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WRF: version v3.3
LMDZ: version v1818

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1!WRF:MEDIATION_LAYER:PHYSICS
2
3!==============================================================================
4!
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6! This work was produced at the Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) under
7! contract no. DE-AC52-07NA27344 (Contract 44) between the U.S. Department of Energy (DOE)
8! and Lawrence Livermore National Security, LLC (LLNS) for the operation of LLNL. Copyright
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13!
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27!
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32! P.O. Box 808, L-795, Livermore, CA 94551
33!
34!=============================================================================
35!
36! Modification History:
37!
38! Implemented 12/2009 by Jeff Mirocha, jmirocha@llnl.gov
39!
40!=============================================================================
41
42MODULE module_sfs_driver
43
44CONTAINS
45
46!=============================================================================
47
48SUBROUTINE sfs_driver( grid, config_flags, &
49                       nba_mij, n_nba_mij, &
50                       nba_rij, n_nba_rij  )
51
52!-----------------------------------------------------------------------------
53!
54! PURPOSE: Calls turbulence subfilter stress model subroutines and handles
55!          all MPI and OMP operations
56!
57!-----------------------------------------------------------------------------
58
59
60! Driver layer modules
61  USE module_domain
62  USE module_configure
63  USE module_tiles
64  USE module_machine
65  USE module_state_description
66! Model layer modules
67  USE module_bc
68
69!! *** add new modules of schemes here
70
71  USE module_sfs_nba
72#ifdef DM_PARALLEL
73   USE module_dm
74   USE module_comm_dm, ONLY : &
75                           HALO_EM_NBA_RIJ_sub   &
76                          ,PERIOD_EM_NBA_RIJ_sub   &
77                          ,HALO_EM_NBA_MIJ_sub   &
78                          ,PERIOD_EM_NBA_MIJ_sub
79#endif
80
81  IMPLICIT NONE
82
83! Input data.
84
85  TYPE(domain) , TARGET          :: grid
86
87  TYPE (grid_config_rec_type) , INTENT(IN)          :: config_flags
88
89  INTEGER, INTENT(  IN ) :: n_nba_mij, n_nba_rij
90
91  REAL ,DIMENSION(grid%sm31:grid%em31,grid%sm32:grid%em32,grid%sm33:grid%em33,n_nba_mij) &
92  :: nba_mij
93
94  REAL ,DIMENSION(grid%sm31:grid%em31,grid%sm32:grid%em32,grid%sm33:grid%em33,n_nba_rij) &
95  :: nba_rij
96
97! Local data
98
99  INTEGER :: k_start , k_end, its, ite, jts, jte
100  INTEGER :: ids , ide , jds , jde , kds , kde , &
101             ims , ime , jms , jme , kms , kme , &
102             ips , ipe , jps , jpe , kps , kpe
103
104  INTEGER :: imsx, imex, jmsx, jmex, kmsx, kmex, &
105             ipsx, ipex, jpsx, jpex, kpsx, kpex, &
106             imsy, imey, jmsy, jmey, kmsy, kmey, &
107             ipsy, ipey, jpsy, jpey, kpsy, kpey
108 
109  INTEGER :: ij, i, j, k
110
111  CALL get_ijk_from_grid ( grid ,                              &
112                           ids, ide, jds, jde, kds, kde,       &
113                           ims, ime, jms, jme, kms, kme,       &
114                           ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,       &
115                           imsx, imex, jmsx, jmex, kmsx, kmex, &
116                           ipsx, ipex, jpsx, jpex, kpsx, kpex, &
117                           imsy, imey, jmsy, jmey, kmsy, kmey, &
118                           ipsy, ipey, jpsy, jpey, kpsy, kpey  )
119
120  k_start         = kps
121  k_end           = kpe
122
123! Compute these starting and stopping locations for each tile and number of tiles.
124! See: http://www.mmm.ucar.edu/wrf/WG2/topics/settiles
125
126  CALL set_tiles ( grid , ids , ide , jds , jde , ips , ipe , jps , jpe )
127
128  IF ( (config_flags%sfs_opt .EQ. 1) .OR. (config_flags%sfs_opt .EQ. 2) ) THEN
129
130!=======================================================================
131!
132!                                BEGIN NBA
133!
134!=======================================================================
135     
136!  IF ( grid%itimestep .EQ. 1 ) THEN
137!         
138!    IF ( (config_flags%sfs_opt .EQ. 2) .AND. (config_flags%km_opt .NE. 2)) THEN
139
140!    CALL wrf_error_fatal( 'Must use km_opt=2 with sfs_opt=2' )
141!   
142!    ENDIF
143!
144!  ENDIF
145
146!_______________________________________________________________________
147!
148! Compute NBA model constants
149!_______________________________________________________________________
150
151
152    !$OMP PARALLEL DO   &
153    !$OMP PRIVATE ( ij )
154    DO ij = 1 , grid%num_tiles !----------------------------------------
155
156        CALL calc_mij_constants( )
157
158    ENDDO !-------------------------------------------------------------
159    !$OMP END PARALLEL DO
160
161!_______________________________________________________________________
162!
163! Compute Smn*Smn
164!_______________________________________________________________________
165
166    !$OMP PARALLEL DO   &
167    !$OMP PRIVATE ( ij )
168    DO ij = 1 , grid%num_tiles !----------------------------------------
169
170        CALL calc_smnsmn( nba_rij(ims,kms,jms,P_smnsmn),    &
171                          grid%defor11, grid%defor22,       &
172                          grid%defor33, grid%defor12,       &
173                          grid%defor13, grid%defor23,       &
174                          config_flags,                     &
175                          ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
176                          ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
177                          ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
178                          grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
179                          grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
180                          k_start    , k_end                )
181
182    ENDDO !-------------------------------------------------------------
183    !$OMP END PARALLEL DO
184
185!_______________________________________________________________________
186!
187! Update halos for R12, R13, R23 and smnsmn
188!_______________________________________________________________________
189
190#ifdef DM_PARALLEL
191#      include "HALO_EM_NBA_RIJ.inc"
192#      include "PERIOD_EM_NBA_RIJ.inc"
193#endif
194
195    !$OMP PARALLEL DO   &
196    !$OMP PRIVATE ( ij )
197    DO ij = 1 , grid%num_tiles !----------------------------------------
198
199        CALL set_physical_bc3d( nba_rij(ims,kms,jms,P_r12), 'd',  &
200                                config_flags,                     &
201                                ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
202                                ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
203                                ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
204                                grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
205                                grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
206                                k_start    , k_end                )
207
208
209        CALL set_physical_bc3d( nba_rij(ims,kms,jms,P_r13), 'e',  &
210                                config_flags,                     &
211                                ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
212                                ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
213                                ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
214                                grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
215                                grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
216                                k_start    , k_end                )
217
218        CALL set_physical_bc3d( nba_rij(ims,kms,jms,P_r23), 'f',  &
219                                config_flags,                     &
220                                ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
221                                ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
222                                ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
223                                grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
224                                grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
225                                k_start    , k_end                )
226
227        CALL set_physical_bc3d( nba_rij(ims,kms,jms,P_smnsmn), 'c', &
228                                config_flags,                       &
229                                ids, ide, jds, jde, kds, kde,       &
230                                ims, ime, jms, jme, kms, kme,       &
231                                ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,       &
232                                grid%i_start(ij), grid%i_end(ij),   &
233                                grid%j_start(ij), grid%j_end(ij),   &
234                                k_start    , k_end                  )
235
236    ENDDO !-------------------------------------------------------------
237    !$OMP END PARALLEL DO
238
239!_______________________________________________________________________
240!
241! Calculate M11, M22 and M33
242!_______________________________________________________________________
243
244    !$OMP PARALLEL DO   &
245    !$OMP PRIVATE ( ij )
246    DO ij = 1 , grid%num_tiles !----------------------------------------
247
248      CALL calc_mii( nba_mij(ims,kms,jms,P_m11),       &
249                     nba_mij(ims,kms,jms,P_m22),       &
250                     nba_mij(ims,kms,jms,P_m33),       &
251                     grid%defor11, grid%defor22,       &
252                     grid%defor33, grid%defor12,       &
253                     grid%defor13, grid%defor23,       &
254                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r12),       &
255                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r13),       &
256                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r23),       &
257                     nba_rij(ims,kms,jms,P_smnsmn),    &
258                     grid%tke_2,                       &
259                     grid%rdzw, grid%dx, grid%dy,      &
260                     config_flags,                     &
261                     ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
262                     ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
263                     ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
264                     grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
265                     grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
266                     k_start, k_end                    )
267
268    ENDDO !-------------------------------------------------------------
269    !$OMP END PARALLEL DO
270
271!_______________________________________________________________________
272!
273! Calculate M12
274!_______________________________________________________________________
275
276    !$OMP PARALLEL DO   &
277    !$OMP PRIVATE ( ij )
278    DO ij = 1 , grid%num_tiles !----------------------------------------
279
280      CALL calc_m12( nba_mij(ims,kms,jms,P_m12),       &
281                     grid%defor11, grid%defor22,       &
282                     grid%defor12, grid%defor13,       &
283                     grid%defor23,                     &
284                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r12),       &
285                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r13),       &
286                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r23),       &
287                     nba_rij(ims,kms,jms,P_smnsmn),    &
288                     grid%tke_2,                       &
289                     grid%rdzw, grid%dx, grid%dy,      &
290                     config_flags,                     &
291                     ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
292                     ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
293                     ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
294                     grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
295                     grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
296                     k_start, k_end                    )
297
298    ENDDO !-------------------------------------------------------------
299    !$OMP END PARALLEL DO
300
301!_______________________________________________________________________
302!
303! Calculate M13
304!_______________________________________________________________________
305
306    !$OMP PARALLEL DO   &
307    !$OMP PRIVATE ( ij )
308    DO ij = 1 , grid%num_tiles !----------------------------------------
309
310      CALL calc_m13( nba_mij(ims,kms,jms,P_m13),       &
311                     grid%defor11, grid%defor33,       &
312                     grid%defor12, grid%defor13,       &
313                     grid%defor23,                     &
314                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r12),       &
315                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r13),       &
316                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r23),       &
317                     nba_rij(ims,kms,jms,P_smnsmn),    &
318                     grid%tke_2,                       &
319                     grid%rdzw, grid%dx, grid%dy,      &
320                     grid%fnm, grid%fnp,               &
321                     config_flags,                     &
322                     ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
323                     ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
324                     ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
325                     grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
326                     grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
327                     k_start, k_end                    )
328
329    ENDDO !-------------------------------------------------------------
330    !$OMP END PARALLEL DO
331!_______________________________________________________________________
332!
333! Calculate M23
334!_______________________________________________________________________
335
336    !$OMP PARALLEL DO   &
337    !$OMP PRIVATE ( ij )
338    DO ij = 1 , grid%num_tiles !----------------------------------------
339
340      CALL calc_m23( nba_mij(ims,kms,jms,P_m23),       &
341                     grid%defor22, grid%defor33,       &
342                     grid%defor12, grid%defor13,       &
343                     grid%defor23,                     &
344                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r12),       &
345                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r13),       &
346                     nba_rij(ims,kms,jms,P_r23),       &
347                     nba_rij(ims,kms,jms,P_smnsmn),    &
348                     grid%tke_2,                       &
349                     grid%rdzw, grid%dx, grid%dy,      &
350                     grid%fnm, grid%fnp,               &
351                     config_flags,                     &
352                     ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
353                     ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
354                     ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
355                     grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
356                     grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
357                     k_start, k_end                    )
358
359    ENDDO !-------------------------------------------------------------
360    !$OMP END PARALLEL DO
361!_______________________________________________________________________
362!
363! Update boundary conditions and halos after calculating Mij
364!_______________________________________________________________________
365
366#ifdef DM_PARALLEL
367#      include "HALO_EM_NBA_MIJ.inc"
368#      include "PERIOD_EM_NBA_MIJ.inc"
369#endif
370
371    !$OMP PARALLEL DO   &
372    !$OMP PRIVATE ( ij )
373    DO ij = 1 , grid%num_tiles !----------------------------------------
374
375      CALL set_physical_bc3d( nba_mij(ims,kms,jms,P_m11), 'p',    &
376                              config_flags,                     &
377                              ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
378                              ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
379                              ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
380                              grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
381                              grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
382                              k_start    , k_end                )
383     
384      CALL set_physical_bc3d( nba_mij(ims,kms,jms,P_m22), 'p',    &
385                              config_flags,                     &
386                              ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
387                              ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
388                              ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
389                              grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
390                              grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
391                              k_start    , k_end                )
392     
393      CALL set_physical_bc3d( nba_mij(ims,kms,jms,P_m33), 'p',    &
394                              config_flags,                     &
395                              ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
396                              ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
397                              ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
398                              grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
399                              grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
400                              k_start    , k_end                )
401
402      CALL set_physical_bc3d( nba_mij(ims,kms,jms,P_m12), 'd',    &
403                              config_flags,                     &
404                              ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
405                              ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
406                              ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
407                              grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
408                              grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
409                              k_start    , k_end                )
410
411      CALL set_physical_bc3d( nba_mij(ims,kms,jms,P_m13), 'e',    &
412                              config_flags,                     &
413                              ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
414                              ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
415                              ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
416                              grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
417                              grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
418                              k_start    , k_end                )
419
420      CALL set_physical_bc3d( nba_mij(ims,kms,jms,P_m23), 'f',    &
421                              config_flags,                     &
422                              ids, ide, jds, jde, kds, kde,     &
423                              ims, ime, jms, jme, kms, kme,     &
424                              ips, ipe, jps, jpe, kps, kpe,     &
425                              grid%i_start(ij), grid%i_end(ij), &
426                              grid%j_start(ij), grid%j_end(ij), &
427                              k_start    , k_end                )
428
429    ENDDO !-------------------------------------------------------------
430    !$OMP END PARALLEL DO
431
432!=======================================================================
433!
434!                                END NBA
435!
436!=======================================================================
437
438  ENDIF !(config_flags%sfs_opt .EQ. 1) .OR. (config_flags%sfs_opt .EQ. 2)
439
440END SUBROUTINE sfs_driver
441
442END MODULE module_sfs_driver
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.