/[MITgcm]/MITgcm/pkg/mom_fluxform/mom_fluxform.F
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revision 1.22 by jmc, Wed Jun 22 00:32:15 2005 UTC revision 1.23 by jmc, Sat Jul 30 22:07:00 2005 UTC
# Line 33  C !ROUTINE: MOM_FLUXFORM Line 33  C !ROUTINE: MOM_FLUXFORM
33  C !INTERFACE: ==========================================================  C !INTERFACE: ==========================================================
34        SUBROUTINE MOM_FLUXFORM(        SUBROUTINE MOM_FLUXFORM(
35       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kUp,kDown,
36       I        dPhihydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,       I        KappaRU, KappaRV,
37       U        fVerU, fVerV,       U        fVerU, fVerV,
38       I        myTime,myIter,myThid)       O        guDiss, gvDiss,
39         I        myTime, myIter, myThid)
40    
41  C !DESCRIPTION:  C !DESCRIPTION:
42  C Calculates all the horizontal accelerations except for the implicit surface  C Calculates all the horizontal accelerations except for the implicit surface
# Line 58  C  iMin,iMax,jMin,jMAx  :: loop ranges Line 59  C  iMin,iMax,jMin,jMAx  :: loop ranges
59  C  k                    :: vertical level  C  k                    :: vertical level
60  C  kUp                  :: =1 or 2 for consecutive k  C  kUp                  :: =1 or 2 for consecutive k
61  C  kDown                :: =2 or 1 for consecutive k  C  kDown                :: =2 or 1 for consecutive k
 C  dPhiHydX,Y           :: Gradient (X & Y dir.) of Hydrostatic Potential  
62  C  KappaRU              :: vertical viscosity  C  KappaRU              :: vertical viscosity
63  C  KappaRV              :: vertical viscosity  C  KappaRV              :: vertical viscosity
64  C  fVerU                :: vertical flux of U, 2 1/2 dim for pipe-lining  C  fVerU                :: vertical flux of U, 2 1/2 dim for pipe-lining
65  C  fVerV                :: vertical flux of V, 2 1/2 dim for pipe-lining  C  fVerV                :: vertical flux of V, 2 1/2 dim for pipe-lining
66    C  guDiss               :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
67    C  gvDiss               :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
68  C  myTime               :: current time  C  myTime               :: current time
69  C  myIter               :: current time-step number  C  myIter               :: current time-step number
70  C  myThid               :: thread number  C  myThid               :: thread number
71        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax
72        INTEGER k,kUp,kDown        INTEGER k,kUp,kDown
       _RL dPhiHydX(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL dPhiHydY(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
73        _RL KappaRU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL KappaRU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
74        _RL KappaRV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL KappaRV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
75        _RL fVerU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
76        _RL fVerV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
77          _RL guDiss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
78          _RL gvDiss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
79        _RL     myTime        _RL     myTime
80        INTEGER myIter        INTEGER myIter
81        INTEGER myThid        INTEGER myThid
# Line 83  C None - updates gU() and gV() in common Line 85  C None - updates gU() and gV() in common
85    
86  C !LOCAL VARIABLES: ====================================================  C !LOCAL VARIABLES: ====================================================
87  C  i,j                  :: loop indices  C  i,j                  :: loop indices
 C  aF                   :: advective flux  
88  C  vF                   :: viscous flux  C  vF                   :: viscous flux
89  C  v4F                  :: bi-harmonic viscous flux  C  v4F                  :: bi-harmonic viscous flux
 C  vrF                  :: vertical viscous flux  
90  C  cF                   :: Coriolis acceleration  C  cF                   :: Coriolis acceleration
91  C  mT                   :: Metric terms  C  mT                   :: Metric terms
 C  pF                   :: Pressure gradient  
92  C  fZon                 :: zonal fluxes  C  fZon                 :: zonal fluxes
93  C  fMer                 :: meridional fluxes  C  fMer                 :: meridional fluxes
94    C  fVrUp,fVrDw          :: vertical viscous fluxes at interface k-1 & k
95        INTEGER i,j        INTEGER i,j
       _RL aF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
96        _RL vF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
97        _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)  
98        _RL cF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL cF(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
99        _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)  
100        _RL fZon(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fZon(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
101        _RL fMer(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL fMer(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
102  C     wMaskOverride - Land sea flag override for top layer.        _RL fVrUp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
103          _RL fVrDw(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
104  C     afFacMom      - Tracer parameters for turning terms  C     afFacMom      - Tracer parameters for turning terms
105  C     vfFacMom        on and off.  C     vfFacMom        on and off.
106  C     pfFacMom        afFacMom - Advective terms  C     pfFacMom        afFacMom - Advective terms
# Line 111  C     mTFacMom        pfFacMom - Pressur Line 109  C     mTFacMom        pfFacMom - Pressur
109  C                     cfFacMom - Coriolis terms  C                     cfFacMom - Coriolis terms
110  C                     foFacMom - Forcing  C                     foFacMom - Forcing
111  C                     mTFacMom - Metric term  C                     mTFacMom - Metric term
112  C     uDudxFac, AhDudxFac, etc ... individual term tracer parameters  C     uDudxFac, AhDudxFac, etc ... individual term parameters for switching terms off
113        _RS    hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS    hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
114        _RS  r_hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS  r_hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
115        _RS      xA(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS      xA(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
# Line 131  c     _RL vort3(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+ Line 129  c     _RL vort3(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+
129  c     _RL hDiv(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  c     _RL hDiv(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
130        _RL strain(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL strain(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
131        _RL tension(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL tension(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
 C     I,J,K - Loop counters  
 C     rVelMaskOverride - Factor for imposing special surface boundary conditions  
 C                        ( set according to free-surface condition ).  
 C     hFacROpen        - Lopped cell factos used tohold fraction of open  
 C     hFacRClosed        and closed cell wall.  
       _RL  rVelMaskOverride  
 C     xxxFac - On-off tracer parameters used for switching terms off.  
132        _RL  uDudxFac        _RL  uDudxFac
133        _RL  AhDudxFac        _RL  AhDudxFac
       _RL  A4DuxxdxFac  
134        _RL  vDudyFac        _RL  vDudyFac
135        _RL  AhDudyFac        _RL  AhDudyFac
       _RL  A4DuyydyFac  
136        _RL  rVelDudrFac        _RL  rVelDudrFac
137        _RL  ArDudrFac        _RL  ArDudrFac
138        _RL  fuFac        _RL  fuFac
       _RL  phxFac  
139        _RL  mtFacU        _RL  mtFacU
140        _RL  uDvdxFac        _RL  uDvdxFac
141        _RL  AhDvdxFac        _RL  AhDvdxFac
       _RL  A4DvxxdxFac  
142        _RL  vDvdyFac        _RL  vDvdyFac
143        _RL  AhDvdyFac        _RL  AhDvdyFac
       _RL  A4DvyydyFac  
144        _RL  rVelDvdrFac        _RL  rVelDvdrFac
145        _RL  ArDvdrFac        _RL  ArDvdrFac
146        _RL  fvFac        _RL  fvFac
       _RL  phyFac  
       _RL  vForcFac  
147        _RL  mtFacV        _RL  mtFacV
       INTEGER km1,kp1  
       _RL wVelBottomOverride  
148        LOGICAL bottomDragTerms        LOGICAL bottomDragTerms
149  CEOP  CEOP
150    
       km1=MAX(1,k-1)  
       kp1=MIN(Nr,k+1)  
       rVelMaskOverride=1.  
       IF ( k .EQ. 1 ) rVelMaskOverride=freeSurfFac  
       wVelBottomOverride=1.  
       IF (k.EQ.Nr) wVelBottomOverride=0.  
   
151  C     Initialise intermediate terms  C     Initialise intermediate terms
152        DO J=1-OLy,sNy+OLy        DO j=1-OLy,sNy+OLy
153         DO I=1-OLx,sNx+OLx         DO i=1-OLx,sNx+OLx
         aF(i,j)   = 0.  
154          vF(i,j)   = 0.          vF(i,j)   = 0.
155          v4F(i,j)  = 0.          v4F(i,j)  = 0.
         vrF(i,j)  = 0.  
156          cF(i,j)   = 0.          cF(i,j)   = 0.
157          mT(i,j)   = 0.          mT(i,j)   = 0.
         pF(i,j)   = 0.  
158          fZon(i,j) = 0.          fZon(i,j) = 0.
159          fMer(i,j) = 0.          fMer(i,j) = 0.
160          rTransU(i,j) = 0.          fVrUp(i,j)= 0.
161          rTransV(i,j) = 0.          fVrDw(i,j)= 0.
162            rTransU(i,j)= 0.
163            rTransV(i,j)= 0.
164          strain(i,j) = 0.          strain(i,j) = 0.
165          tension(i,j) = 0.          tension(i,j)= 0.
166            guDiss(i,j) = 0.
167            gvDiss(i,j) = 0.
168         ENDDO         ENDDO
169        ENDDO        ENDDO
170    
# Line 196  C--   Term by term tracer parmeters Line 172  C--   Term by term tracer parmeters
172  C     o U momentum equation  C     o U momentum equation
173        uDudxFac     = afFacMom*1.        uDudxFac     = afFacMom*1.
174        AhDudxFac    = vfFacMom*1.        AhDudxFac    = vfFacMom*1.
       A4DuxxdxFac  = vfFacMom*1.  
175        vDudyFac     = afFacMom*1.        vDudyFac     = afFacMom*1.
176        AhDudyFac    = vfFacMom*1.        AhDudyFac    = vfFacMom*1.
       A4DuyydyFac  = vfFacMom*1.  
177        rVelDudrFac  = afFacMom*1.        rVelDudrFac  = afFacMom*1.
178        ArDudrFac    = vfFacMom*1.        ArDudrFac    = vfFacMom*1.
179        mTFacU       = mtFacMom*1.        mTFacU       = mtFacMom*1.
180        fuFac        = cfFacMom*1.        fuFac        = cfFacMom*1.
       phxFac       = pfFacMom*1.  
181  C     o V momentum equation  C     o V momentum equation
182        uDvdxFac     = afFacMom*1.        uDvdxFac     = afFacMom*1.
183        AhDvdxFac    = vfFacMom*1.        AhDvdxFac    = vfFacMom*1.
       A4DvxxdxFac  = vfFacMom*1.  
184        vDvdyFac     = afFacMom*1.        vDvdyFac     = afFacMom*1.
185        AhDvdyFac    = vfFacMom*1.        AhDvdyFac    = vfFacMom*1.
       A4DvyydyFac  = vfFacMom*1.  
186        rVelDvdrFac  = afFacMom*1.        rVelDvdrFac  = afFacMom*1.
187        ArDvdrFac    = vfFacMom*1.        ArDvdrFac    = vfFacMom*1.
188        mTFacV       = mtFacMom*1.        mTFacV       = mtFacMom*1.
189        fvFac        = cfFacMom*1.        fvFac        = cfFacMom*1.
190        phyFac       = pfFacMom*1.  
191        vForcFac     = foFacMom*1.        IF (implicitViscosity) THEN
192            ArDudrFac  = 0.
193            ArDvdrFac  = 0.
194          ENDIF
195    
196        IF (     no_slip_bottom        IF (     no_slip_bottom
197       &    .OR. bottomDragQuadratic.NE.0.       &    .OR. bottomDragQuadratic.NE.0.
# Line 227  C     o V momentum equation Line 201  C     o V momentum equation
201         bottomDragTerms=.FALSE.         bottomDragTerms=.FALSE.
202        ENDIF        ENDIF
203    
 C-- with stagger time stepping, grad Phi_Hyp is directly incoporated in TIMESTEP  
       IF (staggerTimeStep) THEN  
         phxFac = 0.  
         phyFac = 0.  
       ENDIF  
   
204  C--   Calculate open water fraction at vorticity points  C--   Calculate open water fraction at vorticity points
205        CALL MOM_CALC_HFACZ(bi,bj,k,hFacZ,r_hFacZ,myThid)        CALL MOM_CALC_HFACZ(bi,bj,k,hFacZ,r_hFacZ,myThid)
206    
# Line 263  C     Calculate velocity field "volume t Line 231  C     Calculate velocity field "volume t
231         ENDDO         ENDDO
232        ENDDO        ENDDO
233    
234        CALL MOM_CALC_KE(bi,bj,k,3,uFld,vFld,KE,myThid)        IF (bottomDragTerms) THEN
235            CALL MOM_CALC_KE(bi,bj,k,3,uFld,vFld,KE,myThid)
236          ENDIF
237    
238        IF (viscAstrain.NE.0. .OR. viscAtension.NE.0.) THEN        IF (viscAstrain.NE.0. .OR. viscAtension.NE.0.) THEN
239           CALL MOM_CALC_TENSION(bi,bj,k,uFld,vFld,           CALL MOM_CALC_TENSION(bi,bj,k,uFld,vFld,
# Line 278  C---  First call (k=1): compute vertical Line 248  C---  First call (k=1): compute vertical
248        IF (momAdvection.AND.k.EQ.1) THEN        IF (momAdvection.AND.k.EQ.1) THEN
249    
250  C-    Calculate vertical transports above U & V points (West & South face):  C-    Calculate vertical transports above U & V points (West & South face):
251         CALL MOM_CALC_RTRANS( k, bi, bj,          CALL MOM_CALC_RTRANS( k, bi, bj,
252       O                       rTransU, rTransV,       O                        rTransU, rTransV,
253       I                       myTime, myIter, myThid)       I                        myTime, myIter, myThid)
254    
255  C-    Free surface correction term (flux at k=1)  C-    Free surface correction term (flux at k=1)
256         CALL MOM_U_ADV_WU(bi,bj,k,uVel,wVel,rTransU,af,myThid)          CALL MOM_U_ADV_WU( bi,bj,k,uVel,wVel,rTransU,
257         DO j=jMin,jMax       O                     fVerU(1-OLx,1-OLy,kUp), myThid )
         DO i=iMin,iMax  
          fVerU(i,j,kUp) = af(i,j)  
         ENDDO  
        ENDDO  
258    
259         CALL MOM_V_ADV_WV(bi,bj,k,vVel,wVel,rTransV,af,myThid)          CALL MOM_V_ADV_WV( bi,bj,k,vVel,wVel,rTransV,
260         DO j=jMin,jMax       O                     fVerV(1-OLx,1-OLy,kUp), myThid )
         DO i=iMin,iMax  
          fVerV(i,j,kUp) = af(i,j)  
         ENDDO  
        ENDDO  
261    
262  C---  endif momAdvection & k=1  C---  endif momAdvection & k=1
263        ENDIF        ENDIF
# Line 303  C---  endif momAdvection & k=1 Line 265  C---  endif momAdvection & k=1
265    
266  C---  Calculate vertical transports (at k+1) below U & V points :  C---  Calculate vertical transports (at k+1) below U & V points :
267        IF (momAdvection) THEN        IF (momAdvection) THEN
268         CALL MOM_CALC_RTRANS( k+1, bi, bj,          CALL MOM_CALC_RTRANS( k+1, bi, bj,
269       O                       rTransU, rTransV,       O                        rTransU, rTransV,
270       I                       myTime, myIter, myThid)       I                        myTime, myIter, myThid)
271        ENDIF        ENDIF
272    
273  c     IF (momViscosity) THEN  c     IF (momViscosity) THEN
# Line 313  c    &  CALL MOM_CALC_VISCOSITY(bi,bj,k, Line 275  c    &  CALL MOM_CALC_VISCOSITY(bi,bj,k,
275  c    I                         uFld,vFld,  c    I                         uFld,vFld,
276  c    O                         viscAh_D,viscAh_Z,myThid)  c    O                         viscAh_D,viscAh_Z,myThid)
277    
278  C---- Zonal momentum equation starts here  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
279    
280  C     Bi-harmonic term del^2 U -> v4F  C---- Zonal momentum equation starts here
       IF (momViscosity .AND. viscA4.NE.0. )  
      & CALL MOM_U_DEL2U(bi,bj,k,uFld,hFacZ,v4f,myThid)  
281    
282  C---  Calculate mean and eddy fluxes between cells for zonal flow.        IF (momAdvection) THEN
283    C---  Calculate mean fluxes (advection)   between cells for zonal flow.
284    
285  C--   Zonal flux (fZon is at east face of "u" cell)  C--   Zonal flux (fZon is at east face of "u" cell)
286    C     Mean flow component of zonal flux -> fZon
287  C     Mean flow component of zonal flux -> aF          CALL MOM_U_ADV_UU(bi,bj,k,uTrans,uFld,fZon,myThid)
       IF (momAdvection)  
      & 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)  
   
 C     Combine fluxes -> fZon  
       DO j=jMin,jMax  
        DO i=iMin,iMax  
         fZon(i,j) = uDudxFac*aF(i,j) + AhDudxFac*vF(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
288    
289  C--   Meridional flux (fMer is at south face of "u" cell)  C--   Meridional flux (fMer is at south face of "u" cell)
290    C     Mean flow component of meridional flux -> fMer
291  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  
292    
293  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "u" cell)  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "u" cell)
294    C     Mean flow component of vertical flux (at k+1) -> fVer
295  C     Mean flow component of vertical flux (at k+1) -> aF          CALL MOM_U_ADV_WU(
296        IF (momAdvection)       I                     bi,bj,k+1,uVel,wVel,rTransU,
297       & CALL MOM_U_ADV_WU(bi,bj,k+1,uVel,wVel,rTransU,af,myThid)       O                     fVerU(1-OLx,1-OLy,kDown), myThid )
   
 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  
298    
299  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term
300        DO j=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
301         DO i=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
302          gU(i,j,k,bi,bj) =            gU(i,j,k,bi,bj) =
303  #ifdef OLD_UV_GEOM  #ifdef OLD_UV_GEOM
304       &   -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/       &     -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/
305       &    ( 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)) )
306  #else  #else
307       &   -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)       &     -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
308       &   *recip_rAw(i,j,bi,bj)       &     *recip_rAw(i,j,bi,bj)
309  #endif  #endif
310       &  *(fZon(i,j  )          - fZon(i-1,j)       &    *( ( fZon(i,j  )     - fZon(i-1,j) )*uDudxFac
311       &   +fMer(i,j+1)          - fMer(i  ,j)       &      +( fMer(i,j+1)     - fMer(i,  j) )*vDudyFac
312       &   -fVerU(i,j,kUp)*rkSign + fVerU(i,j,kDown)*rkSign       &      +(fVerU(i,j,kDown) - fVerU(i,j,kUp))*rkSign*rVelDudrFac
313       &   )       &     )
314       &  - phxFac*dPhiHydX(i,j)           ENDDO
315         ENDDO          ENDDO
       ENDDO  
316    
317  #ifdef NONLIN_FRSURF  #ifdef NONLIN_FRSURF
318  C-- account for 3.D divergence of the flow in rStar coordinate:  C-- account for 3.D divergence of the flow in rStar coordinate:
319        IF ( momAdvection .AND. select_rStar.GT.0 ) THEN          IF ( select_rStar.GT.0 ) THEN
320         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
321          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
322           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)             gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)
323       &     - (rStarExpW(i,j,bi,bj) - 1. _d 0)/deltaTfreesurf       &     - (rStarExpW(i,j,bi,bj) - 1. _d 0)/deltaTfreesurf
324       &       *uVel(i,j,k,bi,bj)       &       *uVel(i,j,k,bi,bj)
325          ENDDO            ENDDO
326         ENDDO           ENDDO
327        ENDIF          ENDIF
328        IF ( momAdvection .AND. select_rStar.LT.0 ) THEN          IF ( select_rStar.LT.0 ) THEN
329         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
330          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
331           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)             gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)
332       &     - rStarDhWDt(i,j,bi,bj)*uVel(i,j,k,bi,bj)       &     - rStarDhWDt(i,j,bi,bj)*uVel(i,j,k,bi,bj)
333              ENDDO
334             ENDDO
335            ENDIF
336    #endif /* NONLIN_FRSURF */
337    
338          ELSE
339    C-    if momAdvection / else
340            DO j=1-OLy,sNy+OLy
341             DO i=1-OLx,sNx+OLx
342               gU(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
343             ENDDO
344          ENDDO          ENDDO
345         ENDDO  
346    C-    endif momAdvection.
347        ENDIF        ENDIF
348  #endif /* NONLIN_FRSURF */  
349          IF (momViscosity) THEN
350    C---  Calculate eddy fluxes (dissipation) between cells for zonal flow.
351    
352    C     Bi-harmonic term del^2 U -> v4F
353            IF ( viscA4.NE.0. )
354         &  CALL MOM_U_DEL2U(bi,bj,k,uFld,hFacZ,v4f,myThid)
355    
356    C     Laplacian and bi-harmonic terms, Zonal  Fluxes -> fZon
357            CALL MOM_U_XVISCFLUX(bi,bj,k,uFld,v4F,fZon,myThid)
358    
359    C     Laplacian and bi-harmonic termis, Merid Fluxes -> fMer
360            CALL MOM_U_YVISCFLUX(bi,bj,k,uFld,v4F,hFacZ,fMer,myThid)
361    
362    C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> fVrUp & fVrDw
363           IF (.NOT.implicitViscosity) THEN
364            CALL MOM_U_RVISCFLUX(bi,bj, k, uVel,KappaRU,fVrUp,myThid)
365            CALL MOM_U_RVISCFLUX(bi,bj,k+1,uVel,KappaRU,fVrDw,myThid)
366           ENDIF
367    
368    C--   Tendency is minus divergence of the fluxes
369            DO j=jMin,jMax
370             DO i=iMin,iMax
371              guDiss(i,j) =
372    #ifdef OLD_UV_GEOM
373         &     -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/
374         &      ( 0.5 _d 0*(rA(i,j,bi,bj)+rA(i-1,j,bi,bj)) )
375    #else
376         &     -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
377         &     *recip_rAw(i,j,bi,bj)
378    #endif
379         &    *( ( fZon(i,j  ) - fZon(i-1,j) )*AhDudxFac
380         &      +( fMer(i,j+1) - fMer(i,  j) )*AhDudyFac
381         &      +( fVrDw(i,j)  - fVrUp(i,j) )*rkSign*ArDudrFac
382         &     )
383             ENDDO
384            ENDDO
385    
386  C-- No-slip and drag BCs appear as body forces in cell abutting topography  C-- No-slip and drag BCs appear as body forces in cell abutting topography
387        IF (momViscosity.AND.no_slip_sides) THEN          IF (no_slip_sides) THEN
388  C-     No-slip BCs impose a drag at walls...  C-     No-slip BCs impose a drag at walls...
389         CALL MOM_U_SIDEDRAG(bi,bj,k,uFld,v4F,hFacZ,vF,myThid)           CALL MOM_U_SIDEDRAG(bi,bj,k,uFld,v4F,hFacZ,vF,myThid)
390         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
391          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
392           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)             gUdiss(i,j) = gUdiss(i,j) + vF(i,j)
393          ENDDO            ENDDO
394         ENDDO           ENDDO
395        ENDIF          ENDIF
396  C-    No-slip BCs impose a drag at bottom  C-    No-slip BCs impose a drag at bottom
397        IF (momViscosity.AND.bottomDragTerms) THEN          IF (bottomDragTerms) THEN
398         CALL MOM_U_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,uFld,KE,KappaRU,vF,myThid)           CALL MOM_U_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,uFld,KE,KappaRU,vF,myThid)
399         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
400          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
401           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)             gUdiss(i,j) = gUdiss(i,j) + vF(i,j)
402          ENDDO            ENDDO
403         ENDDO           ENDDO
404            ENDIF
405    
406    C-    endif momViscosity
407        ENDIF        ENDIF
408    
409  C--   Forcing term (moved to timestep.F)  C--   Forcing term (moved to timestep.F)
# Line 455  C      o Non-hydrosatic metric terms Line 429  C      o Non-hydrosatic metric terms
429           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)
430          ENDDO          ENDDO
431         ENDDO         ENDDO
                                                                                   
432        ENDIF        ENDIF
433        IF (usingCylindricalGrid) THEN        IF (usingCylindricalGrid) THEN
434           CALL MOM_U_METRIC_CYLINDER(bi,bj,k,uFld,vFld,mT,myThid)           CALL MOM_U_METRIC_CYLINDER(bi,bj,k,uFld,vFld,mT,myThid)
# Line 464  C      o Non-hydrosatic metric terms Line 437  C      o Non-hydrosatic metric terms
437               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)
438            ENDDO            ENDDO
439         ENDDO         ENDDO
                                                                                   
440        ENDIF        ENDIF
 C--   Set du/dt on boundaries to zero  
       DO j=jMin,jMax  
        DO i=iMin,iMax  
         gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)*_maskW(i,j,k,bi,bj)  
        ENDDO  
       ENDDO  
441    
442    C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
443    
444  C---- Meridional momentum equation starts here  C---- Meridional momentum equation starts here
445    
446  C     Bi-harmonic term del^2 V -> v4F        IF (momAdvection) THEN
447        IF (momViscosity .AND. viscA4.NE.0. )  C---  Calculate mean fluxes (advection)   between cells for meridional flow.
448       & CALL MOM_V_DEL2V(bi,bj,k,vFld,hFacZ,v4f,myThid)  C     Mean flow component of zonal flux -> fZon
449            CALL MOM_V_ADV_UV(bi,bj,k,uTrans,vFld,fZon,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)  
   
 C     Combine fluxes -> fZon  
       DO j=jMin,jMax  
        DO i=iMin,iMax+1  
         fZon(i,j) = uDvdxFac*aF(i,j) + AhDvdxFac*vF(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
450    
451  C--   Meridional flux (fMer is at north face of "v" cell)  C--   Meridional flux (fMer is at north face of "v" cell)
452    C     Mean flow component of meridional flux -> fMer
453  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  
454    
455  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "v" cell)  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "v" cell)
456    C     Mean flow component of vertical flux (at k+1) -> fVerV
457  C     o Mean flow component of vertical flux          CALL MOM_V_ADV_WV(
458        IF (momAdvection)       I                     bi,bj,k+1,vVel,wVel,rTransV,
459       & CALL MOM_V_ADV_WV(bi,bj,k+1,vVel,wVel,rTransV,af,myThid)       O                     fVerV(1-OLx,1-OLy,kDown), myThid )
   
 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  
460    
461  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term
462        DO j=jMin,jMax          DO j=jMin,jMax
463         DO i=iMin,iMax           DO i=iMin,iMax
464          gV(i,j,k,bi,bj) =            gV(i,j,k,bi,bj) =
465  #ifdef OLD_UV_GEOM  #ifdef OLD_UV_GEOM
466       &   -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/       &     -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/
467       &    ( 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)) )
468  #else  #else
469       &   -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)       &     -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
470       &    *recip_rAs(i,j,bi,bj)       &      *recip_rAs(i,j,bi,bj)
471  #endif  #endif
472       &  *(fZon(i+1,j)          - fZon(i,j  )       &    *( ( fZon(i+1,j)     - fZon(i,j  ) )*uDvdxFac
473       &   +fMer(i,j  )          - fMer(i,j-1)       &      +( fMer(i,  j)     - fMer(i,j-1) )*vDvdyFac
474       &   -fVerV(i,j,kUp)*rkSign + fVerV(i,j,kDown)*rkSign       &      +(fVerV(i,j,kDown) - fVerV(i,j,kUp))*rkSign*rVelDvdrFac
475       &   )       &     )
      &  - phyFac*dPhiHydY(i,j)  
476         ENDDO         ENDDO
477        ENDDO        ENDDO
478    
479  #ifdef NONLIN_FRSURF  #ifdef NONLIN_FRSURF
480  C-- account for 3.D divergence of the flow in rStar coordinate:  C-- account for 3.D divergence of the flow in rStar coordinate:
481        IF ( momAdvection .AND. select_rStar.GT.0 ) THEN          IF ( select_rStar.GT.0 ) THEN
482         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
483          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
484           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)             gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)
485       &     - (rStarExpS(i,j,bi,bj) - 1. _d 0)/deltaTfreesurf       &     - (rStarExpS(i,j,bi,bj) - 1. _d 0)/deltaTfreesurf
486       &       *vVel(i,j,k,bi,bj)       &       *vVel(i,j,k,bi,bj)
487          ENDDO            ENDDO
488         ENDDO           ENDDO
489        ENDIF          ENDIF
490        IF ( momAdvection .AND. select_rStar.LT.0 ) THEN          IF ( select_rStar.LT.0 ) THEN
491         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
492          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
493           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)             gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)
494       &     - rStarDhSDt(i,j,bi,bj)*vVel(i,j,k,bi,bj)       &     - rStarDhSDt(i,j,bi,bj)*vVel(i,j,k,bi,bj)
495              ENDDO
496             ENDDO
497            ENDIF
498    #endif /* NONLIN_FRSURF */
499    
500          ELSE
501    C-    if momAdvection / else
502            DO j=1-OLy,sNy+OLy
503             DO i=1-OLx,sNx+OLx
504               gV(i,j,k,bi,bj) = 0. _d 0
505             ENDDO
506          ENDDO          ENDDO
507         ENDDO  
508    C-    endif momAdvection.
509        ENDIF        ENDIF
510  #endif /* NONLIN_FRSURF */  
511          IF (momViscosity) THEN
512    C---  Calculate eddy fluxes (dissipation) between cells for meridional flow.
513    C     Bi-harmonic term del^2 V -> v4F
514            IF ( viscA4.NE.0. )
515         &  CALL MOM_V_DEL2V(bi,bj,k,vFld,hFacZ,v4f,myThid)
516    
517    C     Laplacian and bi-harmonic terms, Zonal  Fluxes -> fZon
518            CALL MOM_V_XVISCFLUX(bi,bj,k,vFld,v4f,hFacZ,fZon,myThid)
519    
520    C     Laplacian and bi-harmonic termis, Merid Fluxes -> fMer
521            CALL MOM_V_YVISCFLUX(bi,bj,k,vFld,v4f,fMer,myThid)
522    
523    C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> fVrUp & fVrDw
524           IF (.NOT.implicitViscosity) THEN
525            CALL MOM_V_RVISCFLUX(bi,bj, k, vVel,KappaRV,fVrUp,myThid)
526            CALL MOM_V_RVISCFLUX(bi,bj,k+1,vVel,KappaRV,fVrDw,myThid)
527           ENDIF
528    
529    C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term
530            DO j=jMin,jMax
531             DO i=iMin,iMax
532              gvDiss(i,j) =
533    #ifdef OLD_UV_GEOM
534         &     -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)/
535         &      ( 0.5 _d 0*(_rA(i,j,bi,bj)+_rA(i,j-1,bi,bj)) )
536    #else
537         &     -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
538         &      *recip_rAs(i,j,bi,bj)
539    #endif
540         &    *( ( fZon(i+1,j)  - fZon(i,j  ) )*AhDvdxFac
541         &      +( fMer(i,  j)  - fMer(i,j-1) )*AhDvdyFac
542         &      +( fVrDw(i,j)   - fVrUp(i,j) )*rkSign*ArDvdrFac
543         &     )
544             ENDDO
545            ENDDO
546    
547  C-- No-slip and drag BCs appear as body forces in cell abutting topography  C-- No-slip and drag BCs appear as body forces in cell abutting topography
548        IF (momViscosity.AND.no_slip_sides) THEN        IF (no_slip_sides) THEN
549  C-     No-slip BCs impose a drag at walls...  C-     No-slip BCs impose a drag at walls...
550         CALL MOM_V_SIDEDRAG(bi,bj,k,vFld,v4F,hFacZ,vF,myThid)           CALL MOM_V_SIDEDRAG(bi,bj,k,vFld,v4F,hFacZ,vF,myThid)
551         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
552          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
553           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)             gvDiss(i,j) = gvDiss(i,j) + vF(i,j)
554          ENDDO            ENDDO
555         ENDDO           ENDDO
556        ENDIF          ENDIF
557  C-    No-slip BCs impose a drag at bottom  C-    No-slip BCs impose a drag at bottom
558        IF (momViscosity.AND.bottomDragTerms) THEN          IF (bottomDragTerms) THEN
559         CALL MOM_V_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,vFld,KE,KappaRV,vF,myThid)           CALL MOM_V_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,vFld,KE,KappaRV,vF,myThid)
560         DO j=jMin,jMax           DO j=jMin,jMax
561          DO i=iMin,iMax            DO i=iMin,iMax
562           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)             gvDiss(i,j) = gvDiss(i,j) + vF(i,j)
563          ENDDO            ENDDO
564         ENDDO           ENDDO
565            ENDIF
566    
567    C-    endif momViscosity
568        ENDIF        ENDIF
569    
570  C--   Forcing term (moved to timestep.F)  C--   Forcing term (moved to timestep.F)
# Line 626  C      o Spherical polar grid metric ter Line 600  C      o Spherical polar grid metric ter
600           ENDDO           ENDDO
601        ENDIF        ENDIF
602    
603  C--   Set dv/dt on boundaries to zero  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
       DO j=jMin,jMax  
        DO i=iMin,iMax  
         gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)*_maskS(i,j,k,bi,bj)  
        ENDDO  
       ENDDO  
604    
605  C--   Coriolis term  C--   Coriolis term
606  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 662  c     ELSE Line 631  c     ELSE
631         ENDDO         ENDDO
632        ENDIF        ENDIF
633    
634    C--   Set du/dt & dv/dt on boundaries to zero
635          DO j=jMin,jMax
636           DO i=iMin,iMax
637            gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)*_maskW(i,j,k,bi,bj)
638            guDiss(i,j)     = guDiss(i,j)    *_maskW(i,j,k,bi,bj)
639            gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)*_maskS(i,j,k,bi,bj)
640            gvDiss(i,j)     = gvDiss(i,j)    *_maskS(i,j,k,bi,bj)
641           ENDDO
642          ENDDO
643    
644        RETURN        RETURN
645        END        END
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