source: LMDZ6/branches/Amaury_dev/libf/dyn3d/lmdz_advtrac.f90 @ 5186

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  • Property copyright set to
    Name of program: LMDZ
    Creation date: 1984
    Version: LMDZ5
    License: CeCILL version 2
    Holder: Laboratoire de m\'et\'eorologie dynamique, CNRS, UMR 8539
    See the license file in the root directory
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 14.8 KB
Line 
1MODULE lmdz_advtrac
2  IMPLICIT NONE; PRIVATE
3  PUBLIC advtrac
4
5CONTAINS
6
7  SUBROUTINE advtrac(pbaru, pbarv, p, masse, q, iapptrac, teta, flxw, pk)
8    !     Auteur :  F. Hourdin
9
10    !     Modif. P. Le Van     (20/12/97)
11    !            F. Codron     (10/99)
12    !            D. Le Croller (07/2001)
13    !            M.A Filiberti (04/2002)
14
15    USE lmdz_infotrac, ONLY: nqtot, tracers, isoCheck
16    USE control_mod, ONLY: iapp_tracvl, day_step
17    USE comconst_mod, ONLY: dtvr
18    USE lmdz_cppkeys_wrapper, ONLY: CPPKEY_DEBUGIO
19    USE lmdz_strings, ONLY: int2str
20    USE lmdz_description, ONLY: descript
21    USE lmdz_libmath, ONLY: minmax
22    USE lmdz_iniprint, ONLY: lunout, prt_level
23    USE lmdz_ssum_scopy, ONLY: scopy
24    USE lmdz_comdissip, ONLY: coefdis, tetavel, tetatemp, gamdissip, niterdis
25    USE lmdz_comgeom2
26    USE lmdz_groupe, ONLY: groupe
27
28    USE lmdz_dimensions, ONLY: iim, jjm, llm, ndm
29    USE lmdz_paramet
30    USE lmdz_check_isotopes, ONLY: check_isotopes_seq
31
32    IMPLICIT NONE
33
34
35
36
37    !---------------------------------------------------------------------------
38    !     Arguments
39    !---------------------------------------------------------------------------
40    INTEGER, INTENT(OUT) :: iapptrac
41    REAL, INTENT(IN) :: pbaru(ip1jmp1, llm)
42    REAL, INTENT(IN) :: pbarv(ip1jm, llm)
43    REAL, INTENT(INOUT) :: q(ip1jmp1, llm, nqtot)
44    REAL, INTENT(IN) :: masse(ip1jmp1, llm)
45    REAL, INTENT(IN) :: p(ip1jmp1, llmp1)
46    REAL, INTENT(IN) :: teta(ip1jmp1, llm)
47    REAL, INTENT(IN) :: pk(ip1jmp1, llm)
48    REAL, INTENT(OUT) :: flxw(ip1jmp1, llm)
49    !---------------------------------------------------------------------------
50    !     Ajout PPM
51    !---------------------------------------------------------------------------
52    REAL :: massebx(ip1jmp1, llm), masseby(ip1jm, llm)
53    !---------------------------------------------------------------------------
54    !     Variables locales
55    !---------------------------------------------------------------------------
56    INTEGER :: ij, l, iq, iadv
57    !   REAL(KIND=KIND(1.d0)) :: t_initial, t_final, tps_cpu
58    REAL :: zdp(ip1jmp1), zdpmin, zdpmax
59    INTEGER, SAVE :: iadvtr = 0
60    REAL, DIMENSION(ip1jmp1, llm) :: pbaruc, pbarug, massem, wg
61    REAL, DIMENSION(ip1jm, llm) :: pbarvc, pbarvg
62    SAVE massem, pbaruc, pbarvc
63    !---------------------------------------------------------------------------
64    !     Rajouts pour PPM
65    !---------------------------------------------------------------------------
66    INTEGER indice, n
67    REAL :: dtbon                       ! Pas de temps adaptatif pour que CFL<1
68    REAL :: CFLmaxz, aaa, bbb           ! CFL maximum
69    REAL, DIMENSION(iim, jjp1, llm) :: unatppm, vnatppm, fluxwppm
70    REAL :: qppm(iim * jjp1, llm, nqtot)
71    REAL :: psppm(iim, jjp1)           ! pression  au sol
72    REAL, DIMENSION(llmp1) :: apppm, bpppm
73    LOGICAL, SAVE :: dum = .TRUE., fill = .TRUE.
74
75    INTEGER, SAVE :: countcfl = 0
76    REAL, DIMENSION(ip1jmp1, llm) :: cflx, cflz
77    REAL, DIMENSION(ip1jm, llm) :: cfly
78    REAL, DIMENSION(llm), SAVE :: cflxmax, cflymax, cflzmax
79
80    IF(iadvtr == 0) THEN
81      pbaruc(:, :) = 0
82      pbarvc(:, :) = 0
83    END IF
84
85    !--- Accumulation des flux de masse horizontaux
86    DO l = 1, llm
87      DO ij = 1, ip1jmp1
88        pbaruc(ij, l) = pbaruc(ij, l) + pbaru(ij, l)
89      END DO
90      DO ij = 1, ip1jm
91        pbarvc(ij, l) = pbarvc(ij, l) + pbarv(ij, l)
92      END DO
93    END DO
94
95    !--- Selection de la masse instantannee des mailles avant le transport.
96    IF(iadvtr == 0) THEN
97      CALL SCOPY(ip1jmp1 * llm, masse, 1, massem, 1)
98      ! CALL filtreg ( massem ,jjp1, llm,-2, 2, .TRUE., 1 )
99    END IF
100
101    iadvtr = iadvtr + 1
102    iapptrac = iadvtr
103
104    !--- Test pour savoir si on advecte a ce pas de temps
105    IF(iadvtr /= iapp_tracvl) RETURN
106
107    !   ..  Modif P.Le Van  ( 20/12/97 )  ....
108
109    !   traitement des flux de masse avant advection.
110    !       1. calcul de w
111    !       2. groupement des mailles pres du pole.
112
113    CALL groupe(pbaruc, pbarvc, pbarug, pbarvg, wg)
114
115    !--- Flux de masse diaganostiques traceurs
116    flxw = wg / REAL(iapp_tracvl)
117
118    !--- Test sur l'eventuelle creation de valeurs negatives de la masse
119    DO l = 1, llm - 1
120      DO ij = iip2 + 1, ip1jm
121        zdp(ij) = pbarug(ij - 1, l) - pbarug(ij, l) &
122                - pbarvg(ij - iip1, l) + pbarvg(ij, l) &
123                + wg(ij, l + 1) - wg(ij, l)
124      END DO
125      ! ym  ---> pourquoi jjm-1 et non jjm ? a cause du pole ?
126      CALL SCOPY(jjm - 1, zdp(iip1 + iip1), iip1, zdp(iip2), iip1)
127      DO ij = iip2, ip1jm
128        zdp(ij) = zdp(ij) * dtvr / massem(ij, l)
129      END DO
130
131      CALL minmax (ip1jm - iip1, zdp(iip2), zdpmin, zdpmax)
132
133      IF(MAX(ABS(zdpmin), ABS(zdpmax)) > 0.5) &
134              WRITE(*, *)'WARNING DP/P l=', l, '  MIN:', zdpmin, ' MAX:', zdpmax
135
136    END DO
137
138    !-------------------------------------------------------------------------
139    ! Calcul des criteres CFL en X, Y et Z
140    !-------------------------------------------------------------------------
141    IF(countcfl == 0.) THEN
142      cflxmax(:) = 0.
143      cflymax(:) = 0.
144      cflzmax(:) = 0.
145    END IF
146
147    countcfl = countcfl + iapp_tracvl
148    cflx(:, :) = 0.
149    cfly(:, :) = 0.
150    cflz(:, :) = 0.
151    DO l = 1, llm
152      DO ij = iip2, ip1jm - 1
153        IF(pbarug(ij, l)>=0.) THEN
154          cflx(ij, l) = pbarug(ij, l) * dtvr / masse(ij, l)
155        ELSE
156          cflx(ij, l) = -pbarug(ij, l) * dtvr / masse(ij + 1, l)
157        END IF
158      END DO
159    END DO
160
161    DO l = 1, llm
162      DO ij = iip2, ip1jm - 1, iip1
163        cflx(ij + iip1, l) = cflx(ij, l)
164      END DO
165    END DO
166
167    DO l = 1, llm
168      DO ij = 1, ip1jm
169        IF(pbarvg(ij, l)>=0.) THEN
170          cfly(ij, l) = pbarvg(ij, l) * dtvr / masse(ij, l)
171        ELSE
172          cfly(ij, l) = -pbarvg(ij, l) * dtvr / masse(ij + iip1, l)
173        END IF
174      END DO
175    END DO
176
177    DO l = 2, llm
178      DO ij = 1, ip1jm
179        IF(wg(ij, l) >= 0.) THEN
180          cflz(ij, l) = wg(ij, l) * dtvr / masse(ij, l)
181        ELSE
182          cflz(ij, l) = -wg(ij, l) * dtvr / masse(ij, l - 1)
183        END IF
184      END DO
185    END DO
186
187    DO l = 1, llm
188      cflxmax(l) = max(cflxmax(l), maxval(cflx(:, l)))
189      cflymax(l) = max(cflymax(l), maxval(cfly(:, l)))
190      cflzmax(l) = max(cflzmax(l), maxval(cflz(:, l)))
191    END DO
192
193    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
194    ! Par defaut, on sort le diagnostic des CFL tous les jours.
195    ! Si on veut le sortir a chaque pas d'advection en cas de plantage
196    !       IF(countcfl==iapp_tracvl) THEN
197    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
198    IF(countcfl==day_step) THEN
199      DO l = 1, llm
200        WRITE(lunout, *) 'L, CFL[xyz]max:', l, cflxmax(l), cflymax(l), cflzmax(l)
201      END DO
202      countcfl = 0
203    END IF
204
205    !---------------------------------------------------------------------------
206    !   Advection proprement dite (Modification Le Croller (07/2001)
207    !---------------------------------------------------------------------------
208
209    !---------------------------------------------------------------------------
210    !   Calcul des moyennes basees sur la masse
211    !---------------------------------------------------------------------------
212    CALL massbar(massem, massebx, masseby)
213
214    IF (CPPKEY_DEBUGIO) THEN
215      CALL WriteField_u('massem', massem)
216      CALL WriteField_u('wg', wg)
217      CALL WriteField_u('pbarug', pbarug)
218      CALL WriteField_v('pbarvg', pbarvg)
219      CALL WriteField_u('p_tmp', p)
220      CALL WriteField_u('pk_tmp', pk)
221      CALL WriteField_u('teta_tmp', teta)
222      DO iq = 1, nqtot
223        CALL WriteField_u('q_adv' // trim(int2str(iq)), q(:, :, iq))
224      END DO
225    END IF
226
227    IF(isoCheck) WRITE(*, *) 'advtrac 227'
228    CALL check_isotopes_seq(q, ip1jmp1, 'advtrac 162')
229
230    !-------------------------------------------------------------------------
231    !       Appel des sous programmes d'advection
232    !-------------------------------------------------------------------------
233    DO iq = 1, nqtot
234      !     CALL clock(t_initial)
235      IF(tracers(iq)%parent /= 'air') CYCLE
236      iadv = tracers(iq)%iadv
237      !-----------------------------------------------------------------------
238      SELECT CASE(iadv)
239        !-----------------------------------------------------------------------
240      CASE(0); CYCLE
241      !--------------------------------------------------------------------
242      CASE(10)  !--- Schema de Van Leer I MUSCL
243        !--------------------------------------------------------------------
244        !           WRITE(*,*) 'advtrac 239: iq,q(1721,19,:)=',iq,q(1721,19,:)
245        CALL vlsplt(q, 2., massem, wg, pbarug, pbarvg, dtvr, iq)
246
247        !--------------------------------------------------------------------
248      CASE(14)  !--- Schema "pseuDO amont" + test sur humidite specifique
249        !--- pour la vapeur d'eau. F. Codron
250        !--------------------------------------------------------------------
251        !           WRITE(*,*) 'advtrac 248: iq,q(1721,19,:)=',iq,q(1721,19,:)
252        CALL vlspltqs(q, 2., massem, wg, pbarug, pbarvg, dtvr, p, pk, teta, iq)
253
254        !--------------------------------------------------------------------
255      CASE(12)  !--- Schema de Frederic Hourdin
256        !--------------------------------------------------------------------
257        CALL adaptdt(iadv, dtbon, n, pbarug, massem)   ! pas de temps adaptatif
258        IF(n > 1) WRITE(*, *) 'WARNING horizontal dt=', dtbon, 'dtvr=', dtvr, 'n=', n
259        DO indice = 1, n
260          CALL advn(q(1, 1, iq), massem, wg, pbarug, pbarvg, dtbon, 1)
261        END DO
262
263        !--------------------------------------------------------------------
264      CASE(13)  !--- Pas de temps adaptatif
265        !--------------------------------------------------------------------
266        CALL adaptdt(iadv, dtbon, n, pbarug, massem)
267        IF(n > 1) WRITE(*, *) 'WARNING horizontal dt=', dtbon, 'dtvr=', dtvr, 'n=', n
268        DO indice = 1, n
269          CALL advn(q(1, 1, iq), massem, wg, pbarug, pbarvg, dtbon, 2)
270        END DO
271
272        !--------------------------------------------------------------------
273      CASE(20)  !--- Schema de pente SLOPES
274        !--------------------------------------------------------------------
275        CALL pentes_ini (q(1, 1, iq), wg, massem, pbarug, pbarvg, 0)
276
277        !--------------------------------------------------------------------
278      CASE(30)  !--- Schema de Prather
279        !--------------------------------------------------------------------
280        ! Pas de temps adaptatif
281        CALL adaptdt(iadv, dtbon, n, pbarug, massem)
282        IF(n > 1) WRITE(*, *) 'WARNING horizontal dt=', dtbon, 'dtvr=', dtvr, 'n=', n
283        CALL prather(q(1, 1, iq), wg, massem, pbarug, pbarvg, n, dtbon)
284
285        !--------------------------------------------------------------------
286      CASE(11, 16, 17, 18)   !--- Schemas PPM Lin et Rood
287        !--------------------------------------------------------------------
288        ! Test sur le flux horizontal
289        CALL adaptdt(iadv, dtbon, n, pbarug, massem)   ! pas de temps adaptatif
290        IF(n > 1) WRITE(*, *) 'WARNING horizontal dt=', dtbon, 'dtvr=', dtvr, 'n=', n
291        ! Test sur le flux vertical
292        CFLmaxz = 0.
293        DO l = 2, llm
294          DO ij = iip2, ip1jm
295            aaa = wg(ij, l) * dtvr / massem(ij, l)
296            CFLmaxz = max(CFLmaxz, aaa)
297            bbb = -wg(ij, l) * dtvr / massem(ij, l - 1)
298            CFLmaxz = max(CFLmaxz, bbb)
299          END DO
300        END DO
301        IF(CFLmaxz>=1) WRITE(*, *) 'WARNING vertical', 'CFLmaxz=', CFLmaxz
302        !----------------------------------------------------------------
303        !     Ss-prg interface LMDZ.4->PPM3d (ss-prg de Lin)
304        !----------------------------------------------------------------
305        CALL interpre(q(1, 1, iq), qppm(1, 1, iq), wg, fluxwppm, massem, &
306                apppm, bpppm, massebx, masseby, pbarug, pbarvg, &
307                unatppm, vnatppm, psppm)
308
309        !----------------------------------------------------------------
310        DO indice = 1, n     !--- VL (version PPM) horiz. et PPM vert.
311          !----------------------------------------------------------------
312          SELECT CASE(iadv)
313            !----------------------------------------------------------
314          CASE(11)
315            !----------------------------------------------------------
316            CALL ppm3d(1, qppm(1, 1, iq), psppm, psppm, unatppm, vnatppm, fluxwppm, dtbon, &
317                    2, 2, 2, 1, iim, jjp1, 2, llm, apppm, bpppm, 0.01, 6400000, fill, dum, 220.)
318            !----------------------------------------------------------
319          CASE(16) !--- Monotonic PPM
320            !----------------------------------------------------------
321            CALL ppm3d(1, qppm(1, 1, iq), psppm, psppm, unatppm, vnatppm, fluxwppm, dtbon, &
322                    3, 3, 3, 1, iim, jjp1, 2, llm, apppm, bpppm, 0.01, 6400000, fill, dum, 220.)
323            !----------------------------------------------------------
324          CASE(17) !--- Semi monotonic PPM
325            !----------------------------------------------------------
326            CALL ppm3d(1, qppm(1, 1, iq), psppm, psppm, unatppm, vnatppm, fluxwppm, dtbon, &
327                    4, 4, 4, 1, iim, jjp1, 2, llm, apppm, bpppm, 0.01, 6400000, fill, dum, 220.)
328            !----------------------------------------------------------
329          CASE(18) !--- Positive Definite PPM
330            !----------------------------------------------------------
331            CALL ppm3d(1, qppm(1, 1, iq), psppm, psppm, unatppm, vnatppm, fluxwppm, dtbon, &
332                    5, 5, 5, 1, iim, jjp1, 2, llm, apppm, bpppm, 0.01, 6400000, fill, dum, 220.)
333          END SELECT
334          !----------------------------------------------------------------
335        END DO
336        !----------------------------------------------------------------
337        !     Ss-prg interface PPM3d-LMDZ.4
338        !----------------------------------------------------------------
339        CALL interpost(q(1, 1, iq), qppm(1, 1, iq))
340        !----------------------------------------------------------------------
341      END SELECT
342      !----------------------------------------------------------------------
343
344      !----------------------------------------------------------------------
345      ! On impose une seule valeur du traceur au pole Sud j=jjm+1=jjp1 et Nord j=1
346      !----------------------------------------------------------------------
347      !  CALL traceurpole(q(1,1,iq),massem)
348
349      !--- Calcul du temps cpu pour un schema donne
350      !  CALL clock(t_final)
351      !ym  tps_cpu=t_final-t_initial
352      !ym  cpuadv(iq)=cpuadv(iq)+tps_cpu
353
354    END DO
355
356    IF(isoCheck) WRITE(*, *) 'advtrac 402'
357    CALL check_isotopes_seq(q, ip1jmp1, 'advtrac 397')
358
359    !-------------------------------------------------------------------------
360    !   on reinitialise a zero les flux de masse cumules
361    !-------------------------------------------------------------------------
362    iadvtr = 0
363
364  END SUBROUTINE advtrac
365
366END MODULE lmdz_advtrac
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.