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Merged trunk changes -r4488:4726 LMDZ_ECRad branch

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1!
2! $Id$
3!
4      SUBROUTINE clc_core_cp(du, dt, dq, t1, q1, &
5                                zu, zt, zq, &
6                                        P,&
7                                n_it, mixte, &
8                         coeffs, rugosm, rugosh)
9
10      IMPLICIT NONE
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12
13  !  INTEGER     :: i,j,k
14  REAL, INTENT(IN) :: du,dt,dq,t1,q1
15  REAL, INTENT(IN) :: zu,zt,zq, P
16  INTEGER, INTENT(IN):: n_it
17  LOGICAL, INTENT(IN) :: mixte
18  REAL, DIMENSION(3), INTENT(OUT) :: coeffs
19  real, intent(out) :: rugosm
20  real, intent(out) :: rugosh
21
22
23!  REAL :: du,dt,t1,dq,q1
24  REAL :: dt_u, dq_u
25
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27
28  REAL :: cd, ch, cd_rt, cd_n10, ce_n10, ce,&
29       u_N, X,&
30       rho,cpa,le
31
32  REAL :: usr,tsr,qsr
33  REAL, DIMENSION(3) :: zeta                           ! dans l'ordre: it courant, it precedente, var
34  REAL, DIMENSION(2,3) :: psi
35  REAL, PARAMETER :: g = 9.81, k=.41, sqrt_k = .640312 !avec g= gravité, k = cste von karman, sqrt_k = racine(k)
36  REAL :: logzu_10,logzt_10,logzq_10,logzt_zu,logzq_zu,&
37       u,cd_n10_rt,ch_n10_rt,ch_n10,chi,z_0m,z_0h,tv
38  INTEGER :: i,j,m1,m2,m3,m4,m5
39
40
41  REAL :: phih,phid,phie
42
43 
44  REAL, parameter :: alpha=2.7e-3,&           !alpha = a1 ds formulation smith
45       beta = 1.42e-4,&                       !beta = a2 ds la formulation smith
46       gamma = 7.64e-5,&        !Large and yaeger 2006              !gamma = a3 ds formulation smith
47!       gamma = 13.09e-3,&         !Large and yaeger 2004
48       q0 = 1.64474                           ! q0 dzfinis mais pas reutilisée ds la suite ??
49
50  REAL, dimension(3) :: z
51  integer, dimension(2) :: tmp_shape
52  z = [zu, zt, zq]
53 
54
55
56  logzu_10 = LOG(zu/10.)
57  logzt_10 = LOG(zt/10.)
58  logzq_10 = LOG(zq/10.)
59  logzt_zu = logzt_10 - logzu_10
60  logzq_zu = logzq_10 - logzu_10
61
62  cpa = 1004.67                               !!! pas reutilise ds nvelle formulation...
63
64  tv = t1 * (1+.608*q1)                       !!!!! tv pas reutiliser ds nvelle formulation...
65  rho = p / (287.1 * t1 * (1.+.61*q1))        !!!! rho pas reutiliser ds nvelle formulation....
66
67
68  le = (2.501-.00237*(t1-273.15-dt))*1.e6     !!!!!! le pas reutiliser ds nvelle formulation....
69 
70  u = max(du,.5)                              !!!! u = vitesse du vent 1 er niveau
71  u_N = u                                     !!!!!!! u_N utilisée pour le calcul des premier calcul...
72 
73
74  !!!!! initialisation des parametres et premier calcul de z_0 cd et ch
75
76
77  if (mixte) then
78     z_0m = 1.e-4                             !!!!! pour l'initialisation on fixe z_0 a 10-4
79     cd_n10 = k**2 / (log(10/z_0m))**2        !!!!! on calcul ensuite cd a 10 m d'après smith
80     cd_n10_rt = sqrt(cd_n10)   
81  else
82! Large and yaeger 2006
83     cd_n10 = alpha / u_n + beta + gamma * u_n !!!!! calcul de cd pour core pur
84! Large and yaeger 2004
85!     cd_n10 = 1E-3 * (2.7/U_n + 0.142 + U_n/13.09)
86     cd_n10_rt = sqrt(cd_n10)                  !!!!!!
87     z_0m = 10. * exp(-k/cd_n10_rt)            !!!!!!! on calcul le premier z_0
88  endif
89
90
91  if ( dt .gt. 0. ) then
92     ch_n10 = 0.018 * cd_n10_rt                !!!!!!! si regime stable calcul du ch
93!     z_0h = 10. * exp(-k/ch_n10)
94  else
95     ch_n10 = 0.0327 * cd_n10_rt               !!!!!!! si regime instable calcul du ch
96!     z_0h = 10. * exp(-k/ch_n10)
97  endif
98
99  ce_n10 = 3.46e-2 *cd_n10_rt                  !!!!!! calcul ensuite de ce
100
101
102  dt_u = dt                                    !!! def
103  dq_u = dq                                    !!! def
104
105  cd = cd_n10                                  !!! def
106  ch = ch_n10                                  !!! def
107  ce = ce_n10                                  !!! def
108
109  cd_rt = sqrt(cd)                             !!! def
110
111  !  open(7,file="err_rel.dat",position="append")
112
113
114!!!!!!!!! début des itérations....
115
116  do i = 1,n_it
117
118     usr = cd_rt * u
119     tsr = ch / cd_rt *  dt_u
120     qsr = ce / cd_rt * dq_u
121
122
123     zeta = k*g / (usr**2) * tsr / t1&
124          * z
125
126     zeta = sign( min(abs(zeta),10.0), zeta )
127
128
129!!!! calcul du zeta pour connaitre le signe et donc en deduire le regime...
130
131
132
133
134     IF ( zeta(1) .GT. 0 ) THEN !!! si regime stable alors valeurs pr chi et psi
135
136        chi = 0.018
137
138
139        psi(1,1) = -5.*zeta(1)
140        psi(2,1) = psi(1,1)
141
142     ELSE !!!!! si regime instable alors valeurs pr psi et chi !!!
143
144        chi = 0.0327
145
146        X = sqrt( sqrt( 1-16.*zeta(1) ))
147        psi(1,1) =  3.1415695 / 2 + 2 * LOG( ( 1 + X ) / 2 ) + LOG( (1 + X**2) / 2 ) - 2*ATAN(X)
148        psi(2,1) =  2.*LOG( (1 + X**2) / 2 )
149
150     END IF
151
152     do j =2,3
153        IF ( zeta(j) .GT. 0 ) THEN
154           psi(1,j) = -5.*zeta(j)
155           psi(2,j) = psi(1,1)
156
157        ELSE
158           X = sqrt( sqrt( 1-16.*zeta(j) ))
159           psi(1,j) =  3.1415695 / 2 + 2 * LOG( ( 1 + X ) / 2 ) + LOG( (1 + X**2) / 2 ) - 2*ATAN(X)
160           psi(2,j) =  2.*LOG( (1 + X**2) / 2 )
161
162        END IF
163     enddo
164
165
166     dt_u = dt - tsr / k * &
167          ( logzt_zu + psi(2,1) - psi(2,2) )
168
169     dq_u = dq - qsr / k * &
170          ( logzq_zu + psi(2,1) - psi(2,3) )
171
172
173
174     u_N = u / ( 1 + cd_n10_rt / k * ( logzu_10 - psi(1,1)) )
175
176     if (mixte) then
177        z_0m=0.018*usr**2/9.81 + 0.11*14e-6 / (usr)
178!        z_0h=(0.11*14e-6 / (usr)) + 1.4e-5
179        cd_n10 = k**2 / (log(10/z_0m))**2
180        cd_n10_rt = sqrt(cd_n10)
181!        ch_n10 = k**2 / ((log(10/z_0m))*(log(10/z_0h)))
182!        ch_n10_rt = sqrt(ch_n10)
183        ch_n10 = 1.e-3
184     else
185! Large and yaeger 2006
186        cd_n10 = alpha / u_n + beta + gamma * u_n !!!!! calcul de cd pour core pur
187! Large and yaeger 2004
188!        cd_n10 = 1E-3 * (2.7/U_n + 0.142 + U_n/13.09)
189        !        cd_n10_dun = -alpha / u_n**2 + gamma
190        cd_n10_rt = sqrt(cd_n10)
191        z_0m = 10. * exp(-k/cd_n10_rt) !!!!! c'est sur cette ligne la qu'il y a un bug... ou sur la ligne du u_N
192!        ch_n10 = chi * cd_n10_rt
193!        z_0h = 10. * exp(-k/ch_n10)
194!        ch_n10_rt = sqrt(ch_n10)
195        ch_n10 = chi * cd_n10_rt
196     endif
197
198
199     ce_n10 = 3.46e-2*cd_n10_rt
200
201
202
203     phid = 1+cd_n10_rt/k * (logzu_10 - psi(1,1))
204     phih = 1+chi/k * (logzu_10 - psi(2,1))
205     phie = 1+3.46e-2/k * (logzu_10 - psi(2,1))
206
207
208     cd_rt = cd_n10_rt / abs( phid )
209     ch = ch_n10 / ( phih * phid )
210     ce = ce_n10 / ( phie * phid )
211
212     cd=cd_rt**2
213
214  END DO
215
216  usr = cd_rt * u
217  tsr = ch / cd_rt *  dt_u
218  qsr = ce / cd_rt * dq_u
219
220
221  ! coeffs(:,m) = [ &
222  !      rho * usr**2,&
223  !      rho * cpa * usr *tsr,&
224  !      rho * le * usr *qsr]
225
226  coeffs = [ cd_rt**2, ch , ce ]
227
228  rugosm =  z_0m
229  rugosh =  z_0h
230
231      RETURN
232      END subroutine clc_core_cp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.