source: codes/icosagcm/devel/src/unstructured/caldyn_unstructured.F90 @ 721

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[615]1MODULE caldyn_unstructured_mod
2  USE ISO_C_BINDING
3  USE OMP_LIB
[638]4  USE data_unstructured_mod
[615]5  IMPLICIT NONE
6  SAVE
7
[638]8CONTAINS
9
[688]10#include "unstructured.h90"
[650]11
[638]12#define INDICES1 ij,l,iq,iedge,edge,ivertex,vertex,ij_left,ij_right
13#define INDICES2 ij_up,ij_down,itrisk,edge_trisk,kup,kdown
[650]14#define EDGES edge1,edge2,edge3,edge4,edge5,edge6
15#define VERTICES vertex1,vertex2,vertex3,vertex4,vertex5,vertex6
16#define SIGNS sign1,sign2,sign3,sign4,sign5,sign6
17#define EDGE_ENDS ij_up1,ij_up2,ij_up3,ij_up4,ij_up5,ij_up6,ij_down1,ij_down2,ij_down3,ij_down4,ij_down5,ij_down6
18#define LENGTHS le_de1,le_de2,le_de3,le_de4,le_de5,le_de6
[638]19#define DECLARE_INDICES INTEGER INDICES1,INDICES2
[688]20#define DECLARE_EDGES NUM SIGNS,LENGTHS ; INTEGER EDGES, EDGE_ENDS
[650]21#define DECLARE_VERTICES INTEGER VERTICES
[638]22#define PHI_BOT(ij) Phi_bot
23
[615]24#define HASNAN(field) (ANY(.NOT.ABS(field)<1e20))
25
[658]26#define START_TRACE(id,nprimal,ndual,nedge) CALL enter_trace(id, 8*llm*((nprimal)*primal_num+(ndual)*dual_num+(nedge)*edge_num) )
27#define STOP_TRACE CALL exit_trace()
28
[638]29!----------------------------- Non-Hydrostatic -----------------------------
[615]30
[658]31SUBROUTINE compute_NH_geopot(tau, m_ik, m_il, theta, W_il, Phi_il)
32  FIELD_MASS   :: m_ik, theta   ! IN*2
[665]33  FIELD_GEOPOT :: m_il, W_il, Phi_il, Phi_star_il  ! IN,INOUT*2, LOCAL
[688]34  NUM :: tau, gamma, tau2_g, tau2_g2, g2, gm2, vreff, Rd_preff
[658]35  INTEGER :: iter
[615]36  DECLARE_INDICES
[688]37  NUM :: rho_ij, X_ij, Y_ij, wil, rho_c2_mik, c2_mik, ml_g2
[658]38#define COLUMN 0
39#if COLUMN 
[688]40  NUM1(llm)  :: pk, Ak, Ck
41  NUM1(llm+1):: Rl, Bl, Dl, xl
[658]42#define p_ik(l,ij) pk(l)
43#define A_ik(l,ij) Ak(l)
44#define C_ik(l,ij) Ck(l)
45#define R_il(l,ij) Rl(l)
46#define B_il(l,ij) Bl(l)
47#define D_il(l,ij) Dl(l)
48#define x_il(l,ij) xl(l)
49#else
50  FIELD_MASS :: p_ik, A_ik, C_ik
51  FIELD_GEOPOT :: R_il, B_il, D_il, x_il
52#endif
53
54  START_TRACE(id_NH_geopot, 7,0,0)
[615]55#include "../kernels_unst/compute_NH_geopot.k90"
[658]56  STOP_TRACE 
57
58#if COLUMN
59#undef p_ik
60#undef A_ik
61#undef C_ik
62#undef R_il
63#undef B_il
64#undef D_il
65#undef x_il
66#endif
67#undef COLUMN
[615]68END SUBROUTINE compute_NH_geopot
[638]69
[665]70SUBROUTINE compute_caldyn_slow_NH(u,rhodz,Phi,W, w_il,berni,gradPhi2,DePhil,v_el,G_el,F_el, hflux,du,dPhi,dW)
[615]71  FIELD_U      :: u, hflux, du   ! IN, OUT, OUT
[665]72  FIELD_MASS   :: rhodz, berni   ! IN, BUF
73  FIELD_GEOPOT :: Phi,W,dPhi,dW, w_il, gradPhi2  ! IN,IN, OUT,OUT, BUF*2
74  FIELD_UL     :: DePhil, v_el, G_el, F_el ! BUF*4
[615]75  DECLARE_INDICES
[650]76  DECLARE_EDGES
[688]77  NUM :: W_el, W2_el, gPhi2, dP, divG, u2, uu
[658]78  START_TRACE(id_slow_NH, 5,0,3)
[615]79#include "../kernels_unst/caldyn_slow_NH.k90"
[658]80  STOP_TRACE
[615]81END SUBROUTINE compute_caldyn_slow_NH
[638]82
[665]83SUBROUTINE compute_caldyn_solver(tau,rhodz,theta, berni,pres,m_il, pk,geopot,W,dPhi,dW,du)
[688]84  NUM, INTENT(IN) :: tau
[665]85  FIELD_MASS   :: rhodz,pk,berni,pres    ! IN, OUT, BUF*2
[615]86  FIELD_THETA  :: theta                  ! IN
[665]87  FIELD_GEOPOT :: geopot,W,dPhi,dW, m_il ! INOUT,INOUT, OUT,OUT, BUF
[615]88  FIELD_U      :: du                     ! OUT
89  DECLARE_INDICES
[688]90  NUM :: X_ij, rho_ij, T_ij, gamma, Cvd, vreff, Rd_preff
[658]91#include "../kernels_unst/caldyn_mil.k90"
92  IF(tau>0) THEN ! solve implicit problem for geopotential
93    CALL compute_NH_geopot(tau, rhodz, m_il, theta, W, geopot)
94  END IF
95  START_TRACE(id_solver, 7,0,1)
[615]96#include "../kernels_unst/caldyn_solver.k90"
[658]97  STOP_TRACE
[615]98END SUBROUTINE compute_caldyn_solver
[638]99
[665]100SUBROUTINE compute_caldyn_vert_NH(mass,geopot,W,wflux, eta_dot,wcov,W_etadot, du,dPhi,dW)
101  FIELD_MASS   :: mass, eta_dot, wcov, W_etadot ! IN, BUF*3
102  FIELD_GEOPOT :: geopot,W,wflux,dPhi,dW ! IN*3, INOUT*2
103  FIELD_U      :: du ! INOUT
[615]104  DECLARE_INDICES
[688]105  NUM :: w_ij, wflux_ij
[658]106  START_TRACE(id_vert_NH, 6,0,1)
[615]107#include "../kernels_unst/caldyn_vert_NH.k90"
[658]108  STOP_TRACE
[615]109END SUBROUTINE compute_caldyn_vert_NH
[638]110
[615]111!----------------------------- Hydrostatic -------------------------------
[638]112
[615]113SUBROUTINE compute_geopot(rhodz,theta,ps,pk,geopot)
114  FIELD_MASS  :: rhodz,pk   ! IN, OUT
115  FIELD_THETA :: theta      ! IN
116  FIELD_GEOPOT :: geopot    ! IN(l=1)/OUT(l>1)
117  FIELD_PS     :: ps        ! OUT
118  DECLARE_INDICES
[688]119  NUM :: gdz, ke, uu, chi, gv, exner_ik, temp_ik, p_ik, qv, Rmix
[658]120  START_TRACE(id_geopot, 3,0,3)
[615]121#include "../kernels_unst/compute_geopot.k90"
[658]122  STOP_TRACE
[615]123END SUBROUTINE compute_geopot
124!
125SUBROUTINE compute_caldyn_slow_hydro(rhodz,theta,u, berni,hflux,du)
126  FIELD_MASS  :: rhodz,berni! IN
127  FIELD_THETA :: theta      ! IN
128  FIELD_U     :: u,hflux,du ! IN, OUT, OUT
129  DECLARE_INDICES
[650]130  DECLARE_EDGES
[615]131  LOGICAL, PARAMETER :: zero=.TRUE.
[688]132  NUM :: ke, uu
[658]133  START_TRACE(id_slow_hydro, 3,0,3)
[615]134#include "../kernels_unst/caldyn_slow_hydro.k90"
[658]135  STOP_TRACE
[615]136END SUBROUTINE compute_caldyn_slow_hydro
[638]137
[615]138!---------------------------------- Generic ------------------------------
[638]139
[615]140SUBROUTINE caldyn_vert(convm,rhodz,theta,u, dmass_col,wflux,dtheta_rhodz,du, wwuu)
141  FIELD_PS    :: dmass_col
142  FIELD_MASS  :: convm, rhodz
143  FIELD_U     :: u,du
144  FIELD_THETA :: dtheta_rhodz, theta
145  FIELD_GEOPOT :: wflux
[642]146  FIELD_UL     :: wwuu
[615]147  DECLARE_INDICES
[688]148  NUM :: dF_deta, dFu_deta
[615]149  wwuu=0.
[645]150  !$OMP BARRIER
[658]151  START_TRACE(id_vert, 5,0,3)
[624]152#include "../kernels_unst/caldyn_wflux.k90"
153#include "../kernels_unst/caldyn_dmass.k90"
[615]154#include "../kernels_unst/caldyn_vert.k90"
[658]155  STOP_TRACE
[615]156END SUBROUTINE caldyn_vert
[638]157
[645]158SUBROUTINE compute_coriolis(hflux,theta,qu,Ftheta, convm,dtheta_rhodz,du)
[615]159  FIELD_U     :: hflux, Ftheta, qu, du
160  FIELD_MASS  :: convm
161  FIELD_THETA :: theta, dtheta_rhodz
162  DECLARE_INDICES
[650]163  DECLARE_EDGES
[688]164  NUM :: divF, du_trisk
[658]165  START_TRACE(id_coriolis, 3,4,0) ! primal, dual, edge
[615]166#include "../kernels_unst/coriolis.k90"
[658]167  STOP_TRACE
[615]168END SUBROUTINE
[638]169
[615]170SUBROUTINE compute_theta(mass_col,rhodz,theta_rhodz, theta)
171  FIELD_PS :: mass_col
172  FIELD_MASS :: rhodz
173  FIELD_THETA :: theta, theta_rhodz
174  DECLARE_INDICES
[688]175  NUM :: m
[658]176  START_TRACE(id_theta, 3,0,0) ! primal, dual, edge
[615]177#include "../kernels_unst/theta.k90"
[658]178  STOP_TRACE
[615]179END SUBROUTINE
[638]180
[615]181SUBROUTINE compute_pvort_only(rhodz,u,qv,qu)
182  FIELD_MASS :: rhodz
183  FIELD_U    :: u,qu
184  FIELD_Z    :: qv
185  DECLARE_INDICES
[650]186  DECLARE_EDGES
187  DECLARE_VERTICES
[688]188  NUM :: etav, hv
[658]189  START_TRACE(id_pvort_only, 1,1,2) ! primal, dual, edge
[615]190#include "../kernels_unst/pvort_only.k90"
[658]191  STOP_TRACE
[615]192END SUBROUTINE compute_pvort_only
[638]193
[615]194SUBROUTINE compute_caldyn_fast(tau, pk,berni,theta,geopot, du,u)
[688]195  NUM, INTENT(IN) :: tau
[615]196  FIELD_MASS   :: pk,berni  ! INOUT, OUT
197  FIELD_THETA  :: theta     ! IN
198  FIELD_GEOPOT :: geopot    ! IN
199  FIELD_U      :: u,du      ! INOUT,INOUT
200  DECLARE_INDICES
[650]201  DECLARE_EDGES
[688]202  NUM          :: due
[658]203  START_TRACE(id_fast, 4,0,2) ! primal, dual, edge
[615]204#include "../kernels_unst/caldyn_fast.k90"
[658]205  STOP_TRACE
[615]206END SUBROUTINE compute_caldyn_fast
[638]207
[615]208!----------------------------- Unused -----------------------------
[638]209
[615]210SUBROUTINE gradient(b,grad) BINDC(gradient)
[688]211  FIELD_MASS :: b
[698]212  FIELD_U    :: grad
[615]213  DECLARE_INDICES
214#include "../kernels_unst/gradient.k90"
215END SUBROUTINE
216!
217SUBROUTINE div(u,divu) BINDC(div)
[688]218  FIELD_MASS :: divu
[698]219  FIELD_U    :: u
[615]220  DECLARE_INDICES
[650]221  DECLARE_EDGES
[688]222  NUM :: div_ij
[615]223  !$OMP PARALLEL NUM_THREADS(nb_threads)
224#include "../kernels_unst/div.k90"
225  !$OMP END PARALLEL
226END SUBROUTINE
227
228END MODULE caldyn_unstructured_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.