/[MITgcm]/MITgcm/pkg/mom_fluxform/mom_cdscheme.F
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revision 1.3 by adcroft, Wed Sep 26 19:05:21 2001 UTC revision 1.7 by jmc, Thu Apr 17 13:44:10 2003 UTC
# Line 8  C !ROUTINE: MOM_CDSCHEME Line 8  C !ROUTINE: MOM_CDSCHEME
8    
9  C !INTERFACE: ==========================================================  C !INTERFACE: ==========================================================
10        SUBROUTINE MOM_CDSCHEME(        SUBROUTINE MOM_CDSCHEME(
11       I        bi,bj,k,phi_hyd,       I        bi,bj,k, dPhiHydX,dPhiHydY, guFld,gvFld,
12       I        myThid)       O        guCor,gvCor,
13         I        myTime, myIter, myThid)
14    
15  C !DESCRIPTION:  C !DESCRIPTION:
16  C The C-D scheme. The less said the better :-)  C The C-D scheme. The less said the better :-)
# Line 27  C     == Global variables == Line 28  C     == Global variables ==
28  C !INPUT PARAMETERS: ===================================================  C !INPUT PARAMETERS: ===================================================
29  C  bi,bj                :: tile indices  C  bi,bj                :: tile indices
30  C  k                    :: vertical level  C  k                    :: vertical level
31  C  phi_hyd              :: hydrostatic pressure  C     dPhiHydX,Y        :: Gradient (X & Y dir.) of Hydrostatic Potential
32    C  guFld,gvFld          :: Acceleration (U & V compon.) from the C grid
33    C  guCor,gvCor          :: Coriolis terms (2 compon.) computed on C grid
34    C  myTime               :: current time
35    C  myIter               :: current time-step number
36  C  myThid               :: thread number  C  myThid               :: thread number
37        INTEGER bi,bj,K  
38        _RL phi_hyd(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        INTEGER bi,bj,k
39          _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
40          _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
41          _RL    guFld(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
42          _RL    gvFld(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
43          _RL    guCor(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
44          _RL    gvCor(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
45          _RL     myTime
46          INTEGER myIter
47        INTEGER myThid        INTEGER myThid
48    
49    
# Line 45  C  aF                   :: work space Line 58  C  aF                   :: work space
58        _RL aF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL aF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
59        INTEGER i,j,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER i,j,iMin,iMax,jMin,jMax
60        _RL ab15,ab05        _RL ab15,ab05
61          _RL phxFac, phyFac
62  CEOP  CEOP
63    
64  C     Compute ranges  C     Compute ranges
# Line 57  C     Adams-Bashforth weighting factors Line 71  C     Adams-Bashforth weighting factors
71        ab15   =  1.5 + abEps        ab15   =  1.5 + abEps
72        ab05   = -0.5 - abEps        ab05   = -0.5 - abEps
73    
74    C-- stagger time stepping: grad Phi_Hyp is not in gU,gV and needs to be added:
75          IF (staggerTimeStep) THEN
76            phxFac = pfFacMom
77            phyFac = pfFacMom
78          ELSE
79            phxFac = 0.
80            phyFac = 0.
81          ENDIF
82    
83    C-    Initialize output (dummy) arrays:
84    c     DO j=1-Oly,sNy+Oly
85    c      DO i=1-Olx,sNx+Olx
86    c       guCor(i,j) = 0. _d 0
87    c       gvCor(i,j) = 0. _d 0
88    c      ENDDO
89    c     ENDDO
90    
91  C     Pressure extrapolated forward in time  C     Pressure extrapolated forward in time
92        DO j=1-Oly,sNy+Oly        DO j=1-Oly,sNy+Oly
93         DO i=1-Olx,sNx+Olx         DO i=1-Olx,sNx+Olx
# Line 65  C     Pressure extrapolated forward in t Line 96  C     Pressure extrapolated forward in t
96       &  +ab05*(etaNm1(i,j,bi,bj)*Bo_surf(i,j,bi,bj) )       &  +ab05*(etaNm1(i,j,bi,bj)*Bo_surf(i,j,bi,bj) )
97         ENDDO         ENDDO
98        ENDDO        ENDDO
       IF (staggerTimeStep) THEN  
        DO j=jMin,jMax  
         DO i=iMin,iMax  
          pf(i,j) = pf(i,j)+phi_hyd(i,j,k)  
         ENDDO  
        ENDDO  
       ENDIF  
99    
100  C--   Zonal velocity coriolis term  C--   Zonal velocity coriolis term
101  C     Note. As coded here, coriolis will not work with "thin walls"  C     Note. As coded here, coriolis will not work with "thin walls"
# Line 79  C--   Coriolis with CD scheme allowed Line 103  C--   Coriolis with CD scheme allowed
103  C     grady(p) + gV  C     grady(p) + gV
104        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly        DO j=1-Oly+1,sNy+Oly
105         DO i=1-Olx,sNx+Olx         DO i=1-Olx,sNx+Olx
106          af(i,j) = -_maskS(i,j,k,bi,bj)          af(i,j) = -_maskS(i,j,k,bi,bj)*(
107       &            *_recip_dyC(i,j,bi,bj)       &            _recip_dyC(i,j,bi,bj)*(pf(i,j)-pf(i,j-1))
108       &            *(pf(i,j)-pf(i,j-1))       &           +phyFac*dPhiHydY(i,j) )
109       &            +gV(i,j,k,bi,bj)       &          + gvFld(i,j)
110         ENDDO         ENDDO
111        ENDDO        ENDDO
112  C     Average to Vd point and add coriolis  C     Average to Vd point and add coriolis
# Line 100  C     Average to Vd point and add coriol Line 124  C     Average to Vd point and add coriol
124  C     Step forward Vd  C     Step forward Vd
125        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
126         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
127          vVelD(i,j,k,bi,bj) = vVelD(i,j,k,bi,bj) +          vVelD(i,j,k,bi,bj) = vVelD(i,j,k,bi,bj) + deltaTmom*vf(i,j)
      &                        deltaTmom*vf(i,j)  
128         ENDDO         ENDDO
129        ENDDO        ENDDO
130  C     Relax D grid V to C grid V  C     Relax D grid V to C grid V
131        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
132         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
133           vVelD(i,j,k,bi,bj) = rCD*vVelD(i,j,k,bi,bj)           vVelD(i,j,k,bi,bj) = ( rCD*vVelD(i,j,k,bi,bj)
134       &   +(1. - rCD)*(       &   +(1. - rCD)*(
135       &    ab15*0.25*(       &            ab15*(
136       &                vVel(i  ,j  ,k,bi,bj)+vVel(i  ,j+1,k,bi,bj)       &                vVel(i  ,j  ,k,bi,bj)+vVel(i  ,j+1,k,bi,bj)
137       &               +vVel(i-1,j  ,k,bi,bj)+vVel(i-1,j+1,k,bi,bj)       &               +vVel(i-1,j  ,k,bi,bj)+vVel(i-1,j+1,k,bi,bj)
138       &              )*_maskW(i,j,k,bi,bj)       &                 )*0.25
139       &     +       &           +ab05*(
      &    ab05*0.25*(  
140       &                vNM1(i  ,j  ,k,bi,bj)+vNM1(i  ,j+1,k,bi,bj)       &                vNM1(i  ,j  ,k,bi,bj)+vNM1(i  ,j+1,k,bi,bj)
141       &               +vNM1(i-1,j  ,k,bi,bj)+vNM1(i-1,j+1,k,bi,bj)       &               +vNM1(i-1,j  ,k,bi,bj)+vNM1(i-1,j+1,k,bi,bj)
142       &              )*_maskW(i,j,k,bi,bj)       &                 )*0.25
143       &   )       &               )        )*_maskW(i,j,k,bi,bj)
144         ENDDO         ENDDO
145        ENDDO        ENDDO
146  C     Calculate coriolis force on U  C     Calculate coriolis force on U
147        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
148         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
149          guCD(i,j,k,bi,bj) =          guCor(i,j) =
150       &    0.5*( _fCori(i  ,j,bi,bj) +       &    0.5*( _fCori(i  ,j,bi,bj) +
151       &          _fCori(i-1,j,bi,bj)  )       &          _fCori(i-1,j,bi,bj)  )
152       &   *vVelD(i,j,k,bi,bj)*cfFacMom       &   *vVelD(i,j,k,bi,bj)*cfFacMom
# Line 135  C--   Meridional velocity coriolis term Line 157  C--   Meridional velocity coriolis term
157  C     gradx(p)+gU  C     gradx(p)+gU
158        DO j=1-Oly,sNy+Oly        DO j=1-Oly,sNy+Oly
159         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx         DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
160          af(i,j) = -_maskW(i,j,k,bi,bj)          af(i,j) = -_maskW(i,j,k,bi,bj)*(
161       &            *_recip_dxC(i,j,bi,bj)*       &            _recip_dxC(i,j,bi,bj)*(pf(i,j)-pf(i-1,j))
162       &            (pf(i,j)-pf(i-1,j))       &           +phxFac*dPhiHydX(i,j) )
163       &            +gU(i,j,k,bi,bj)       &          + guFld(i,j)
164         ENDDO         ENDDO
165        ENDDO        ENDDO
166  C     Average to Ud point and add coriolis  C     Average to Ud point and add coriolis
# Line 156  C     Average to Ud point and add coriol Line 178  C     Average to Ud point and add coriol
178  C     Step forward Ud  C     Step forward Ud
179        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
180         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
181          uVelD(i,j,k,bi,bj) = uVelD(i,j,k,bi,bj) +          uVelD(i,j,k,bi,bj) = uVelD(i,j,k,bi,bj) + deltaTmom*vf(i,j)
      &   deltaTmom*vf(i,j)*_maskS(i,j,k,bi,bj)  
182         ENDDO         ENDDO
183        ENDDO        ENDDO
184  C     Relax D grid U to C grid U  C     Relax D grid U to C grid U
185        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
186         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
187          uVelD(i,j,k,bi,bj) = rCD*uVelD(i,j,k,bi,bj)           uVelD(i,j,k,bi,bj) = ( rCD*uVelD(i,j,k,bi,bj)
188       &   +(1. - rCD)*(       &   +(1. - rCD)*(
189       &    ab15*0.25*(       &            ab15*(
190       &                uVel(i,j  ,k,bi,bj)+uVel(i+1,j  ,k,bi,bj)       &                uVel(i,j  ,k,bi,bj)+uVel(i+1,j  ,k,bi,bj)
191       &               +uVel(i,j-1,k,bi,bj)+uVel(i+1,j-1,k,bi,bj)       &               +uVel(i,j-1,k,bi,bj)+uVel(i+1,j-1,k,bi,bj)
192       &              )*_maskS(i,j,k,bi,bj)       &                 )*0.25
193       &     +       &           +ab05*(
      &    ab05*0.25*(  
194       &                uNM1(i,j  ,k,bi,bj)+uNM1(i+1,j  ,k,bi,bj)       &                uNM1(i,j  ,k,bi,bj)+uNM1(i+1,j  ,k,bi,bj)
195       &               +uNM1(i,j-1,k,bi,bj)+uNM1(i+1,j-1,k,bi,bj)       &               +uNM1(i,j-1,k,bi,bj)+uNM1(i+1,j-1,k,bi,bj)
196       &              )*_maskS(i,j,k,bi,bj)       &                 )*0.25
197       &   )       &               )        )*_maskS(i,j,k,bi,bj)
198         ENDDO         ENDDO
199        ENDDO        ENDDO
200  C     Calculate coriolis force on V  C     Calculate coriolis force on V
201        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
202         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
203          gvCD(i,j,k,bi,bj) =          gvCor(i,j) =
204       &    -0.5*( _fCori(i  ,j,bi,bj)       &    -0.5*( _fCori(i  ,j,bi,bj)
205       &          +_fCori(i,j-1,bi,bj)  )       &          +_fCori(i,j-1,bi,bj)  )
206       &   *uVelD(i,j,k,bi,bj)*_maskS(i,j,k,bi,bj)*cfFacMom       &   *uVelD(i,j,k,bi,bj)*cfFacMom
207         ENDDO         ENDDO
208        ENDDO        ENDDO
209    
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