source: palm/trunk/SOURCE/sor.f90 @ 1036

Last change on this file since 1036 was 1036, checked in by raasch, 9 years ago

code has been put under the GNU General Public License (v3)

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 6.7 KB
Line 
1 SUBROUTINE sor( d, ddzu, ddzw, p )
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later 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 1997-2012  Leibniz University Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! -----------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: sor.f90 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch $
27!
28! 707 2011-03-29 11:39:40Z raasch
29! bc_lr/ns replaced by bc_lr/ns_cyc
30!
31! 667 2010-12-23 12:06:00Z suehring/gryschka
32! nxl-1, nxr+1, nys-1, nyn+1 replaced by nxlg, nxrg, nysg, nyng.
33! Call of exchange_horiz are modified.
34! bug removed in declaration of ddzw(), nz replaced by nzt+1
35!
36! 75 2007-03-22 09:54:05Z raasch
37! 2nd+3rd argument removed from exchange horiz
38!
39! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
40!
41! Revision 1.9  2005/03/26 21:02:23  raasch
42! Implementation of non-cyclic (Neumann) horizontal boundary conditions,
43! dx2,dy2 replaced by ddx2,ddy2
44!
45! Revision 1.1  1997/08/11 06:25:56  raasch
46! Initial revision
47!
48!
49! Description:
50! ------------
51! Solve the Poisson-equation with the SOR-Red/Black-scheme.
52!------------------------------------------------------------------------------!
53
54    USE grid_variables
55    USE indices
56    USE pegrid
57    USE control_parameters
58
59    IMPLICIT NONE
60
61    INTEGER ::  i, j, k, n, nxl1, nxl2, nys1, nys2
62    REAL    ::  ddzu(1:nz+1), ddzw(1:nzt+1)
63    REAL    ::  d(nzb+1:nzt,nys:nyn,nxl:nxr),         &
64                p(nzb:nzt+1,nysg:nyng,nxlg:nxrg)
65    REAL, DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  f1, f2, f3
66
67    ALLOCATE( f1(1:nz), f2(1:nz), f3(1:nz) )
68
69!
70!-- Compute pre-factors.
71    DO  k = 1, nz
72         f2(k) = ddzu(k+1) * ddzw(k)
73         f3(k) = ddzu(k)   * ddzw(k)
74         f1(k) = 2.0 * ( ddx2 + ddy2 ) + f2(k) + f3(k)
75    ENDDO
76
77!
78!-- Limits for RED- and BLACK-part.
79    IF ( MOD( nxl , 2 ) == 0 )  THEN
80       nxl1 = nxl
81       nxl2 = nxl + 1
82    ELSE
83       nxl1 = nxl + 1
84       nxl2 = nxl
85    ENDIF
86    IF ( MOD( nys , 2 ) == 0 )  THEN
87       nys1 = nys
88       nys2 = nys + 1
89    ELSE
90       nys1 = nys + 1
91       nys2 = nys
92    ENDIF
93
94    DO  n = 1, n_sor
95
96!
97!--    RED-part
98       DO  i = nxl1, nxr, 2
99          DO  j = nys2, nyn, 2
100             DO  k = nzb+1, nzt
101                p(k,j,i) = p(k,j,i) + omega_sor / f1(k) * (            &
102                               ddx2 * ( p(k,j,i+1) + p(k,j,i-1) ) +    &
103                               ddy2 * ( p(k,j+1,i) + p(k,j-1,i) ) +    &
104                               f2(k) * p(k+1,j,i)                 +    &
105                               f3(k) * p(k-1,j,i)                 -    &
106                               d(k,j,i)                           -    &
107                               f1(k) * p(k,j,i)           )
108             ENDDO
109          ENDDO
110       ENDDO
111
112       DO  i = nxl2, nxr, 2
113          DO  j = nys1, nyn, 2
114             DO  k = nzb+1, nzt
115                p(k,j,i) = p(k,j,i) + omega_sor / f1(k) * (            &
116                               ddx2 * ( p(k,j,i+1) + p(k,j,i-1) ) +    &
117                               ddy2 * ( p(k,j+1,i) + p(k,j-1,i) ) +    &
118                               f2(k) * p(k+1,j,i)                 +    &
119                               f3(k) * p(k-1,j,i)                 -    &
120                               d(k,j,i)                           -    &
121                               f1(k) * p(k,j,i)           )
122             ENDDO
123          ENDDO
124       ENDDO
125
126!
127!--    Exchange of boundary values for p.
128       CALL exchange_horiz( p, nbgp )
129
130!
131!--    Horizontal (Neumann) boundary conditions in case of non-cyclic boundaries
132       IF ( .NOT. bc_lr_cyc )  THEN
133          IF ( inflow_l .OR. outflow_l )  p(:,:,nxl-1) = p(:,:,nxl)
134          IF ( inflow_r .OR. outflow_r )  p(:,:,nxr+1) = p(:,:,nxr)
135       ENDIF
136       IF ( .NOT. bc_ns_cyc )  THEN
137          IF ( inflow_n .OR. outflow_n )  p(:,nyn+1,:) = p(:,nyn,:)
138          IF ( inflow_s .OR. outflow_s )  p(:,nys-1,:) = p(:,nys,:)
139       ENDIF
140
141!
142!--    BLACK-part
143       DO  i = nxl1, nxr, 2
144          DO  j = nys1, nyn, 2
145             DO  k = nzb+1, nzt
146                p(k,j,i) = p(k,j,i) + omega_sor / f1(k) * (            &
147                               ddx2 * ( p(k,j,i+1) + p(k,j,i-1) ) +    &
148                               ddy2 * ( p(k,j+1,i) + p(k,j-1,i) ) +    &
149                               f2(k) * p(k+1,j,i)                 +    &
150                               f3(k) * p(k-1,j,i)                 -    &
151                               d(k,j,i)                           -    &
152                               f1(k) * p(k,j,i)           )
153             ENDDO
154          ENDDO
155       ENDDO
156
157       DO  i = nxl2, nxr, 2
158          DO  j = nys2, nyn, 2
159             DO  k = nzb+1, nzt
160                p(k,j,i) = p(k,j,i) + omega_sor / f1(k) * (            &
161                               ddx2 * ( p(k,j,i+1) + p(k,j,i-1) ) +    &
162                               ddy2 * ( p(k,j+1,i) + p(k,j-1,i) ) +    &
163                               f2(k) * p(k+1,j,i)                 +    &
164                               f3(k) * p(k-1,j,i)                 -    &
165                               d(k,j,i)                           -    &
166                               f1(k) * p(k,j,i)           )
167             ENDDO
168          ENDDO
169       ENDDO
170
171!
172!--    Exchange of boundary values for p.
173       CALL exchange_horiz( p, nbgp )
174
175!
176!--    Boundary conditions top/bottom.
177!--    Bottom boundary
178       IF ( ibc_p_b == 1 )  THEN       !       Neumann
179          p(nzb,:,:) = p(nzb+1,:,:)
180       ELSE                            !       Dirichlet
181          p(nzb,:,:) = 0.0
182       ENDIF
183
184!
185!--    Top boundary
186       IF ( ibc_p_t == 1 )  THEN                 !  Neumann
187          p(nzt+1,:,:) = p(nzt,:,:)
188       ELSE                      !  Dirichlet
189          p(nzt+1,:,:) = 0.0
190       ENDIF
191
192!
193!--    Horizontal (Neumann) boundary conditions in case of non-cyclic boundaries
194       IF ( .NOT. bc_lr_cyc )  THEN
195          IF ( inflow_l .OR. outflow_l )  p(:,:,nxl-1) = p(:,:,nxl)
196          IF ( inflow_r .OR. outflow_r )  p(:,:,nxr+1) = p(:,:,nxr)
197       ENDIF
198       IF ( .NOT. bc_ns_cyc )  THEN
199          IF ( inflow_n .OR. outflow_n )  p(:,nyn+1,:) = p(:,nyn,:)
200          IF ( inflow_s .OR. outflow_s )  p(:,nys-1,:) = p(:,nys,:)
201       ENDIF
202
203
204    ENDDO
205
206    DEALLOCATE( f1, f2, f3 )
207
208 END SUBROUTINE sor
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.