALLEL DO
476          !$acc kernels present( tend )
477          DO  i = nxlg, nxrg
478             DO  j = nysg, nyng
479                tend(nzt+1,j,i) = 0.0_wp
480             ENDDO
481          ENDDO
482          !$acc end kernels
483
484       ENDIF
485
486!
487!--    Exchange boundaries for p
488       IF ( numprocs == 1 )  THEN    ! workaround for single-core GPU runs
489          on_device = .TRUE.         ! to be removed after complete porting
490       ELSE                          ! of ghost point exchange
491          !$acc update host( tend )
492       ENDIF
493       CALL exchange_horiz( tend, nbgp )
494       IF ( numprocs == 1 )  THEN    ! workaround for single-core GPU runs
495          on_device = .FALSE.        ! to be removed after complete porting
496       ELSE                          ! of ghost point exchange
497          !$acc update device( tend )
498       ENDIF
499     
500    ELSEIF ( psolver == 'sor' )  THEN
501
502!
503!--    Solve Poisson equation for perturbation pressure using SOR-Red/Black
504!--    scheme
505       CALL sor( d, ddzu_pres, ddzw, p_loc )
506       tend = p_loc
507
508    ELSEIF ( psolver(1:9) == 'multigrid' )  THEN
509
510!
511!--    Solve Poisson equation for perturbation pressure using Multigrid scheme,
512!--    array tend is used to store the residuals, logical exchange_mg is used
513!--    to discern data exchange in multigrid ( 1 ghostpoint ) and normal grid
514!--    ( nbgp ghost points ).
515
516!--    If the number of grid points of the gathered grid, which is collected
517!--    on PE0, is larger than the number of grid points of an PE, than array
518!--    tend will be enlarged.
519       IF ( gathered_size > subdomain_size )  THEN
520          DEALLOCATE( tend )
521          ALLOCATE( tend(nzb:nzt_mg(mg_switch_to_pe0_level)+1,nys_mg(          &
522                    mg_switch_to_pe0_level)-1:nyn_mg(mg_switch_to_pe0_level)+1,&
523                    nxl_mg(mg_switch_to_pe0_level)-1:nxr_mg(                   &
524                    mg_switch_to_pe0_level)+1) )
525       ENDIF
526
527       IF ( psolver == 'multigrid' )  THEN
528          CALL poismg( tend )
529       ELSE
530          CALL poismg_fast( tend )
531       ENDIF
532
533       IF ( gathered_size > subdomain_size )  THEN
534          DEALLOCATE( tend )
535          ALLOCATE( tend(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg) )
536       ENDIF
537
538!
539!--    Restore perturbation pressure on tend because this array is used
540!--    further below to correct the velocity fields
541       DO  i = nxl-1, nxr+1
542          DO  j = nys-1, nyn+1
543             DO  k = nzb, nzt+1
544                tend(k,j,i) = p_loc(k,j,i)
545             ENDDO
546          ENDDO
547       ENDDO
548
549    ENDIF
550
551!
552!-- Store perturbation pressure on array p, used for pressure data output.
553!-- Ghost layers are added in the output routines (except sor-method: see below)
554    IF ( intermediate_timestep_count == 1 )  THEN
555       !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
556       !$OMP DO
557       !$acc kernels present( p, tend, weight_substep )
558       !$acc loop independent
559       DO  i = nxl-1, nxr+1
560          !$acc loop independent
561          DO  j = nys-1, nyn+1
562             !$acc loop independent
563             DO  k = nzb, nzt+1
564                p(k,j,i) = tend(k,j,i) * &
565                           weight_substep(intermediate_timestep_count)
566             ENDDO
567          ENDDO
568       ENDDO
569       !$acc end kernels
570       !$OMP END PARALLEL
571
572    ELSEIF ( intermediate_timestep_count > 1 )  THEN
573       !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
574       !$OMP DO
575       !$acc kernels present( p, tend, weight_substep )
576       !$acc loop independent
577       DO  i = nxl-1, nxr+1
578          !$acc loop independent
579          DO  j = nys-1, nyn+1
580             !$acc loop independent
581             DO  k = nzb, nzt+1
582                p(k,j,i) = p(k,j,i) + tend(k,j,i) * &
583                           weight_substep(intermediate_timestep_count)
584             ENDDO
585          ENDDO
586       ENDDO
587       !$acc end kernels
588       !$OMP END PARALLEL
589
590    ENDIF
591       
592!
593!-- SOR-method needs ghost layers for the next timestep
594    IF ( psolver == 'sor' )  CALL exchange_horiz( p, nbgp )
595
596!
597!-- Correction of the provisional velocities with the current perturbation
598!-- pressure just computed
599    IF ( conserve_volume_flow  .AND.  ( bc_lr_cyc .OR. bc_ns_cyc ) )  THEN
600       volume_flow_l(1) = 0.0_wp
601       volume_flow_l(2) = 0.0_wp
602    ENDIF
603
604    !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
605    !$OMP DO
606    !$acc kernels present( ddzu, nzb_u_inner, nzb_v_inner, nzb_w_inner, tend, u, v, w, weight_pres )
607    !$acc loop independent
608    DO  i = nxl, nxr   
609       !$acc loop independent
610       DO  j = nys, nyn
611          !$acc loop independent
612          DO  k = 1, nzt
613             IF ( k > nzb_w_inner(j,i) )  THEN
614                w(k,j,i) = w(k,j,i) - dt_3d *                                 &
615                           ( tend(k+1,j,i) - tend(k,j,i) ) * ddzu(k+1) *      &
616                           weight_pres(intermediate_timestep_count)
617             ENDIF
618          ENDDO
619          !$acc loop independent
620          DO  k = 1, nzt
621             IF ( k > nzb_u_inner(j,i) )  THEN
622                u(k,j,i) = u(k,j,i) - dt_3d *                                 &
623                           ( tend(k,j,i) - tend(k,j,i-1) ) * ddx *            &
624                           weight_pres(intermediate_timestep_count)
625             ENDIF
626          ENDDO
627          !$acc loop independent
628          DO  k = 1, nzt
629             IF ( k > nzb_v_inner(j,i) )  THEN
630                v(k,j,i) = v(k,j,i) - dt_3d *                                 &
631                           ( tend(k,j,i) - tend(k,j-1,i) ) * ddy *            &
632                           weight_pres(intermediate_timestep_count)
633             ENDIF
634          ENDDO                                                         
635
636       ENDDO
637    ENDDO
638    !$acc end kernels
639    !$OMP END PARALLEL
640
641!
642!-- Sum up the volume flow through the right and north boundary
643    IF ( conserve_volume_flow  .AND.  bc_lr_cyc  .AND.  bc_ns_cyc  .AND.  &
644         nxr == nx )  THEN
645
646       !$OMP PARALLEL PRIVATE (j,k)
647       !$OMP DO
648       DO  j = nys, nyn
649          !$OMP CRITICAL
650          DO  k = nzb_2d(j,nx) + 1, nzt
651             volume_flow_l(1) = volume_flow_l(1) + u(k,j,nx) * dzw(k)
652          ENDDO
653          !$OMP END CRITICAL
654       ENDDO
655       !$OMP END PARALLEL
656
657    ENDIF
658
659    IF ( conserve_volume_flow  .AND.  bc_ns_cyc  .AND.  bc_lr_cyc  .AND.  &
660         nyn == ny )  THEN
661
662       !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,k)
663       !$OMP DO
664       DO  i = nxl, nxr
665          !$OMP CRITICAL
666          DO  k = nzb_2d(ny,i) + 1, nzt
667             volume_flow_l(2) = volume_flow_l(2) + v(k,ny,i) * dzw(k)
668           ENDDO
669          !$OMP END CRITICAL
670       ENDDO
671       !$OMP END PARALLEL
672
673    ENDIF
674   
675!
676!-- Conserve the volume flow
677    IF ( conserve_volume_flow  .AND.  ( bc_lr_cyc  .AND.  bc_ns_cyc ) )  THEN
678
679#if defined( __parallel )   
680       IF ( collective_wait )  CALL MPI_BARRIER( comm2d, ierr )
681       CALL MPI_ALLREDUCE( volume_flow_l(1), volume_flow(1), 2, MPI_REAL, &
682                           MPI_SUM, comm2d, ierr ) 
683#else
684       volume_flow = volume_flow_l 
685#endif   
686
687       volume_flow_offset(1:2) = ( volume_flow_initial(1:2) - volume_flow(1:2) ) / &
688                            volume_flow_area(1:2)
689
690       !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,k)
691       !$OMP DO
692       DO  i = nxl, nxr
693          DO  j = nys, nyn
694             DO  k = nzb_u_inner(j,i) + 1, nzt
695                u(k,j,i) = u(k,j,i) + volume_flow_offset(1)
696             ENDDO
697             DO k = nzb_v_inner(j,i) + 1, nzt
698                v(k,j,i) = v(k,j,i) + volume_flow_offset(2)
699             ENDDO
700          ENDDO
701       ENDDO
702
703       !$OMP END PARALLEL
704
705    ENDIF
706
707!
708!-- Exchange of boundaries for the velocities
709    IF ( numprocs == 1 )  THEN    ! workaround for single-core GPU runs
710       on_device = .TRUE.         ! to be removed after complete porting
711    ELSE                          ! of ghost point exchange
712       !$acc update host( u, v, w )
713    ENDIF
714    CALL exchange_horiz( u, nbgp )
715    CALL exchange_horiz( v, nbgp )
716    CALL exchange_horiz( w, nbgp )
717    IF ( numprocs == 1 )  THEN    ! workaround for single-core GPU runs
718       on_device = .FALSE.        ! to be removed after complete porting
719    ELSE                          ! of ghost point exchange
720       !$acc update device( u, v, w )
721    ENDIF
722
723!
724!-- Compute the divergence of the corrected velocity field,
725!-- a possible PE-sum is computed in flow_statistics
726    CALL cpu_log( log_point_s(1), 'divergence', 'start' )
727    sums_divnew_l = 0.0_wp
728
729!
730!-- d must be reset to zero because it can contain nonzero values below the
731!-- topography
732    IF ( topography /= 'flat' )  d = 0.0_wp
733
734    localsum  = 0.0_wp
735    threadsum = 0.0_wp
736
737    !$OMP PARALLEL PRIVATE (i,j,k) FIRSTPRIVATE(threadsum) REDUCTION(+:localsum)
738    !$OMP DO SCHEDULE( STATIC )
739#if defined( __ibm )
740    DO  i = nxl, nxr
741       DO  j = nys, nyn
742          DO  k = nzb_s_inner(j,i)+1, nzt
743             d(k,j,i) = ( u(k,j,i+1) - u(k,j,i) ) * ddx + &
744                        ( v(k,j+1,i) - v(k,j,i) ) * ddy + &
745                        ( w(k,j,i) - w(k-1,j,i) ) * ddzw(k)
746          ENDDO
747          DO  k = nzb+1, nzt
748             threadsum = threadsum + ABS( d(k,j,i) )
749          ENDDO
750       ENDDO
751    ENDDO
752#else
753    !$acc kernels present( d, ddzw, rflags_s_inner, u, v, w )
754    !$acc loop collapse( 3 )
755    DO  i = nxl, nxr
756       DO  j = nys, nyn
757          DO  k = 1, nzt
758                d(k,j,i) = ( ( u(k,j,i+1) - u(k,j,i) ) * ddx +   &
759                             ( v(k,j+1,i) - v(k,j,i) ) * ddy +   &
760                             ( w(k,j,i) - w(k-1,j,i) ) * ddzw(k) &
761                           ) * rflags_s_inner(k,j,i)
762          ENDDO
763       ENDDO
764    ENDDO
765    !$acc end kernels
766!
767!-- Compute possible PE-sum of divergences for flow_statistics
768    !$acc parallel loop collapse(3) present( d ) reduction(+:threadsum)
769    DO  i = nxl, nxr
770       DO  j = nys, nyn
771          DO  k = nzb+1, nzt
772             threadsum = threadsum + ABS( d(k,j,i) )
773          ENDDO
774       ENDDO
775    ENDDO
776    !$acc end parallel loop
777#endif
778
779    localsum = localsum + threadsum
780    !$OMP END PARALLEL
781
782!
783!-- For completeness, set the divergence sum of all statistic regions to those
784!-- of the total domain
785    sums_divnew_l(0:statistic_regions) = localsum
786
787    CALL cpu_log( log_point_s(1), 'divergence', 'stop' )
788
789    CALL cpu_log( log_point(8), 'pres', 'stop' )
790
791
792 END SUBROUTINE pres
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.