/[MITgcm]/MITgcm/pkg/mom_fluxform/mom_fluxform.F
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revision 1.12 by jmc, Thu Apr 17 13:44:10 2003 UTC revision 1.46 by jmc, Sun Jul 28 21:04:25 2013 UTC
# Line 25  C where ${\bf v}=(u,v,w)$ and $\tau$, th Line 25  C where ${\bf v}=(u,v,w)$ and $\tau$, th
25  C stresses as well as internal viscous stresses.  C stresses as well as internal viscous stresses.
26  CEOI  CEOI
27    
28  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "MOM_FLUXFORM_OPTIONS.h"
29    #ifdef ALLOW_MOM_COMMON
30    # include "MOM_COMMON_OPTIONS.h"
31    #endif
32    
33  CBOP  CBOP
34  C !ROUTINE: MOM_FLUXFORM  C !ROUTINE: MOM_FLUXFORM
35    
36  C !INTERFACE: ==========================================================  C !INTERFACE: ==========================================================
37        SUBROUTINE MOM_FLUXFORM(        SUBROUTINE MOM_FLUXFORM(
38       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kUp,kDown,       I        bi,bj,k,iMin,iMax,jMin,jMax,
39       I        dPhihydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,       I        KappaRU, KappaRV,
40       U        fVerU, fVerV,       U        fVerUkm, fVerVkm,
41       I        myTime,myIter,myThid)       O        fVerUkp, fVerVkp,
42         O        guDiss, gvDiss,
43         I        myTime, myIter, myThid )
44    
45  C !DESCRIPTION:  C !DESCRIPTION:
46  C Calculates all the horizontal accelerations except for the implicit surface  C Calculates all the horizontal accelerations except for the implicit surface
47  C pressure gradient and implciit vertical viscosity.  C pressure gradient and implicit vertical viscosity.
48    
49  C !USES: ===============================================================  C !USES: ===============================================================
50  C     == Global variables ==  C     == Global variables ==
51        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
52  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
 #include "DYNVARS.h"  
 #include "FFIELDS.h"  
53  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
54  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
55  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
56    #include "DYNVARS.h"
57    #include "FFIELDS.h"
58  #include "SURFACE.h"  #include "SURFACE.h"
59    #ifdef ALLOW_MOM_COMMON
60    # include "MOM_VISC.h"
61    #endif
62    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
63    # include "tamc.h"
64    # include "tamc_keys.h"
65    # include "MOM_FLUXFORM.h"
66    #endif
67    
68  C !INPUT PARAMETERS: ===================================================  C !INPUT PARAMETERS: ===================================================
69  C  bi,bj                :: tile indices  C  bi,bj                :: current tile indices
70  C  iMin,iMax,jMin,jMAx  :: loop ranges  C  k                    :: current vertical level
71  C  k                    :: vertical level  C  iMin,iMax,jMin,jMax  :: loop ranges
 C  kUp                  :: =1 or 2 for consecutive k  
 C  kDown                :: =2 or 1 for consecutive k  
 C  dPhiHydX,Y           :: Gradient (X & Y dir.) of Hydrostatic Potential  
72  C  KappaRU              :: vertical viscosity  C  KappaRU              :: vertical viscosity
73  C  KappaRV              :: vertical viscosity  C  KappaRV              :: vertical viscosity
74  C  fVerU                :: vertical flux of U, 2 1/2 dim for pipe-lining  C  fVerUkm              :: vertical advective flux of U, interface above (k-1/2)
75  C  fVerV                :: vertical flux of V, 2 1/2 dim for pipe-lining  C  fVerVkm              :: vertical advective flux of V, interface above (k-1/2)
76    C  fVerUkp              :: vertical advective flux of U, interface below (k+1/2)
77    C  fVerVkp              :: vertical advective flux of V, interface below (k+1/2)
78    C  guDiss               :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
79    C  gvDiss               :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
80  C  myTime               :: current time  C  myTime               :: current time
81  C  myIter               :: current time-step number  C  myIter               :: current time-step number
82  C  myThid               :: thread number  C  myThid               :: my Thread Id number
83        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER bi,bj,k
84        INTEGER k,kUp,kDown        INTEGER iMin,iMax,jMin,jMax
       _RL dPhiHydX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL dPhiHydY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
85        _RL KappaRU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL KappaRU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
86        _RL KappaRV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL KappaRV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
87        _RL fVerU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerUkm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
88        _RL fVerV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerVkm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
89          _RL fVerUkp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
90          _RL fVerVkp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
91          _RL guDiss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
92          _RL gvDiss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
93        _RL     myTime        _RL     myTime
94        INTEGER myIter        INTEGER myIter
95        INTEGER myThid        INTEGER myThid
# Line 83  C None - updates gU() and gV() in common Line 99  C None - updates gU() and gV() in common
99    
100  C !LOCAL VARIABLES: ====================================================  C !LOCAL VARIABLES: ====================================================
101  C  i,j                  :: loop indices  C  i,j                  :: loop indices
 C  aF                   :: advective flux  
102  C  vF                   :: viscous flux  C  vF                   :: viscous flux
103  C  v4F                  :: bi-harmonic viscous flux  C  v4F                  :: bi-harmonic viscous flux
 C  vrF                  :: vertical viscous flux  
104  C  cF                   :: Coriolis acceleration  C  cF                   :: Coriolis acceleration
105  C  mT                   :: Metric terms  C  mT                   :: Metric terms
 C  pF                   :: Pressure gradient  
106  C  fZon                 :: zonal fluxes  C  fZon                 :: zonal fluxes
107  C  fMer                 :: meridional fluxes  C  fMer                 :: meridional fluxes
108    C  fVrUp,fVrDw          :: vertical viscous fluxes at interface k & k+1
109        INTEGER i,j        INTEGER i,j
110        _RL aF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
111          INTEGER imomkey
112    #endif
113        _RL vF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
114        _RL v4F(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL v4F(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL vrF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
115        _RL cF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL cF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
116        _RL mT(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL mT(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL pF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
117        _RL fZon(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fZon(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
118        _RL fMer(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fMer(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
119  C     wMaskOverride - Land sea flag override for top layer.        _RL fVrUp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
120  C     afFacMom      - Tracer parameters for turning terms        _RL fVrDw(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
121  C     vfFacMom        on and off.  C     afFacMom     :: Tracer parameters for turning terms on and off.
122  C     pfFacMom        afFacMom - Advective terms  C     vfFacMom
123    C     pfFacMom        afFacMom - Advective terms
124  C     cfFacMom        vfFacMom - Eddy viscosity terms  C     cfFacMom        vfFacMom - Eddy viscosity terms
125  C     mTFacMom        pfFacMom - Pressure terms  C     mtFacMom        pfFacMom - Pressure terms
126  C                     cfFacMom - Coriolis terms  C                     cfFacMom - Coriolis terms
127  C                     foFacMom - Forcing  C                     foFacMom - Forcing
128  C                     mTFacMom - Metric term  C                     mtFacMom - Metric term
129  C     uDudxFac, AhDudxFac, etc ... individual term tracer parameters  C     uDudxFac, AhDudxFac, etc ... individual term parameters for switching terms off
130        _RS    hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS    hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
131        _RS  r_hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS  r_hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
132        _RS      xA(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS      xA(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
# Line 122  C     uDudxFac, AhDudxFac, etc ... indiv Line 137  C     uDudxFac, AhDudxFac, etc ... indiv
137        _RL  vFld(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL  vFld(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
138        _RL  rTransU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL  rTransU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
139        _RL  rTransV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL  rTransV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
140  C     I,J,K - Loop counters        _RL KE(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
141  C     rVelMaskOverride - Factor for imposing special surface boundary conditions        _RL viscAh_D(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
142  C                        ( set according to free-surface condition ).        _RL viscAh_Z(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
143  C     hFacROpen        - Lopped cell factos used tohold fraction of open        _RL viscA4_D(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
144  C     hFacRClosed        and closed cell wall.        _RL viscA4_Z(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
145        _RL  rVelMaskOverride        _RL vort3(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
146  C     xxxFac - On-off tracer parameters used for switching terms off.        _RL hDiv(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
147          _RL strain(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
148          _RL tension(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
149        _RL  uDudxFac        _RL  uDudxFac
150        _RL  AhDudxFac        _RL  AhDudxFac
       _RL  A4DuxxdxFac  
151        _RL  vDudyFac        _RL  vDudyFac
152        _RL  AhDudyFac        _RL  AhDudyFac
       _RL  A4DuyydyFac  
153        _RL  rVelDudrFac        _RL  rVelDudrFac
154        _RL  ArDudrFac        _RL  ArDudrFac
155        _RL  fuFac        _RL  fuFac
       _RL  phxFac  
156        _RL  mtFacU        _RL  mtFacU
157          _RL  mtNHFacU
158        _RL  uDvdxFac        _RL  uDvdxFac
159        _RL  AhDvdxFac        _RL  AhDvdxFac
       _RL  A4DvxxdxFac  
160        _RL  vDvdyFac        _RL  vDvdyFac
161        _RL  AhDvdyFac        _RL  AhDvdyFac
       _RL  A4DvyydyFac  
162        _RL  rVelDvdrFac        _RL  rVelDvdrFac
163        _RL  ArDvdrFac        _RL  ArDvdrFac
164        _RL  fvFac        _RL  fvFac
       _RL  phyFac  
       _RL  vForcFac  
165        _RL  mtFacV        _RL  mtFacV
166        INTEGER km1,kp1        _RL  mtNHFacV
167        _RL wVelBottomOverride        _RL  sideMaskFac
168        LOGICAL bottomDragTerms        LOGICAL bottomDragTerms
       _RL KE(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
169  CEOP  CEOP
170    #ifdef MOM_BOUNDARY_CONSERVE
171        km1=MAX(1,k-1)        COMMON / MOM_FLUXFORM_LOCAL / uBnd, vBnd
172        kp1=MIN(Nr,k+1)        _RL  uBnd(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr,nSx,nSy)
173        rVelMaskOverride=1.        _RL  vBnd(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr,nSx,nSy)
174        IF ( k .EQ. 1 ) rVelMaskOverride=freeSurfFac  #endif /* MOM_BOUNDARY_CONSERVE */
175        wVelBottomOverride=1.  
176        IF (k.EQ.Nr) wVelBottomOverride=0.  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
177              act0 = k - 1
178              max0 = Nr
179              act1 = bi - myBxLo(myThid)
180              max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
181              act2 = bj - myByLo(myThid)
182              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
183              act3 = myThid - 1
184              max3 = nTx*nTy
185              act4 = ikey_dynamics - 1
186              imomkey = (act0 + 1)
187         &                    + act1*max0
188         &                    + act2*max0*max1
189         &                    + act3*max0*max1*max2
190         &                    + act4*max0*max1*max2*max3
191    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
192    
193  C     Initialise intermediate terms  C     Initialise intermediate terms
194        DO J=1-OLy,sNy+OLy        DO j=1-OLy,sNy+OLy
195         DO I=1-OLx,sNx+OLx         DO i=1-OLx,sNx+OLx
         aF(i,j)   = 0.  
196          vF(i,j)   = 0.          vF(i,j)   = 0.
197          v4F(i,j)  = 0.          v4F(i,j)  = 0.
         vrF(i,j)  = 0.  
198          cF(i,j)   = 0.          cF(i,j)   = 0.
199          mT(i,j)   = 0.          mT(i,j)   = 0.
         pF(i,j)   = 0.  
200          fZon(i,j) = 0.          fZon(i,j) = 0.
201          fMer(i,j) = 0.          fMer(i,j) = 0.
202          rTransU(i,j) = 0.          fVrUp(i,j)= 0.
203          rTransV(i,j) = 0.          fVrDw(i,j)= 0.
204            rTransU(i,j)= 0.
205            rTransV(i,j)= 0.
206    c       KE(i,j)     = 0.
207            hDiv(i,j)   = 0.
208            vort3(i,j)  = 0.
209            strain(i,j) = 0.
210            tension(i,j)= 0.
211            guDiss(i,j) = 0.
212            gvDiss(i,j) = 0.
213         ENDDO         ENDDO
214        ENDDO        ENDDO
215    
# Line 186  C--   Term by term tracer parmeters Line 217  C--   Term by term tracer parmeters
217  C     o U momentum equation  C     o U momentum equation
218        uDudxFac     = afFacMom*1.        uDudxFac     = afFacMom*1.
219        AhDudxFac    = vfFacMom*1.        AhDudxFac    = vfFacMom*1.
       A4DuxxdxFac  = vfFacMom*1.  
220        vDudyFac     = afFacMom*1.        vDudyFac     = afFacMom*1.
221        AhDudyFac    = vfFacMom*1.        AhDudyFac    = vfFacMom*1.
       A4DuyydyFac  = vfFacMom*1.  
222        rVelDudrFac  = afFacMom*1.        rVelDudrFac  = afFacMom*1.
223        ArDudrFac    = vfFacMom*1.        ArDudrFac    = vfFacMom*1.
224        mTFacU       = mtFacMom*1.        mtFacU       = mtFacMom*1.
225          mtNHFacU     = 1.
226        fuFac        = cfFacMom*1.        fuFac        = cfFacMom*1.
       phxFac       = pfFacMom*1.  
227  C     o V momentum equation  C     o V momentum equation
228        uDvdxFac     = afFacMom*1.        uDvdxFac     = afFacMom*1.
229        AhDvdxFac    = vfFacMom*1.        AhDvdxFac    = vfFacMom*1.
       A4DvxxdxFac  = vfFacMom*1.  
230        vDvdyFac     = afFacMom*1.        vDvdyFac     = afFacMom*1.
231        AhDvdyFac    = vfFacMom*1.        AhDvdyFac    = vfFacMom*1.
       A4DvyydyFac  = vfFacMom*1.  
232        rVelDvdrFac  = afFacMom*1.        rVelDvdrFac  = afFacMom*1.
233        ArDvdrFac    = vfFacMom*1.        ArDvdrFac    = vfFacMom*1.
234        mTFacV       = mtFacMom*1.        mtFacV       = mtFacMom*1.
235          mtNHFacV     = 1.
236        fvFac        = cfFacMom*1.        fvFac        = cfFacMom*1.
237        phyFac       = pfFacMom*1.  
238        vForcFac     = foFacMom*1.        IF (implicitViscosity) THEN
239            ArDudrFac  = 0.
240            ArDvdrFac  = 0.
241          ENDIF
242    
243    C note: using standard stencil (no mask) results in under-estimating
244    C       vorticity at a no-slip boundary by a factor of 2 = sideDragFactor
245          IF ( no_slip_sides ) THEN
246            sideMaskFac = sideDragFactor
247          ELSE
248            sideMaskFac = 0. _d 0
249          ENDIF
250    
251        IF (     no_slip_bottom        IF (     no_slip_bottom
252       &    .OR. bottomDragQuadratic.NE.0.       &    .OR. bottomDragQuadratic.NE.0.
# Line 217  C     o V momentum equation Line 256  C     o V momentum equation
256         bottomDragTerms=.FALSE.         bottomDragTerms=.FALSE.
257        ENDIF        ENDIF
258    
 C-- with stagger time stepping, grad Phi_Hyp is directly incoporated in TIMESTEP  
       IF (staggerTimeStep) THEN  
         phxFac = 0.  
         phyFac = 0.  
       ENDIF  
   
259  C--   Calculate open water fraction at vorticity points  C--   Calculate open water fraction at vorticity points
260        CALL MOM_CALC_HFACZ(bi,bj,k,hFacZ,r_hFacZ,myThid)        CALL MOM_CALC_HFACZ(bi,bj,k,hFacZ,r_hFacZ,myThid)
261    
# Line 230  C---- Calculate common quantities used i Line 263  C---- Calculate common quantities used i
263  C     Calculate tracer cell face open areas  C     Calculate tracer cell face open areas
264        DO j=1-OLy,sNy+OLy        DO j=1-OLy,sNy+OLy
265         DO i=1-OLx,sNx+OLx         DO i=1-OLx,sNx+OLx
266          xA(i,j) = _dyG(i,j,bi,bj)          xA(i,j) = _dyG(i,j,bi,bj)*deepFacC(k)
267       &   *drF(k)*_hFacW(i,j,k,bi,bj)       &          *drF(k)*_hFacW(i,j,k,bi,bj)
268          yA(i,j) = _dxG(i,j,bi,bj)          yA(i,j) = _dxG(i,j,bi,bj)*deepFacC(k)
269       &   *drF(k)*_hFacS(i,j,k,bi,bj)       &          *drF(k)*_hFacS(i,j,k,bi,bj)
270         ENDDO         ENDDO
271        ENDDO        ENDDO
272    
# Line 246  C     Make local copies of horizontal fl Line 279  C     Make local copies of horizontal fl
279        ENDDO        ENDDO
280    
281  C     Calculate velocity field "volume transports" through tracer cell faces.  C     Calculate velocity field "volume transports" through tracer cell faces.
282    C     anelastic: transports are scaled by rhoFacC (~ mass transport)
283        DO j=1-OLy,sNy+OLy        DO j=1-OLy,sNy+OLy
284         DO i=1-OLx,sNx+OLx         DO i=1-OLx,sNx+OLx
285          uTrans(i,j) = uFld(i,j)*xA(i,j)          uTrans(i,j) = uFld(i,j)*xA(i,j)*rhoFacC(k)
286          vTrans(i,j) = vFld(i,j)*yA(i,j)          vTrans(i,j) = vFld(i,j)*yA(i,j)*rhoFacC(k)
287         ENDDO         ENDDO
288        ENDDO        ENDDO
289    
290        CALL MOM_CALC_KE(bi,bj,k,uFld,vFld,KE,myThid)        CALL MOM_CALC_KE(bi,bj,k,2,uFld,vFld,KE,myThid)
291          IF ( momViscosity) THEN
292            CALL MOM_CALC_HDIV(bi,bj,k,2,uFld,vFld,hDiv,myThid)
293            CALL MOM_CALC_RELVORT3(bi,bj,k,uFld,vFld,hFacZ,vort3,myThid)
294            CALL MOM_CALC_TENSION(bi,bj,k,uFld,vFld,tension,myThid)
295            CALL MOM_CALC_STRAIN(bi,bj,k,uFld,vFld,hFacZ,strain,myThid)
296            DO j=1-OLy,sNy+OLy
297             DO i=1-OLx,sNx+OLx
298               IF ( hFacZ(i,j).EQ.0. ) THEN
299                 vort3(i,j)  = sideMaskFac*vort3(i,j)
300                 strain(i,j) = sideMaskFac*strain(i,j)
301               ENDIF
302             ENDDO
303            ENDDO
304    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
305            IF ( useDiagnostics ) THEN
306              CALL DIAGNOSTICS_FILL(hDiv,   'momHDiv ',k,1,2,bi,bj,myThid)
307              CALL DIAGNOSTICS_FILL(vort3,  'momVort3',k,1,2,bi,bj,myThid)
308              CALL DIAGNOSTICS_FILL(tension,'Tension ',k,1,2,bi,bj,myThid)
309              CALL DIAGNOSTICS_FILL(strain, 'Strain  ',k,1,2,bi,bj,myThid)
310            ENDIF
311    #endif
312          ENDIF
313    
314  C---  First call (k=1): compute vertical adv. flux fVerU(kUp) & fVerV(kUp)  C---  First call (k=1): compute vertical adv. flux fVerUkm & fVerVkm
315        IF (momAdvection.AND.k.EQ.1) THEN        IF (momAdvection.AND.k.EQ.1) THEN
316    
317    #ifdef MOM_BOUNDARY_CONSERVE
318            CALL MOM_UV_BOUNDARY( bi, bj, k,
319         I                        uVel, vVel,
320         O                        uBnd(1-OLx,1-OLy,k,bi,bj),
321         O                        vBnd(1-OLx,1-OLy,k,bi,bj),
322         I                        myTime, myIter, myThid )
323    #endif /* MOM_BOUNDARY_CONSERVE */
324    
325  C-    Calculate vertical transports above U & V points (West & South face):  C-    Calculate vertical transports above U & V points (West & South face):
326         CALL MOM_CALC_RTRANS( k, bi, bj,  
327       O                       rTransU, rTransV,  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
328       I                       myTime, myIter, myThid)  # ifdef NONLIN_FRSURF
329    #  ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
330    CADJ STORE dwtransc(:,:,bi,bj) =
331    CADJ &     comlev1_bibj_k, key = imomkey, byte = isbyte
332    CADJ STORE dwtransu(:,:,bi,bj) =
333    CADJ &     comlev1_bibj_k, key = imomkey, byte = isbyte
334    CADJ STORE dwtransv(:,:,bi,bj) =
335    CADJ &     comlev1_bibj_k, key = imomkey, byte = isbyte
336    #  endif
337    # endif /* NONLIN_FRSURF */
338    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
339            CALL MOM_CALC_RTRANS( k, bi, bj,
340         O                        rTransU, rTransV,
341         I                        myTime, myIter, myThid)
342    
343  C-    Free surface correction term (flux at k=1)  C-    Free surface correction term (flux at k=1)
344         CALL MOM_U_ADV_WU(bi,bj,k,uVel,wVel,rTransU,af,myThid)          CALL MOM_U_ADV_WU( bi,bj,k,uVel,wVel,rTransU,
345         DO j=jMin,jMax       O                     fVerUkm, myThid )
         DO i=iMin,iMax  
          fVerU(i,j,kUp) = af(i,j)  
         ENDDO  
        ENDDO  
346    
347         CALL MOM_V_ADV_WV(bi,bj,k,vVel,wVel,rTransV,af,myThid)          CALL MOM_V_ADV_WV( bi,bj,k,vVel,wVel,rTransV,
348         DO j=jMin,jMax       O                     fVerVkm, myThid )
         DO i=iMin,iMax  
          fVerV(i,j,kUp) = af(i,j)  
         ENDDO  
        ENDDO  
349    
350  C---  endif momAdvection & k=1  C---  endif momAdvection & k=1
351        ENDIF        ENDIF
# Line 284  C---  endif momAdvection & k=1 Line 353  C---  endif momAdvection & k=1
353    
354  C---  Calculate vertical transports (at k+1) below U & V points :  C---  Calculate vertical transports (at k+1) below U & V points :
355        IF (momAdvection) THEN        IF (momAdvection) THEN
356         CALL MOM_CALC_RTRANS( k+1, bi, bj,          CALL MOM_CALC_RTRANS( k+1, bi, bj,
357       O                       rTransU, rTransV,       O                        rTransU, rTransV,
358       I                       myTime, myIter, myThid)       I                        myTime, myIter, myThid)
359        ENDIF        ENDIF
360    
361    #ifdef MOM_BOUNDARY_CONSERVE
362          IF ( momAdvection .AND. k.LT.Nr ) THEN
363            CALL MOM_UV_BOUNDARY( bi, bj, k+1,
364         I                        uVel, vVel,
365         O                        uBnd(1-OLx,1-OLy,k+1,bi,bj),
366         O                        vBnd(1-OLx,1-OLy,k+1,bi,bj),
367         I                        myTime, myIter, myThid )
368          ENDIF
369    #endif /* MOM_BOUNDARY_CONSERVE */
370    
371  C---- Zonal momentum equation starts here        IF (momViscosity) THEN
372           CALL MOM_CALC_VISC( bi, bj, k,
373  C     Bi-harmonic term del^2 U -> v4F       O        viscAh_Z, viscAh_D, viscA4_Z, viscA4_D,
374        IF (momViscosity .AND. viscA4.NE.0. )       I        hDiv, vort3, tension, strain, KE, hFacZ,
375       & CALL MOM_U_DEL2U(bi,bj,k,uFld,hFacZ,v4f,myThid)       I        myThid )
376          ENDIF
377    
378  C---  Calculate mean and eddy fluxes between cells for zonal flow.  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
379    
380  C--   Zonal flux (fZon is at east face of "u" cell)  C---- Zonal momentum equation starts here
381    
382  C     Mean flow component of zonal flux -> aF        IF (momAdvection) THEN
383        IF (momAdvection)  C---  Calculate mean fluxes (advection)   between cells for zonal flow.
      & CALL MOM_U_ADV_UU(bi,bj,k,uTrans,uFld,aF,myThid)  
   
 C     Laplacian and bi-harmonic terms -> vF  
       IF (momViscosity)  
      & CALL MOM_U_XVISCFLUX(bi,bj,k,uFld,v4F,vF,myThid)  
384    
385  C     Combine fluxes -> fZon  #ifdef MOM_BOUNDARY_CONSERVE
386        DO j=jMin,jMax          CALL MOM_U_ADV_UU( bi,bj,k,uTrans,uBnd(1-OLx,1-OLy,k,bi,bj),
387         DO i=iMin,iMax       O                     fZon,myThid )
388          fZon(i,j) = uDudxFac*aF(i,j) + AhDudxFac*vF(i,j)          CALL MOM_U_ADV_VU( bi,bj,k,vTrans,uBnd(1-OLx,1-OLy,k,bi,bj),
389         ENDDO       O                     fMer,myThid )
390        ENDDO          CALL MOM_U_ADV_WU(
391         I                     bi,bj,k+1,uBnd,wVel,rTransU,
392         O                     fVerUkp, myThid )
393    #else /* MOM_BOUNDARY_CONSERVE */
394    C--   Zonal flux (fZon is at east face of "u" cell)
395    C     Mean flow component of zonal flux -> fZon
396            CALL MOM_U_ADV_UU(bi,bj,k,uTrans,uFld,fZon,myThid)
397    
398  C--   Meridional flux (fMer is at south face of "u" cell)  C--   Meridional flux (fMer is at south face of "u" cell)
399    C     Mean flow component of meridional flux -> fMer
400  C     Mean flow component of meridional flux          CALL MOM_U_ADV_VU(bi,bj,k,vTrans,uFld,fMer,myThid)
       IF (momAdvection)  
      & CALL MOM_U_ADV_VU(bi,bj,k,vTrans,uFld,aF,myThid)  
   
 C     Laplacian and bi-harmonic term  
       IF (momViscosity)  
      & CALL MOM_U_YVISCFLUX(bi,bj,k,uFld,v4F,hFacZ,vF,myThid)  
   
 C     Combine fluxes -> fMer  
       DO j=jMin,jMax+1  
        DO i=iMin,iMax  
         fMer(i,j) = vDudyFac*aF(i,j) + AhDudyFac*vF(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
401    
402  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "u" cell)  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "u" cell)
403    C     Mean flow component of vertical flux (at k+1) -> fVer
404  C     Mean flow component of vertical flux (at k+1) -> aF          CALL MOM_U_ADV_WU(
405        IF (momAdvection)       I                     bi,bj,k+1,uVel,wVel,rTransU,
406       & CALL MOM_U_ADV_WU(bi,bj,k+1,uVel,wVel,rTransU,af,myThid)       O                     fVerUkp, myThid )
407    #endif /* MOM_BOUNDARY_CONSERVE */
 C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> vrF  
       IF (momViscosity.AND..NOT.implicitViscosity)  
      & CALL MOM_U_RVISCFLUX(bi,bj,k,uVel,KappaRU,vrF,myThid)  
   
 C     Combine fluxes  
       DO j=jMin,jMax  
        DO i=iMin,iMax  
         fVerU(i,j,kDown) = rVelDudrFac*aF(i,j) + ArDudrFac*vrF(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
408    
409  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term
410        DO j=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
411         DO i=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
412          gU(i,j,k,bi,bj) =            gU(i,j,k,bi,bj) =
413  #ifdef OLD_UV_GEOM  #ifdef OLD_UV_GEOM
414       &   -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/       &     -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/
415       &    ( 0.5 _d 0*(rA(i,j,bi,bj)+rA(i-1,j,bi,bj)) )       &      ( 0.5 _d 0*(rA(i,j,bi,bj)+rA(i-1,j,bi,bj)) )
416  #else  #else
417       &   -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)       &     -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
418       &   *recip_rAw(i,j,bi,bj)       &     *recip_rAw(i,j,bi,bj)*recip_deepFac2C(k)*recip_rhoFacC(k)
419    #endif
420         &     *( ( fZon(i,j  )  - fZon(i-1,j)  )*uDudxFac
421         &       +( fMer(i,j+1)  - fMer(i,  j)  )*vDudyFac
422         &       +( fVerUkp(i,j) - fVerUkm(i,j) )*rkSign*rVelDudrFac
423         &     )
424             ENDDO
425            ENDDO
426    
427    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
428            IF ( useDiagnostics ) THEN
429              CALL DIAGNOSTICS_FILL( fZon,  'ADVx_Um ',k,1,2,bi,bj,myThid)
430              CALL DIAGNOSTICS_FILL( fMer,  'ADVy_Um ',k,1,2,bi,bj,myThid)
431              CALL DIAGNOSTICS_FILL(fVerUkm,'ADVrE_Um',k,1,2,bi,bj,myThid)
432            ENDIF
433  #endif  #endif
      &  *(fZon(i,j  )          - fZon(i-1,j)  
      &   +fMer(i,j+1)          - fMer(i  ,j)  
      &   +fVerU(i,j,kUp)*rkFac - fVerU(i,j,kDown)*rkFac  
      &   )  
      &  - phxFac*dPhiHydX(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
434    
435  #ifdef NONLIN_FRSURF  #ifdef NONLIN_FRSURF
436  C-- account for 3.D divergence of the flow in rStar coordinate:  C-- account for 3.D divergence of the flow in rStar coordinate:
437        IF ( momAdvection .AND. select_rStar.GT.0 ) THEN  # ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
438         DO j=jMin,jMax          IF ( select_rStar.GT.0 ) THEN
439          DO i=iMin,iMax           DO j=jMin,jMax
440           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)            DO i=iMin,iMax
441               gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)
442       &     - (rStarExpW(i,j,bi,bj) - 1. _d 0)/deltaTfreesurf       &     - (rStarExpW(i,j,bi,bj) - 1. _d 0)/deltaTfreesurf
443       &       *uVel(i,j,k,bi,bj)       &       *uVel(i,j,k,bi,bj)
444          ENDDO            ENDDO
445         ENDDO           ENDDO
446        ENDIF          ENDIF
447        IF ( momAdvection .AND. select_rStar.LT.0 ) THEN          IF ( select_rStar.LT.0 ) THEN
448         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
449          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
450           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)             gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)
451       &     - rStarDhWDt(i,j,bi,bj)*uVel(i,j,k,bi,bj)       &     - rStarDhWDt(i,j,bi,bj)*uVel(i,j,k,bi,bj)
452          ENDDO            ENDDO
453         ENDDO           ENDDO
454        ENDIF          ENDIF
455    # endif /* DISABLE_RSTAR_CODE */
456  #endif /* NONLIN_FRSURF */  #endif /* NONLIN_FRSURF */
457    
458  C-- No-slip and drag BCs appear as body forces in cell abutting topography  #ifdef ALLOW_ADDFLUID
459        IF (momViscosity.AND.no_slip_sides) THEN          IF ( selectAddFluid.GE.1 ) THEN
460  C-     No-slip BCs impose a drag at walls...           DO j=jMin,jMax
461         CALL MOM_U_SIDEDRAG(bi,bj,k,uFld,v4F,hFacZ,vF,myThid)            DO i=iMin,iMax
462         DO j=jMin,jMax             gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)
463          DO i=iMin,iMax       &     + uVel(i,j,k,bi,bj)*mass2rUnit*0.5 _d 0
464           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)       &      *( addMass(i-1,j,k,bi,bj) + addMass(i,j,k,bi,bj) )
465         &      *_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)*recip_rhoFacC(k)
466         &      * recip_rAw(i,j,bi,bj)*recip_deepFac2C(k)
467              ENDDO
468             ENDDO
469            ENDIF
470    #endif /* ALLOW_ADDFLUID */
471    
472          ELSE
473    C-    if momAdvection / else
474            DO j=1-OLy,sNy+OLy
475             DO i=1-OLx,sNx+OLx
476               gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
477             ENDDO
478          ENDDO          ENDDO
479         ENDDO  
480    C-    endif momAdvection.
481        ENDIF        ENDIF
482  C-    No-slip BCs impose a drag at bottom  
483        IF (momViscosity.AND.bottomDragTerms) THEN        IF (momViscosity) THEN
484         CALL MOM_U_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,uFld,KE,KappaRU,vF,myThid)  C---  Calculate eddy fluxes (dissipation) between cells for zonal flow.
485         DO j=jMin,jMax  
486          DO i=iMin,iMax  C     Bi-harmonic term del^2 U -> v4F
487           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)          IF ( useBiharmonicVisc )
488         &  CALL MOM_U_DEL2U(bi,bj,k,uFld,hFacZ,v4f,myThid)
489    
490    C     Laplacian and bi-harmonic terms, Zonal  Fluxes -> fZon
491            CALL MOM_U_XVISCFLUX(bi,bj,k,uFld,v4F,fZon,
492         I    viscAh_D,viscA4_D,myThid)
493    
494    C     Laplacian and bi-harmonic termis, Merid Fluxes -> fMer
495            CALL MOM_U_YVISCFLUX(bi,bj,k,uFld,v4F,hFacZ,fMer,
496         I    viscAh_Z,viscA4_Z,myThid)
497    
498    C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> fVrUp & fVrDw
499           IF (.NOT.implicitViscosity) THEN
500            CALL MOM_U_RVISCFLUX(bi,bj, k, uVel,KappaRU,fVrUp,myThid)
501            CALL MOM_U_RVISCFLUX(bi,bj,k+1,uVel,KappaRU,fVrDw,myThid)
502           ENDIF
503    
504    C--   Tendency is minus divergence of the fluxes
505    C     anelastic: hor.visc.fluxes are not scaled by rhoFac (by vert.visc.flx is)
506            DO j=jMin,jMax
507             DO i=iMin,iMax
508              guDiss(i,j) =
509    #ifdef OLD_UV_GEOM
510         &     -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/
511         &      ( 0.5 _d 0*(rA(i,j,bi,bj)+rA(i-1,j,bi,bj)) )
512    #else
513         &     -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
514         &     *recip_rAw(i,j,bi,bj)*recip_deepFac2C(k)
515    #endif
516         &     *( ( fZon(i,j  ) - fZon(i-1,j) )*AhDudxFac
517         &       +( fMer(i,j+1) - fMer(i,  j) )*AhDudyFac
518         &       +( fVrDw(i,j)  - fVrUp(i,j)  )*rkSign*ArDudrFac
519         &                                     *recip_rhoFacC(k)
520         &     )
521             ENDDO
522          ENDDO          ENDDO
523         ENDDO  
524    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
525            IF ( useDiagnostics ) THEN
526              CALL DIAGNOSTICS_FILL(fZon, 'VISCx_Um',k,1,2,bi,bj,myThid)
527              CALL DIAGNOSTICS_FILL(fMer, 'VISCy_Um',k,1,2,bi,bj,myThid)
528              IF (.NOT.implicitViscosity)
529         &    CALL DIAGNOSTICS_FILL(fVrUp,'VISrE_Um',k,1,2,bi,bj,myThid)
530            ENDIF
531    #endif
532    
533    C-- No-slip and drag BCs appear as body forces in cell abutting topography
534            IF (no_slip_sides) THEN
535    C-     No-slip BCs impose a drag at walls...
536             CALL MOM_U_SIDEDRAG( bi, bj, k,
537         I        uFld, v4f, hFacZ,
538         I        viscAh_Z, viscA4_Z,
539         I        useHarmonicVisc, useBiharmonicVisc, useVariableVisc,
540         O        vF,
541         I        myThid )
542             DO j=jMin,jMax
543              DO i=iMin,iMax
544               gUdiss(i,j) = gUdiss(i,j) + vF(i,j)
545              ENDDO
546             ENDDO
547            ENDIF
548    C-    No-slip BCs impose a drag at bottom
549            IF (bottomDragTerms) THEN
550             CALL MOM_U_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,uFld,KE,KappaRU,vF,myThid)
551             DO j=jMin,jMax
552              DO i=iMin,iMax
553               gUdiss(i,j) = gUdiss(i,j) + vF(i,j)
554              ENDDO
555             ENDDO
556            ENDIF
557    
558    #ifdef ALLOW_SHELFICE
559            IF (useShelfIce) THEN
560             CALL SHELFICE_U_DRAG(bi,bj,k,uFld,KE,KappaRU,vF,myThid)
561             DO j=jMin,jMax
562              DO i=iMin,iMax
563               gUdiss(i,j) = gUdiss(i,j) + vF(i,j)
564              ENDDO
565             ENDDO
566            ENDIF
567    #endif /* ALLOW_SHELFICE */
568    
569    C-    endif momViscosity
570        ENDIF        ENDIF
571    
572  C--   Forcing term (moved to timestep.F)  C--   Forcing term (moved to timestep.F)
# Line 417  c    I     myTime,myThid) Line 577  c    I     myTime,myThid)
577    
578  C--   Metric terms for curvilinear grid systems  C--   Metric terms for curvilinear grid systems
579        IF (useNHMTerms) THEN        IF (useNHMTerms) THEN
580  C      o Non-hydrosatic metric terms  C      o Non-Hydrostatic (spherical) metric terms
581         CALL MOM_U_METRIC_NH(bi,bj,k,uFld,wVel,mT,myThid)         CALL MOM_U_METRIC_NH(bi,bj,k,uFld,wVel,mT,myThid)
582         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
583          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
584           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+mTFacU*mT(i,j)           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+mtNHFacU*mT(i,j)
585          ENDDO          ENDDO
586         ENDDO         ENDDO
587        ENDIF        ENDIF
588        IF (usingSphericalPolarMTerms) THEN        IF ( usingSphericalPolarGrid .AND. metricTerms ) THEN
589    C      o Spherical polar grid metric terms
590         CALL MOM_U_METRIC_SPHERE(bi,bj,k,uFld,vFld,mT,myThid)         CALL MOM_U_METRIC_SPHERE(bi,bj,k,uFld,vFld,mT,myThid)
591         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
592          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
593           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+mTFacU*mT(i,j)           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+mtFacU*mT(i,j)
594          ENDDO          ENDDO
595         ENDDO         ENDDO
596        ENDIF        ENDIF
597          IF ( usingCylindricalGrid .AND. metricTerms ) THEN
598  C--   Set du/dt on boundaries to zero  C      o Cylindrical grid metric terms
599        DO j=jMin,jMax         CALL MOM_U_METRIC_CYLINDER(bi,bj,k,uFld,vFld,mT,myThid)
600         DO i=iMin,iMax         DO j=jMin,jMax
601          gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)*_maskW(i,j,k,bi,bj)          DO i=iMin,iMax
602             gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+mtFacU*mT(i,j)
603            ENDDO
604         ENDDO         ENDDO
605        ENDDO        ENDIF
606    
607    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
608    
609  C---- Meridional momentum equation starts here  C---- Meridional momentum equation starts here
610    
611  C     Bi-harmonic term del^2 V -> v4F        IF (momAdvection) THEN
       IF (momViscosity .AND. viscA4.NE.0. )  
      & CALL MOM_V_DEL2V(bi,bj,k,vFld,hFacZ,v4f,myThid)  
   
 C---  Calculate mean and eddy fluxes between cells for meridional flow.  
   
 C--   Zonal flux (fZon is at west face of "v" cell)  
   
 C     Mean flow component of zonal flux -> aF  
       IF (momAdvection)  
      & CALL MOM_V_ADV_UV(bi,bj,k,uTrans,vFld,af,myThid)  
   
 C     Laplacian and bi-harmonic terms -> vF  
       IF (momViscosity)  
      & CALL MOM_V_XVISCFLUX(bi,bj,k,vFld,v4f,hFacZ,vf,myThid)  
612    
613  C     Combine fluxes -> fZon  #ifdef MOM_BOUNDARY_CONSERVE
614        DO j=jMin,jMax          CALL MOM_V_ADV_UV( bi,bj,k,uTrans,vBnd(1-OLx,1-OLy,k,bi,bj),
615         DO i=iMin,iMax+1       O                     fZon,myThid )
616          fZon(i,j) = uDvdxFac*aF(i,j) + AhDvdxFac*vF(i,j)          CALL MOM_V_ADV_VV( bi,bj,k,vTrans,vBnd(1-OLx,1-OLy,k,bi,bj),
617         ENDDO       O                     fMer,myThid )
618        ENDDO          CALL MOM_V_ADV_WV( bi,bj,k+1,vBnd,wVel,rTransV,
619         O                     fVerVkp, myThid )
620    #else /* MOM_BOUNDARY_CONSERVE */
621    C---  Calculate mean fluxes (advection)   between cells for meridional flow.
622    C     Mean flow component of zonal flux -> fZon
623            CALL MOM_V_ADV_UV( bi,bj,k,uTrans,vFld,fZon,myThid )
624    
625  C--   Meridional flux (fMer is at north face of "v" cell)  C--   Meridional flux (fMer is at north face of "v" cell)
626    C     Mean flow component of meridional flux -> fMer
627  C     Mean flow component of meridional flux          CALL MOM_V_ADV_VV( bi,bj,k,vTrans,vFld,fMer,myThid )
       IF (momAdvection)  
      & CALL MOM_V_ADV_VV(bi,bj,k,vTrans,vFld,af,myThid)  
   
 C     Laplacian and bi-harmonic term  
       IF (momViscosity)  
      & CALL MOM_V_YVISCFLUX(bi,bj,k,vFld,v4f,vf,myThid)  
   
 C     Combine fluxes -> fMer  
       DO j=jMin,jMax  
        DO i=iMin,iMax  
         fMer(i,j) = vDvdyFac*aF(i,j) + AhDvdyFac*vF(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
628    
629  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "v" cell)  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "v" cell)
630    C     Mean flow component of vertical flux (at k+1) -> fVerV
631  C     o Mean flow component of vertical flux          CALL MOM_V_ADV_WV( bi,bj,k+1,vVel,wVel,rTransV,
632        IF (momAdvection)       O                     fVerVkp, myThid )
633       & CALL MOM_V_ADV_WV(bi,bj,k+1,vVel,wVel,rTransV,af,myThid)  #endif /* MOM_BOUNDARY_CONSERVE */
   
 C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> vrF  
       IF (momViscosity.AND..NOT.implicitViscosity)  
      & CALL MOM_V_RVISCFLUX(bi,bj,k,vVel,KappaRV,vrf,myThid)  
   
 C     Combine fluxes -> fVerV  
       DO j=jMin,jMax  
        DO i=iMin,iMax  
         fVerV(i,j,kDown) = rVelDvdrFac*aF(i,j) + ArDvdrFac*vrF(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
634    
635  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term
636        DO j=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
637         DO i=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
638          gV(i,j,k,bi,bj) =            gV(i,j,k,bi,bj) =
639  #ifdef OLD_UV_GEOM  #ifdef OLD_UV_GEOM
640       &   -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/       &     -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/
641       &    ( 0.5 _d 0*(_rA(i,j,bi,bj)+_rA(i,j-1,bi,bj)) )       &      ( 0.5 _d 0*(_rA(i,j,bi,bj)+_rA(i,j-1,bi,bj)) )
642  #else  #else
643       &   -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)       &     -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
644       &    *recip_rAs(i,j,bi,bj)       &     *recip_rAs(i,j,bi,bj)*recip_deepFac2C(k)*recip_rhoFacC(k)
645    #endif
646         &     *( ( fZon(i+1,j)  - fZon(i,j  )  )*uDvdxFac
647         &       +( fMer(i,  j)  - fMer(i,j-1)  )*vDvdyFac
648         &       +( fVerVkp(i,j) - fVerVkm(i,j) )*rkSign*rVelDvdrFac
649         &     )
650             ENDDO
651            ENDDO
652    
653    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
654            IF ( useDiagnostics ) THEN
655              CALL DIAGNOSTICS_FILL( fZon,  'ADVx_Vm ',k,1,2,bi,bj,myThid)
656              CALL DIAGNOSTICS_FILL( fMer,  'ADVy_Vm ',k,1,2,bi,bj,myThid)
657              CALL DIAGNOSTICS_FILL(fVerVkm,'ADVrE_Vm',k,1,2,bi,bj,myThid)
658            ENDIF
659  #endif  #endif
      &  *(fZon(i+1,j)          - fZon(i,j  )  
      &   +fMer(i,j  )          - fMer(i,j-1)  
      &   +fVerV(i,j,kUp)*rkFac - fVerV(i,j,kDown)*rkFac  
      &   )  
      &  - phyFac*dPhiHydY(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
660    
661  #ifdef NONLIN_FRSURF  #ifdef NONLIN_FRSURF
662  C-- account for 3.D divergence of the flow in rStar coordinate:  C-- account for 3.D divergence of the flow in rStar coordinate:
663        IF ( momAdvection .AND. select_rStar.GT.0 ) THEN  # ifndef DISABLE_RSTAR_CODE
664         DO j=jMin,jMax          IF ( select_rStar.GT.0 ) THEN
665          DO i=iMin,iMax           DO j=jMin,jMax
666           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)            DO i=iMin,iMax
667               gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)
668       &     - (rStarExpS(i,j,bi,bj) - 1. _d 0)/deltaTfreesurf       &     - (rStarExpS(i,j,bi,bj) - 1. _d 0)/deltaTfreesurf
669       &       *vVel(i,j,k,bi,bj)       &       *vVel(i,j,k,bi,bj)
670          ENDDO            ENDDO
671         ENDDO           ENDDO
672        ENDIF          ENDIF
673        IF ( momAdvection .AND. select_rStar.LT.0 ) THEN          IF ( select_rStar.LT.0 ) THEN
674         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
675          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
676           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)             gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)
677       &     - rStarDhSDt(i,j,bi,bj)*vVel(i,j,k,bi,bj)       &     - rStarDhSDt(i,j,bi,bj)*vVel(i,j,k,bi,bj)
678          ENDDO            ENDDO
679         ENDDO           ENDDO
680        ENDIF          ENDIF
681    # endif /* DISABLE_RSTAR_CODE */
682  #endif /* NONLIN_FRSURF */  #endif /* NONLIN_FRSURF */
683    
684  C-- No-slip and drag BCs appear as body forces in cell abutting topography  #ifdef ALLOW_ADDFLUID
685        IF (momViscosity.AND.no_slip_sides) THEN          IF ( selectAddFluid.GE.1 ) THEN
686  C-     No-slip BCs impose a drag at walls...           DO j=jMin,jMax
687         CALL MOM_V_SIDEDRAG(bi,bj,k,vFld,v4F,hFacZ,vF,myThid)            DO i=iMin,iMax
688         DO j=jMin,jMax             gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)
689          DO i=iMin,iMax       &     + vVel(i,j,k,bi,bj)*mass2rUnit*0.5 _d 0
690           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)       &      *( addMass(i,j-1,k,bi,bj) + addMass(i,j,k,bi,bj) )
691         &      *_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)*recip_rhoFacC(k)
692         &      * recip_rAs(i,j,bi,bj)*recip_deepFac2C(k)
693              ENDDO
694             ENDDO
695            ENDIF
696    #endif /* ALLOW_ADDFLUID */
697    
698          ELSE
699    C-    if momAdvection / else
700            DO j=1-OLy,sNy+OLy
701             DO i=1-OLx,sNx+OLx
702               gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
703             ENDDO
704          ENDDO          ENDDO
705         ENDDO  
706    C-    endif momAdvection.
707        ENDIF        ENDIF
708  C-    No-slip BCs impose a drag at bottom  
709        IF (momViscosity.AND.bottomDragTerms) THEN        IF (momViscosity) THEN
710         CALL MOM_V_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,vFld,KE,KappaRV,vF,myThid)  C---  Calculate eddy fluxes (dissipation) between cells for meridional flow.
711         DO j=jMin,jMax  C     Bi-harmonic term del^2 V -> v4F
712          DO i=iMin,iMax          IF ( useBiharmonicVisc )
713           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)       &  CALL MOM_V_DEL2V(bi,bj,k,vFld,hFacZ,v4f,myThid)
714    
715    C     Laplacian and bi-harmonic terms, Zonal  Fluxes -> fZon
716            CALL MOM_V_XVISCFLUX(bi,bj,k,vFld,v4f,hFacZ,fZon,
717         I    viscAh_Z,viscA4_Z,myThid)
718    
719    C     Laplacian and bi-harmonic termis, Merid Fluxes -> fMer
720            CALL MOM_V_YVISCFLUX(bi,bj,k,vFld,v4f,fMer,
721         I    viscAh_D,viscA4_D,myThid)
722    
723    C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> fVrUp & fVrDw
724           IF (.NOT.implicitViscosity) THEN
725            CALL MOM_V_RVISCFLUX(bi,bj, k, vVel,KappaRV,fVrUp,myThid)
726            CALL MOM_V_RVISCFLUX(bi,bj,k+1,vVel,KappaRV,fVrDw,myThid)
727           ENDIF
728    
729    C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term
730    C     anelastic: hor.visc.fluxes are not scaled by rhoFac (by vert.visc.flx is)
731            DO j=jMin,jMax
732             DO i=iMin,iMax
733              gvDiss(i,j) =
734    #ifdef OLD_UV_GEOM
735         &     -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/
736         &      ( 0.5 _d 0*(_rA(i,j,bi,bj)+_rA(i,j-1,bi,bj)) )
737    #else
738         &     -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
739         &      *recip_rAs(i,j,bi,bj)*recip_deepFac2C(k)
740    #endif
741         &     *( ( fZon(i+1,j)  - fZon(i,j  ) )*AhDvdxFac
742         &       +( fMer(i,  j)  - fMer(i,j-1) )*AhDvdyFac
743         &       +( fVrDw(i,j)   - fVrUp(i,j) )*rkSign*ArDvdrFac
744         &                                     *recip_rhoFacC(k)
745         &     )
746             ENDDO
747          ENDDO          ENDDO
748         ENDDO  
749    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
750            IF ( useDiagnostics ) THEN
751              CALL DIAGNOSTICS_FILL(fZon, 'VISCx_Vm',k,1,2,bi,bj,myThid)
752              CALL DIAGNOSTICS_FILL(fMer, 'VISCy_Vm',k,1,2,bi,bj,myThid)
753              IF (.NOT.implicitViscosity)
754         &    CALL DIAGNOSTICS_FILL(fVrUp,'VISrE_Vm',k,1,2,bi,bj,myThid)
755            ENDIF
756    #endif
757    
758    C-- No-slip and drag BCs appear as body forces in cell abutting topography
759            IF (no_slip_sides) THEN
760    C-     No-slip BCs impose a drag at walls...
761             CALL MOM_V_SIDEDRAG( bi, bj, k,
762         I        vFld, v4f, hFacZ,
763         I        viscAh_Z,viscA4_Z,
764         I        useHarmonicVisc, useBiharmonicVisc, useVariableVisc,
765         O        vF,
766         I        myThid )
767             DO j=jMin,jMax
768              DO i=iMin,iMax
769               gvDiss(i,j) = gvDiss(i,j) + vF(i,j)
770              ENDDO
771             ENDDO
772            ENDIF
773    C-    No-slip BCs impose a drag at bottom
774            IF (bottomDragTerms) THEN
775             CALL MOM_V_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,vFld,KE,KappaRV,vF,myThid)
776             DO j=jMin,jMax
777              DO i=iMin,iMax
778               gvDiss(i,j) = gvDiss(i,j) + vF(i,j)
779              ENDDO
780             ENDDO
781            ENDIF
782    
783    #ifdef ALLOW_SHELFICE
784            IF (useShelfIce) THEN
785             CALL SHELFICE_V_DRAG(bi,bj,k,vFld,KE,KappaRV,vF,myThid)
786             DO j=jMin,jMax
787              DO i=iMin,iMax
788               gvDiss(i,j) = gvDiss(i,j) + vF(i,j)
789              ENDDO
790             ENDDO
791            ENDIF
792    #endif /* ALLOW_SHELFICE */
793    
794    C-    endif momViscosity
795        ENDIF        ENDIF
796    
797  C--   Forcing term (moved to timestep.F)  C--   Forcing term (moved to timestep.F)
# Line 569  c    I     myTime,myThid) Line 802  c    I     myTime,myThid)
802    
803  C--   Metric terms for curvilinear grid systems  C--   Metric terms for curvilinear grid systems
804        IF (useNHMTerms) THEN        IF (useNHMTerms) THEN
805  C      o Spherical polar grid metric terms  C      o Non-Hydrostatic (spherical) metric terms
806         CALL MOM_V_METRIC_NH(bi,bj,k,vFld,wVel,mT,myThid)         CALL MOM_V_METRIC_NH(bi,bj,k,vFld,wVel,mT,myThid)
807         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
808          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
809           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+mTFacV*mT(i,j)           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+mtNHFacV*mT(i,j)
810          ENDDO          ENDDO
811         ENDDO         ENDDO
812        ENDIF        ENDIF
813        IF (usingSphericalPolarMTerms) THEN        IF ( usingSphericalPolarGrid .AND. metricTerms ) THEN
814    C      o Spherical polar grid metric terms
815         CALL MOM_V_METRIC_SPHERE(bi,bj,k,uFld,mT,myThid)         CALL MOM_V_METRIC_SPHERE(bi,bj,k,uFld,mT,myThid)
816         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
817          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
818           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+mTFacV*mT(i,j)           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+mtFacV*mT(i,j)
819          ENDDO          ENDDO
820         ENDDO         ENDDO
821        ENDIF        ENDIF
822          IF ( usingCylindricalGrid .AND. metricTerms ) THEN
823  C--   Set dv/dt on boundaries to zero  C      o Cylindrical grid metric terms
824        DO j=jMin,jMax         CALL MOM_V_METRIC_CYLINDER(bi,bj,k,uFld,vFld,mT,myThid)
825         DO i=iMin,iMax         DO j=jMin,jMax
826          gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)*_maskS(i,j,k,bi,bj)          DO i=iMin,iMax
827             gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+mtFacV*mT(i,j)
828            ENDDO
829         ENDDO         ENDDO
830        ENDDO        ENDIF
831    
832    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
833    
834  C--   Coriolis term  C--   Coriolis term
835  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 605  c     ELSE Line 843  c     ELSE
843            gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+fuFac*cf(i,j)            gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+fuFac*cf(i,j)
844           ENDDO           ENDDO
845          ENDDO          ENDDO
846    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
847            IF ( useDiagnostics )
848         &    CALL DIAGNOSTICS_FILL(cf,'Um_Cori ',k,1,2,bi,bj,myThid)
849    #endif
850          CALL MOM_V_CORIOLIS(bi,bj,k,uFld,cf,myThid)          CALL MOM_V_CORIOLIS(bi,bj,k,uFld,cf,myThid)
851          DO j=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
852           DO i=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
853            gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+fvFac*cf(i,j)            gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+fvFac*cf(i,j)
854           ENDDO           ENDDO
855          ENDDO          ENDDO
856    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
857            IF ( useDiagnostics )
858         &    CALL DIAGNOSTICS_FILL(cf,'Vm_Cori ',k,1,2,bi,bj,myThid)
859    #endif
860        ENDIF        ENDIF
861    
862        IF (nonHydrostatic.OR.quasiHydrostatic) THEN  C--   3.D Coriolis term (horizontal momentum, Eastward component: -fprime*w)
863         CALL MOM_U_CORIOLIS_NH(bi,bj,k,wVel,cf,myThid)        IF ( use3dCoriolis ) THEN
864         DO j=jMin,jMax          CALL MOM_U_CORIOLIS_NH(bi,bj,k,wVel,cf,myThid)
865          DO i=iMin,iMax          DO j=jMin,jMax
866           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+fuFac*cf(i,j)           DO i=iMin,iMax
867              gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+fuFac*cf(i,j)
868             ENDDO
869          ENDDO          ENDDO
870           IF ( usingCurvilinearGrid ) THEN
871    C-     presently, non zero angleSinC array only supported with Curvilinear-Grid
872            CALL MOM_V_CORIOLIS_NH(bi,bj,k,wVel,cf,myThid)
873            DO j=jMin,jMax
874             DO i=iMin,iMax
875              gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+fvFac*cf(i,j)
876             ENDDO
877            ENDDO
878           ENDIF
879          ENDIF
880    
881    C--   Set du/dt & dv/dt on boundaries to zero
882          DO j=jMin,jMax
883           DO i=iMin,iMax
884            gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)*_maskW(i,j,k,bi,bj)
885            guDiss(i,j)     = guDiss(i,j)    *_maskW(i,j,k,bi,bj)
886            gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)*_maskS(i,j,k,bi,bj)
887            gvDiss(i,j)     = gvDiss(i,j)    *_maskS(i,j,k,bi,bj)
888         ENDDO         ENDDO
889          ENDDO
890    
891    #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
892          IF ( useDiagnostics ) THEN
893            CALL DIAGNOSTICS_FILL(KE,    'momKE   ',k,1,2,bi,bj,myThid)
894            CALL DIAGNOSTICS_FILL(gU(1-OLx,1-OLy,k,bi,bj),
895         &                               'Um_Advec',k,1,2,bi,bj,myThid)
896            CALL DIAGNOSTICS_FILL(gV(1-OLx,1-OLy,k,bi,bj),
897         &                               'Vm_Advec',k,1,2,bi,bj,myThid)
898           IF (momViscosity) THEN
899            CALL DIAGNOSTICS_FILL(guDiss,'Um_Diss ',k,1,2,bi,bj,myThid)
900            CALL DIAGNOSTICS_FILL(gvDiss,'Vm_Diss ',k,1,2,bi,bj,myThid)
901           ENDIF
902        ENDIF        ENDIF
903    #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
904    
905        RETURN        RETURN
906        END        END
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