/[MITgcm]/MITgcm/pkg/ggl90/ggl90_calc.F
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revision 1.12 by jmc, Thu Oct 8 20:07:18 2009 UTC revision 1.17 by gforget, Mon Aug 9 20:34:02 2010 UTC
# Line 27  C global parameters updated by ggl90_cal Line 27  C global parameters updated by ggl90_cal
27  C     GGL90TKE     :: sub-grid turbulent kinetic energy          (m^2/s^2)  C     GGL90TKE     :: sub-grid turbulent kinetic energy          (m^2/s^2)
28  C     GGL90viscAz  :: GGL90 eddy viscosity coefficient             (m^2/s)  C     GGL90viscAz  :: GGL90 eddy viscosity coefficient             (m^2/s)
29  C     GGL90diffKzT :: GGL90 diffusion coefficient for temperature  (m^2/s)  C     GGL90diffKzT :: GGL90 diffusion coefficient for temperature  (m^2/s)
 C  
30  C \ev  C \ev
31    
32  C !USES: ============================================================  C !USES: ============================================================
# Line 85  c     _RL     SQRTTKE Line 84  c     _RL     SQRTTKE
84        _RL     RiNumber        _RL     RiNumber
85        _RL     TKEdissipation        _RL     TKEdissipation
86        _RL     tempU, tempV, prTemp        _RL     tempU, tempV, prTemp
87        _RL     MaxLength        _RL     MaxLength, tmpmlx, tmpVisc
88        _RL     TKEPrandtlNumber (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     TKEPrandtlNumber (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
89        _RL     GGL90mixingLength(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     GGL90mixingLength(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
90        _RL         rMixingLength(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     rMixingLength    (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
91          _RL     mxLength_Dn      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
92        _RL     KappaE           (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     KappaE           (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
93        _RL     rhoK             (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     rhoK             (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
94        _RL     rhoKm1           (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     rhoKm1           (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
95        _RL     totalDepth       (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     totalDepth       (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
96        _RL     gTKE             (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     gTKE             (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
97  C     tri-diagonal matrix        _RL     GGL90visctmp     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
98    C-    tri-diagonal matrix
99        _RL     a(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     a(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
100        _RL     b(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     b(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
101        _RL     c(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     c(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
102          INTEGER errCode
103  #ifdef ALLOW_GGL90_HORIZDIFF  #ifdef ALLOW_GGL90_HORIZDIFF
104  C     xA, yA   - area of lateral faces  C-    xA, yA   - area of lateral faces
105  C     dfx, dfy - diffusive flux across lateral faces  C-    dfx, dfy - diffusive flux across lateral faces
106        _RL     xA (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     xA (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
107        _RL     yA (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     yA (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
108        _RL     dfx(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     dfx(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
109        _RL     dfy(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL     dfy(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
110  #endif /* ALLOW_GGL90_HORIZDIFF */  #endif /* ALLOW_GGL90_HORIZDIFF */
111  #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH  #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH
112        _RL p4, p8, p16, tmpdiffKrS        _RL p4, p8, p16
113        p4=0.25 _d 0        p4=0.25 _d 0
114        p8=0.125 _d 0        p8=0.125 _d 0
115        p16=0.0625 _d 0        p16=0.0625 _d 0
# Line 133  C     Initialize local fields Line 135  C     Initialize local fields
135          DO I=1-Olx,sNx+Olx          DO I=1-Olx,sNx+Olx
136           gTKE(I,J,K)              = 0. _d 0           gTKE(I,J,K)              = 0. _d 0
137           KappaE(I,J,K)            = 0. _d 0           KappaE(I,J,K)            = 0. _d 0
138           TKEPrandtlNumber(I,J,K)  = 0. _d 0           TKEPrandtlNumber(I,J,K)  = 1. _d 0
139           GGL90mixingLength(I,J,K) = GGL90mixingLengthMin           GGL90mixingLength(I,J,K) = GGL90mixingLengthMin
140               rMixingLength(I,J,K) = 0. _d 0           GGL90visctmp(I,J,K)      = 0. _d 0
141          ENDDO          ENDDO
142         ENDDO         ENDDO
143        ENDDO        ENDDO
144        DO J=1-Oly,sNy+Oly        DO J=1-Oly,sNy+Oly
145         DO I=1-Olx,sNx+Olx         DO I=1-Olx,sNx+Olx
146          rhoK    (I,J) = 0. _d 0          rhoK(I,J)          = 0. _d 0
147          rhoKm1  (I,J) = 0. _d 0          rhoKm1(I,J)        = 0. _d 0
148          totalDepth(I,J) = Ro_surf(i,j,bi,bj) - R_low(i,j,bi,bj)          totalDepth(I,J)    = Ro_surf(i,j,bi,bj) - R_low(i,j,bi,bj)
149            rMixingLength(i,j,1) = 0. _d 0
150            mxLength_Dn(I,J,1) = GGL90mixingLengthMin
151            SQRTTKE(i,j,1) = SQRT( GGL90TKE(i,j,1,bi,bj) )
152         ENDDO         ENDDO
153        ENDDO        ENDDO
154    
# Line 165  c      Kp1 = MIN(Nr,K+1) Line 170  c      Kp1 = MIN(Nr,K+1)
170         DO J=jMin,jMax         DO J=jMin,jMax
171          DO I=iMin,iMax          DO I=iMin,iMax
172           SQRTTKE(i,j,k)=SQRT( GGL90TKE(I,J,K,bi,bj) )           SQRTTKE(i,j,k)=SQRT( GGL90TKE(I,J,K,bi,bj) )
173  C  
174  C     buoyancy frequency  C     buoyancy frequency
 C  
175           Nsquare(i,j,k) = - gravity*recip_rhoConst*recip_drC(K)           Nsquare(i,j,k) = - gravity*recip_rhoConst*recip_drC(K)
176       &        * ( rhoKm1(I,J) - rhoK(I,J) )*maskC(I,J,K,bi,bj)       &        * ( rhoKm1(I,J) - rhoK(I,J) )*maskC(I,J,K,bi,bj)
177  cC     vertical shear term (dU/dz)^2+(dV/dz)^2  cC     vertical shear term (dU/dz)^2+(dV/dz)^2
# Line 190  C     mixing length Line 194  C     mixing length
194         ENDDO         ENDDO
195        ENDDO        ENDDO
196    
197  C- Impose upper bound for mixing length (total depth)  C- Impose upper and lower bound for mixing length
198        IF ( mxlMaxFlag .EQ. 0 ) THEN        IF ( mxlMaxFlag .EQ. 0 ) THEN
199    C-
200         DO k=2,Nr         DO k=2,Nr
201          DO J=jMin,jMax          DO J=jMin,jMax
202           DO I=iMin,iMax           DO I=iMin,iMax
203            MaxLength=totalDepth(I,J)            MaxLength=totalDepth(I,J)
204            GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),            GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),
205       &        MaxLength)       &                                   MaxLength)
206           ENDDO           ENDDO
207          ENDDO          ENDDO
208         ENDDO         ENDDO
209    
210           DO k=2,Nr
211            DO J=jMin,jMax
212             DO I=iMin,iMax
213              GGL90mixingLength(I,J,K) = MAX(GGL90mixingLength(I,J,K),
214         &                                   GGL90mixingLengthMin)
215              rMixingLength(I,J,K) = 1. _d 0 / GGL90mixingLength(I,J,K)
216             ENDDO
217            ENDDO
218           ENDDO
219    
220        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 1 ) THEN        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 1 ) THEN
221    C-
222         DO k=2,Nr         DO k=2,Nr
223          DO J=jMin,jMax          DO J=jMin,jMax
224           DO I=iMin,iMax           DO I=iMin,iMax
225            MaxLength=MIN(Ro_surf(I,J,bi,bj)-rF(k),rF(k)-R_low(I,J,bi,bj))            MaxLength=MIN(Ro_surf(I,J,bi,bj)-rF(k),rF(k)-R_low(I,J,bi,bj))
226  c         MaxLength=MAX(MaxLength,20. _d 0)  c         MaxLength=MAX(MaxLength,20. _d 0)
227            GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),            GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),
228       &        MaxLength)       &                                   MaxLength)
229             ENDDO
230            ENDDO
231           ENDDO
232    
233           DO k=2,Nr
234            DO J=jMin,jMax
235             DO I=iMin,iMax
236              GGL90mixingLength(I,J,K) = MAX(GGL90mixingLength(I,J,K),
237         &                                   GGL90mixingLengthMin)
238              rMixingLength(I,J,K) = 1. _d 0 / GGL90mixingLength(I,J,K)
239           ENDDO           ENDDO
240          ENDDO          ENDDO
241         ENDDO         ENDDO
242    
243        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 2 ) THEN        ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 2 ) THEN
244    C-
245    cgf ensure mixing between first and second level
246    c      DO J=jMin,jMax
247    c        DO I=iMin,iMax
248    c         GGL90mixingLength(I,J,2)=drF(1)
249    c        ENDDO
250    c      ENDDO
251    cgf
252         DO k=2,Nr         DO k=2,Nr
253          DO J=jMin,jMax          DO J=jMin,jMax
254           DO I=iMin,iMax           DO I=iMin,iMax
# Line 235  c         MaxLength=MAX(MaxLength,20. _d Line 271  c         MaxLength=MAX(MaxLength,20. _d
271           ENDDO           ENDDO
272          ENDDO          ENDDO
273         ENDDO         ENDDO
       ELSE  
        STOP 'GGL90_CALC: Wrong mxlMaxFlag (mixing lenght limit)'  
       ENDIF  
274    
275  C- Impose minimum mixing length (to avoid division by zero)         DO k=2,Nr
276        DO k=2,Nr          DO J=jMin,jMax
277             DO I=iMin,iMax
278              GGL90mixingLength(I,J,K) = MAX(GGL90mixingLength(I,J,K),
279         &                                   GGL90mixingLengthMin)
280              rMixingLength(I,J,K) = 1. _d 0 / GGL90mixingLength(I,J,K)
281             ENDDO
282            ENDDO
283           ENDDO
284    
285          ELSEIF ( mxlMaxFlag .EQ. 3 ) THEN
286    C-
287           DO k=2,Nr
288            DO J=jMin,jMax
289             DO I=iMin,iMax
290              mxLength_Dn(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),
291         &        mxLength_Dn(I,J,K-1)+drF(k-1))
292             ENDDO
293            ENDDO
294           ENDDO
295         DO J=jMin,jMax         DO J=jMin,jMax
296          DO I=iMin,iMax          DO I=iMin,iMax
297           GGL90mixingLength(I,J,K) = MAX(GGL90mixingLength(I,J,K),            GGL90mixingLength(I,J,Nr) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,Nr),
298       &        GGL90mixingLengthMin)       &       GGL90mixingLengthMin+drF(Nr))
          rMixingLength(I,J,K) = 1. _d 0 /GGL90mixingLength(I,J,K)  
299          ENDDO          ENDDO
300         ENDDO         ENDDO
301        ENDDO         DO k=Nr-1,2,-1
302            DO J=jMin,jMax
303             DO I=iMin,iMax
304              GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),
305         &        GGL90mixingLength(I,J,K+1)+drF(k))
306             ENDDO
307            ENDDO
308           ENDDO
309    
310           DO k=2,Nr
311            DO J=jMin,jMax
312             DO I=iMin,iMax
313              GGL90mixingLength(I,J,K) = MIN(GGL90mixingLength(I,J,K),
314         &                                  mxLength_Dn(I,J,K))
315              tmpmlx = SQRT( GGL90mixingLength(I,J,K)*mxLength_Dn(I,J,K) )
316              tmpmlx = MAX( tmpmlx, GGL90mixingLengthMin)
317              rMixingLength(I,J,K) = 1. _d 0 / tmpmlx
318             ENDDO
319            ENDDO
320           ENDDO
321    
322          ELSE
323           STOP 'GGL90_CALC: Wrong mxlMaxFlag (mixing length limit)'
324          ENDIF
325    
326    C- Impose minimum mixing length (to avoid division by zero)
327    c      DO k=2,Nr
328    c      DO J=jMin,jMax
329    c       DO I=iMin,iMax
330    c        GGL90mixingLength(I,J,K) = MAX(GGL90mixingLength(I,J,K),
331    c    &        GGL90mixingLengthMin)
332    c        rMixingLength(I,J,K) = 1. _d 0 /GGL90mixingLength(I,J,K)
333    c       ENDDO
334    c      ENDDO
335    c     ENDDO
336    
337    
338        DO k=2,Nr        DO k=2,Nr
339         Km1 = K-1         Km1 = K-1
# Line 267  C     compute Prandtl number (always gre Line 352  C     compute Prandtl number (always gre
352           prTemp = 1. _d 0           prTemp = 1. _d 0
353           IF ( RiNumber .GE. 0.2 _d 0 ) prTemp = 5. _d 0 * RiNumber           IF ( RiNumber .GE. 0.2 _d 0 ) prTemp = 5. _d 0 * RiNumber
354           TKEPrandtlNumber(I,J,K) = MIN(10. _d 0,prTemp)           TKEPrandtlNumber(I,J,K) = MIN(10. _d 0,prTemp)
355    c         TKEPrandtlNumber(I,J,K) = 1. _d 0
356    
357  C     viscosity and diffusivity  C     viscosity and diffusivity
358           KappaM = GGL90ck*GGL90mixingLength(I,J,K)*SQRTTKE(i,j,k)           KappaM = GGL90ck*GGL90mixingLength(I,J,K)*SQRTTKE(i,j,k)
359             GGL90visctmp(I,J,K) = MAX(KappaM,diffKrNrT(k))
360         &                            * maskC(I,J,K,bi,bj)
361    c        note: storing GGL90visctmp like this, and using it later to compute
362    c              GGL9rdiffKr etc. is robust in case of smoothing (e.g. see OPA)
363             KappaM = MAX(KappaM,viscArNr(k)) * maskC(I,J,K,bi,bj)
364           KappaH = KappaM/TKEPrandtlNumber(I,J,K)           KappaH = KappaM/TKEPrandtlNumber(I,J,K)
365             KappaE(I,J,K) = GGL90alpha * KappaM * maskC(I,J,K,bi,bj)
 C     Set a minium (= background) and maximum value  
          KappaM = MAX(KappaM,viscArNr(k))  
          KappaH = MAX(KappaH,diffKrNrT(k))  
          KappaM = MIN(KappaM,GGL90viscMax)  
          KappaH = MIN(KappaH,GGL90diffMax)  
   
 C     Mask land points and storage  
          GGL90viscAr(I,J,K,bi,bj) = KappaM * maskC(I,J,K,bi,bj)  
          GGL90diffKr(I,J,K,bi,bj) = KappaH * maskC(I,J,K,bi,bj)  
          KappaE(I,J,K) = GGL90alpha * GGL90viscAr(I,J,K,bi,bj)  
366    
367  C     dissipation term  C     dissipation term
368           TKEdissipation = ab05*GGL90ceps           TKEdissipation = ab05*GGL90ceps
# Line 344  C     Compute divergence of fluxes Line 425  C     Compute divergence of fluxes
425       &   -_recip_hFacC(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)*recip_rA(i,j,bi,bj)       &   -_recip_hFacC(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)*recip_rA(i,j,bi,bj)
426       &         *( (dfx(i+1,j)-dfx(i,j))       &         *( (dfx(i+1,j)-dfx(i,j))
427       &           +(dfy(i,j+1)-dfy(i,j))       &           +(dfy(i,j+1)-dfy(i,j))
428       &           )       &           )*deltaTggl90
429           ENDDO           ENDDO
430          ENDDO          ENDDO
431  C       end of k-loop  C       end of k-loop
# Line 365  C--   Lower diagonal Line 446  C--   Lower diagonal
446         ENDDO         ENDDO
447        ENDDO        ENDDO
448        DO k=2,Nr        DO k=2,Nr
449         km1=max(2,k-1)         km1=MAX(2,k-1)
450         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
451          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
452    C-    We keep recip_hFacC in the diffusive flux calculation,
453    C-    but no hFacC in TKE volume control
454    C-    No need for maskC(k-1) with recip_hFacC(k-1)
455           a(i,j,k) = -deltaTggl90           a(i,j,k) = -deltaTggl90
 c     &        *recip_drF(km1)*recip_hFacI(i,j,k,bi,bj)  
456       &        *recip_drF(k-1)*recip_hFacC(i,j,k-1,bi,bj)       &        *recip_drF(k-1)*recip_hFacC(i,j,k-1,bi,bj)
457       &        *.5 _d 0*(KappaE(i,j, k )+KappaE(i,j,km1))       &        *.5 _d 0*(KappaE(i,j, k )+KappaE(i,j,km1))
458       &        *recip_drC(k)*maskC(i,j,k,bi,bj)*maskC(i,j,k-1,bi,bj)       &        *recip_drC(k)*maskC(i,j,k,bi,bj)
459          ENDDO          ENDDO
460         ENDDO         ENDDO
461        ENDDO        ENDDO
# Line 385  C--   Upper diagonal Line 468  C--   Upper diagonal
468        DO k=2,Nr        DO k=2,Nr
469         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
470          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
471            kp1=min(klowC(i,j,bi,bj),k+1)            kp1=MAX(1,MIN(klowC(i,j,bi,bj),k+1))
472    C-    We keep recip_hFacC in the diffusive flux calculation,
473    C-    but no hFacC in TKE volume control
474    C-    No need for maskC(k) with recip_hFacC(k)
475            c(i,j,k) = -deltaTggl90            c(i,j,k) = -deltaTggl90
 c     &        *recip_drF( k )*recip_hFacI(i,j,k,bi,bj)  
476       &        *recip_drF( k ) * recip_hFacC(i,j,k,bi,bj)       &        *recip_drF( k ) * recip_hFacC(i,j,k,bi,bj)
477       &        *.5 _d 0*(KappaE(i,j,k)+KappaE(i,j,kp1))       &        *.5 _d 0*(KappaE(i,j,k)+KappaE(i,j,kp1))
478       &        *recip_drC(k)*maskC(i,j,k,bi,bj)*maskC(i,j,k-1,bi,bj)       &        *recip_drC(k)*maskC(i,j,k-1,bi,bj)
479          ENDDO          ENDDO
480         ENDDO         ENDDO
481        ENDDO        ENDDO
482  C--   Center diagonal  C--   Center diagonal
483        DO k=1,Nr        DO k=1,Nr
484           km1 = MAX(k-1,1)
485         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
486          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
487            b(i,j,k) = 1. _d 0 - c(i,j,k) - a(i,j,k)            b(i,j,k) = 1. _d 0 - c(i,j,k) - a(i,j,k)
488       &        + ab15*deltaTggl90*GGL90ceps*SQRT(GGL90TKE(I,J,K,bi,bj))       &        + ab15*deltaTggl90*GGL90ceps*SQRTTKE(I,J,K)
489       &        *rMixingLength(I,J,K)*maskC(i,j,k,bi,bj)       &        * rMixingLength(I,J,K)
490         &        * maskC(i,j,k,bi,bj)*maskC(i,j,km1,bi,bj)
491           ENDDO           ENDDO
492         ENDDO         ENDDO
493        ENDDO        ENDDO
494  C     end set up matrix  C     end set up matrix
495    
 C  
496  C     Apply boundary condition  C     Apply boundary condition
497  C        kp1 = MIN(Nr,kSurf+1)
498        DO J=jMin,jMax        DO J=jMin,jMax
499         DO I=iMin,iMax         DO I=iMin,iMax
500  C     estimate friction velocity uStar from surface forcing  C     estimate friction velocity uStar from surface forcing
# Line 421  C     estimate friction velocity uStar f Line 507  C     estimate friction velocity uStar f
507  C     Dirichlet surface boundary condition for TKE  C     Dirichlet surface boundary condition for TKE
508          gTKE(I,J,kSurf) = MAX(GGL90TKEsurfMin,GGL90m2*uStarSquare)          gTKE(I,J,kSurf) = MAX(GGL90TKEsurfMin,GGL90m2*uStarSquare)
509       &                     *maskC(I,J,kSurf,bi,bj)       &                     *maskC(I,J,kSurf,bi,bj)
510            gTKE(i,j,kp1) = gTKE(i,j,kp1)
511         &                - a(i,j,kp1)*gTKE(i,j,kSurf)
512            a(i,j,kp1) = 0. _d 0
513  C     Dirichlet bottom boundary condition for TKE = GGL90TKEbottom  C     Dirichlet bottom boundary condition for TKE = GGL90TKEbottom
514          kBottom   = MAX(kLowC(I,J,bi,bj),1)          kBottom   = MAX(kLowC(I,J,bi,bj),1)
515          gTKE(I,J,kBottom) = gTKE(I,J,kBottom)          gTKE(I,J,kBottom) = gTKE(I,J,kBottom)
# Line 428  C     Dirichlet bottom boundary conditio Line 517  C     Dirichlet bottom boundary conditio
517          c(I,J,kBottom) = 0. _d 0          c(I,J,kBottom) = 0. _d 0
518         ENDDO         ENDDO
519        ENDDO        ENDDO
520  C  
521  C     solve tri-diagonal system, and store solution on gTKE (previously rhs)  C     solve tri-diagonal system, and store solution on gTKE (previously rhs)
522  C        CALL SOLVE_TRIDIAGONAL( iMin,iMax, jMin,jMax,
523        CALL GGL90_SOLVE( bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,       I                        a, b, c,
524       I     a, b, c,       U                        gTKE,
525       U     gTKE,       O                        errCode,
526       I     myThid )       I                        bi, bj, myThid )
527  C  
528  C     now update TKE  C     now update TKE
 C  
529        DO K=1,Nr        DO K=1,Nr
530         DO J=jMin,jMax         DO J=jMin,jMax
531          DO I=iMin,iMax          DO I=iMin,iMax
# Line 451  C     impose minimum TKE to avoid numeri Line 539  C     impose minimum TKE to avoid numeri
539  C     end of time step  C     end of time step
540  C     ===============================  C     ===============================
541    
542          DO K=2,Nr
543           DO J=1,sNy
544            DO I=1,sNx
545  #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH  #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH
546        DO K=1,Nr           tmpVisc=
        DO J=jMin,jMax  
         DO I=iMin,iMax  
          tmpdiffKrS=  
547       &  (       &  (
548       &   p4 *  GGL90viscAr(i  ,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j  ,bi,bj)       &   p4 *  GGL90visctmp(i  ,j  ,k) * mskCor(i  ,j  ,bi,bj)
549       &  +p8 *( GGL90viscAr(i-1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)       &  +p8 *( GGL90visctmp(i-1,j  ,k) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)
550       &       + GGL90viscAr(i  ,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj)       &       + GGL90visctmp(i  ,j-1,k) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj)
551       &       + GGL90viscAr(i+1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j  ,bi,bj)       &       + GGL90visctmp(i+1,j  ,k) * mskCor(i+1,j  ,bi,bj)
552       &       + GGL90viscAr(i  ,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j+1,bi,bj))       &       + GGL90visctmp(i  ,j+1,k) * mskCor(i  ,j+1,bi,bj))
553       &  +p16*( GGL90viscAr(i+1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j+1,bi,bj)       &  +p16*( GGL90visctmp(i+1,j+1,k) * mskCor(i+1,j+1,bi,bj)
554       &       + GGL90viscAr(i+1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j-1,bi,bj)       &       + GGL90visctmp(i+1,j-1,k) * mskCor(i+1,j-1,bi,bj)
555       &       + GGL90viscAr(i-1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)       &       + GGL90visctmp(i-1,j+1,k) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)
556       &       + GGL90viscAr(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj))       &       + GGL90visctmp(i-1,j-1,k) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj))
557       &  )       &  )
558       & /(p4       & /(p4
559       &  +p8 *(       maskC(i-1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)       &  +p8 *(       maskC(i-1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)
# Line 477  C     =============================== Line 565  C     ===============================
565       &       +       maskC(i-1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)       &       +       maskC(i-1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)
566       &       +       maskC(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj))       &       +       maskC(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj))
567       &  )*maskC(i,j,k,bi,bj)*mskCor(i,j,bi,bj)       &  )*maskC(i,j,k,bi,bj)*mskCor(i,j,bi,bj)
568       &   /TKEPrandtlNumber(i,j,k)  #else
569           GGL90diffKrS(I,J,K,bi,bj)= MAX( tmpdiffKrS , diffKrNrT(k) )           tmpVisc = GGL90visctmp(I,J,K)
570    #endif
571             tmpVisc = MIN(tmpVisc/TKEPrandtlNumber(i,j,k),GGL90diffMax)
572             GGL90diffKr(I,J,K,bi,bj)= MAX( tmpVisc , diffKrNrT(k) )
573          ENDDO          ENDDO
574         ENDDO         ENDDO
575        ENDDO        ENDDO
576    
577    
578    
579          DO K=2,Nr
580           DO J=1,sNy
581            DO I=1,sNx+1
582    #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH
583            tmpVisc =
584         & (
585         &   p4 *(GGL90visctmp(i  ,j  ,k) * mskCor(i  ,j  ,bi,bj)
586         &       +GGL90visctmp(i-1,j  ,k) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj))
587         &  +p8 *(GGL90visctmp(i-1,j-1,k) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj)
588         &       +GGL90visctmp(i-1,j+1,k) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)
589         &       +GGL90visctmp(i  ,j-1,k) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj)
590         &       +GGL90visctmp(i  ,j+1,k) * mskCor(i  ,j+1,bi,bj))
591         &  )
592         & /(p4 * 2. _d 0
593         &  +p8 *(      maskC(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj)
594         &       +      maskC(i-1,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j+1,bi,bj)
595         &       +      maskC(i  ,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj)
596         &       +      maskC(i  ,j+1,k,bi,bj) * mskCor(i  ,j+1,bi,bj))
597         &  )
598         &  *maskC(i  ,j,k,bi,bj)*mskCor(i  ,j,bi,bj)
599         &  *maskC(i-1,j,k,bi,bj)*mskCor(i-1,j,bi,bj)
600    #else
601            tmpVisc = _maskW(i,j,k,bi,bj) *
602         &                   (.5 _d 0*(GGL90visctmp(i,j,k)
603         &                            +GGL90visctmp(i-1,j,k))
604         &                   )
605  #endif  #endif
606            tmpVisc = MIN( tmpVisc , GGL90viscMax )
607            GGL90viscArU(i,j,k,bi,bj) = MAX( tmpVisc , viscArNr(k)  )
608            ENDDO
609           ENDDO
610          ENDDO
611    
612    
613          DO K=2,Nr
614           DO J=1,sNy+1
615            DO I=1,sNx
616    #ifdef ALLOW_GGL90_SMOOTH
617            tmpVisc =
618         & (
619         &   p4 *(GGL90visctmp(i  ,j  ,k) * mskCor(i  ,j  ,bi,bj)
620         &       +GGL90visctmp(i  ,j-1,k) * mskCor(i  ,j-1,bi,bj))
621         &  +p8 *(GGL90visctmp(i-1,j  ,k) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)
622         &       +GGL90visctmp(i-1,j-1,k) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj)
623         &       +GGL90visctmp(i+1,j  ,k) * mskCor(i+1,j  ,bi,bj)
624         &       +GGL90visctmp(i+1,j-1,k) * mskCor(i+1,j-1,bi,bj))
625         &  )
626         & /(p4 * 2. _d 0
627         &  +p8 *(      maskC(i-1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j  ,bi,bj)
628         &       +      maskC(i-1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i-1,j-1,bi,bj)
629         &       +      maskC(i+1,j  ,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j  ,bi,bj)
630         &       +      maskC(i+1,j-1,k,bi,bj) * mskCor(i+1,j-1,bi,bj))
631         &  )
632         &   *maskC(i,j  ,k,bi,bj)*mskCor(i,j  ,bi,bj)
633         &   *maskC(i,j-1,k,bi,bj)*mskCor(i,j-1,bi,bj)
634    #else
635            tmpVisc = _maskS(i,j,k,bi,bj) *
636         &                   (.5 _d 0*(GGL90visctmp(i,j,k)
637         &                            +GGL90visctmp(i,j-1,k))
638         &                   )
639    
640    #endif
641            tmpVisc = MIN( tmpVisc , GGL90viscMax )
642            GGL90viscArV(i,j,k,bi,bj) = MAX( tmpVisc , viscArNr(k)  )
643            ENDDO
644           ENDDO
645          ENDDO
646    
647  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
648        IF ( useDiagnostics ) THEN        IF ( useDiagnostics ) THEN
649           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90TKE   ,'GGL90TKE',           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90TKE   ,'GGL90TKE',
650       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )
651           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90viscAr,'GGL90Ar ',           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90viscArU,'GGL90ArU',
652         &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )
653             CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90viscArV,'GGL90ArV',
654       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )
655           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90diffKr,'GGL90Kr ',           CALL DIAGNOSTICS_FILL( GGL90diffKr,'GGL90Kr ',
656       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )       &                          0,Nr, 1, bi, bj, myThid )
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