/[MITgcm]/MITgcm/pkg/mom_vecinv/mom_vecinv.F
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revision 1.1 by adcroft, Thu Aug 16 17:16:03 2001 UTC revision 1.38 by jmc, Sun May 15 03:04:56 2005 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C $Header$  C $Header$
2  C $Name$  C $Name$
3    
4  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "MOM_VECINV_OPTIONS.h"
5    
6        SUBROUTINE MOM_VECINV(        SUBROUTINE MOM_VECINV(
7       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kUp,kDown,       I        bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax,k,kUp,kDown,
8       I        phi_hyd,KappaRU,KappaRV,       I        dPhiHydX,dPhiHydY,KappaRU,KappaRV,
9       U        fVerU, fVerV,       U        fVerU, fVerV,
10       I        myCurrentTime, myThid)       O        guDiss, gvDiss,
11         I        myTime, myIter, myThid)
12  C     /==========================================================\  C     /==========================================================\
13  C     | S/R MOM_VECINV                                           |  C     | S/R MOM_VECINV                                           |
14  C     | o Form the right hand-side of the momentum equation.     |  C     | o Form the right hand-side of the momentum equation.     |
# Line 30  C     == Global variables == Line 31  C     == Global variables ==
31  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
32  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
33  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
34    #ifdef ALLOW_MNC
35    #include "MNC_PARAMS.h"
36    #endif
37  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
38    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
39    #include "TIMEAVE_STATV.h"
40    #endif
41    
42  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
43  C     fVerU   - Flux of momentum in the vertical  C     fVerU  :: Flux of momentum in the vertical direction, out of the upper
44  C     fVerV     direction out of the upper face of a cell K  C     fVerV  :: face of a cell K ( flux into the cell above ).
45  C               ( flux into the cell above ).  C     dPhiHydX,Y :: Gradient (X & Y dir.) of Hydrostatic Potential
46  C     phi_hyd - Hydrostatic pressure  C     guDiss :: dissipation tendency (all explicit terms), u component
47    C     gvDiss :: dissipation tendency (all explicit terms), v component
48  C     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax - Range of points for which calculation  C     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax - Range of points for which calculation
49  C                                      results will be set.  C                                      results will be set.
50  C     kUp, kDown                     - Index for upper and lower layers.  C     kUp, kDown                     - Index for upper and lower layers.
51  C     myThid - Instance number for this innvocation of CALC_MOM_RHS  C     myThid - Instance number for this innvocation of CALC_MOM_RHS
52        _RL phi_hyd(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL dPhiHydX(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
53          _RL dPhiHydY(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly)
54        _RL KappaRU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL KappaRU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
55        _RL KappaRV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL KappaRV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
56        _RL fVerU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerU(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
57        _RL fVerV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)        _RL fVerV(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,2)
58          _RL guDiss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
59          _RL gvDiss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
60        INTEGER kUp,kDown        INTEGER kUp,kDown
61          _RL     myTime
62          INTEGER myIter
63        INTEGER myThid        INTEGER myThid
       _RL     myCurrentTime  
64        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax        INTEGER bi,bj,iMin,iMax,jMin,jMax
65    
66    #ifdef ALLOW_MOM_VECINV
67    
68    C     == Functions ==
69          LOGICAL  DIFFERENT_MULTIPLE
70          EXTERNAL DIFFERENT_MULTIPLE
71    
72  C     == Local variables ==  C     == Local variables ==
       _RL      aF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
73        _RL      vF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL      vF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
74        _RL      vrF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL      vrF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
75        _RL      uCf (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL      uCf (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
76        _RL      vCf (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL      vCf (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
77        _RL      mT (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  c     _RL      mT (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL      pF (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
78        _RL del2u(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL del2u(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
79        _RL del2v(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL del2v(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
80          _RL tension(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
81          _RL strain(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
82        _RS hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
83        _RS r_hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RS r_hFacZ(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RS xA(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RS yA(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL uTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL vTrans(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
84        _RL uFld(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL uFld(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
85        _RL vFld(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vFld(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
86        _RL dStar(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL dStar(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
87        _RL zStar(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL zStar(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
       _RL uDiss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
       _RL vDiss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
88  C     I,J,K - Loop counters  C     I,J,K - Loop counters
89        INTEGER i,j,k        INTEGER i,j,k
 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  
90  C     xxxFac - On-off tracer parameters used for switching terms off.  C     xxxFac - On-off tracer parameters used for switching terms off.
       _RL  uDudxFac  
       _RL  AhDudxFac  
       _RL  A4DuxxdxFac  
       _RL  vDudyFac  
       _RL  AhDudyFac  
       _RL  A4DuyydyFac  
       _RL  rVelDudrFac  
91        _RL  ArDudrFac        _RL  ArDudrFac
       _RL  fuFac  
92        _RL  phxFac        _RL  phxFac
93        _RL  mtFacU  c     _RL  mtFacU
       _RL  uDvdxFac  
       _RL  AhDvdxFac  
       _RL  A4DvxxdxFac  
       _RL  vDvdyFac  
       _RL  AhDvdyFac  
       _RL  A4DvyydyFac  
       _RL  rVelDvdrFac  
94        _RL  ArDvdrFac        _RL  ArDvdrFac
       _RL  fvFac  
95        _RL  phyFac        _RL  phyFac
96        _RL  vForcFac  c     _RL  mtFacV
       _RL  mtFacV  
       INTEGER km1,kp1  
       _RL wVelBottomOverride  
97        LOGICAL bottomDragTerms        LOGICAL bottomDragTerms
98          LOGICAL writeDiag
99        _RL KE(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL KE(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
100        _RL omega3(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL omega3(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
101        _RL vort3(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL vort3(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
102        _RL hDiv(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)        _RL hDiv(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
103    
104        km1=MAX(1,k-1)  #ifdef ALLOW_MNC
105        kp1=MIN(Nr,k+1)        INTEGER offsets(9)
106        rVelMaskOverride=1.  #endif
107        IF ( k .EQ. 1 ) rVelMaskOverride=freeSurfFac  
108        wVelBottomOverride=1.  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
109        IF (k.EQ.Nr) wVelBottomOverride=0.  C--   only the kDown part of fverU/V is set in this subroutine
110    C--   the kUp is still required
111    C--   In the case of mom_fluxform Kup is set as well
112    C--   (at least in part)
113          fVerU(1,1,kUp) = fVerU(1,1,kUp)
114          fVerV(1,1,kUp) = fVerV(1,1,kUp)
115    #endif
116    
117          writeDiag = DIFFERENT_MULTIPLE(diagFreq, myTime, deltaTClock)
118    
119    #ifdef ALLOW_MNC
120          IF (useMNC .AND. snapshot_mnc .AND. writeDiag) THEN
121            IF ((bi .EQ. 1).AND.(bj .EQ. 1).AND.(k .EQ. 1)) THEN
122              CALL MNC_CW_SET_UDIM('mom_vi', -1, myThid)
123              CALL MNC_CW_I_W_S('I','mom_vi',0,0,'T',myIter,myThid)
124              CALL MNC_CW_SET_UDIM('mom_vi', 0, myThid)
125            ENDIF
126            DO i = 1,9
127              offsets(i) = 0
128            ENDDO
129            offsets(3) = k
130    C       write(*,*) 'offsets = ',(offsets(i),i=1,9)
131          ENDIF
132    #endif /*  ALLOW_MNC  */
133    
134  C     Initialise intermediate terms  C     Initialise intermediate terms
135        DO J=1-OLy,sNy+OLy        DO J=1-OLy,sNy+OLy
136         DO I=1-OLx,sNx+OLx         DO I=1-OLx,sNx+OLx
137          aF(i,j)   = 0.          vF(i,j)    = 0.
138          vF(i,j)   = 0.          vrF(i,j)   = 0.
         vrF(i,j)  = 0.  
139          uCf(i,j)   = 0.          uCf(i,j)   = 0.
140          vCf(i,j)   = 0.          vCf(i,j)   = 0.
141          mT(i,j)   = 0.  c       mT(i,j)    = 0.
         pF(i,j)   = 0.  
142          del2u(i,j) = 0.          del2u(i,j) = 0.
143          del2v(i,j) = 0.          del2v(i,j) = 0.
144          dStar(i,j) = 0.          dStar(i,j) = 0.
145          zStar(i,j) = 0.          zStar(i,j) = 0.
146          uDiss(i,j) = 0.          guDiss(i,j)= 0.
147          vDiss(i,j) = 0.          gvDiss(i,j)= 0.
148          vort3(i,j) = 0.          vort3(i,j) = 0.
149          omega3(i,j) = 0.          omega3(i,j)= 0.
150          ke(i,j) = 0.          ke(i,j)    = 0.
151    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
152            strain(i,j)  = 0. _d 0
153            tension(i,j) = 0. _d 0
154    #endif
155         ENDDO         ENDDO
156        ENDDO        ENDDO
157    
158  C--   Term by term tracer parmeters  C--   Term by term tracer parmeters
159  C     o U momentum equation  C     o U momentum equation
       uDudxFac     = afFacMom*1.  
       AhDudxFac    = vfFacMom*1.  
       A4DuxxdxFac  = vfFacMom*1.  
       vDudyFac     = afFacMom*1.  
       AhDudyFac    = vfFacMom*1.  
       A4DuyydyFac  = vfFacMom*1.  
       rVelDudrFac  = afFacMom*1.  
160        ArDudrFac    = vfFacMom*1.        ArDudrFac    = vfFacMom*1.
161        mTFacU       = mtFacMom*1.  c     mTFacU       = mtFacMom*1.
       fuFac        = cfFacMom*1.  
162        phxFac       = pfFacMom*1.        phxFac       = pfFacMom*1.
163  C     o V momentum equation  C     o V momentum equation
       uDvdxFac     = afFacMom*1.  
       AhDvdxFac    = vfFacMom*1.  
       A4DvxxdxFac  = vfFacMom*1.  
       vDvdyFac     = afFacMom*1.  
       AhDvdyFac    = vfFacMom*1.  
       A4DvyydyFac  = vfFacMom*1.  
       rVelDvdrFac  = afFacMom*1.  
164        ArDvdrFac    = vfFacMom*1.        ArDvdrFac    = vfFacMom*1.
165        mTFacV       = mtFacMom*1.  c     mTFacV       = mtFacMom*1.
       fvFac        = cfFacMom*1.  
166        phyFac       = pfFacMom*1.        phyFac       = pfFacMom*1.
       vForcFac     = foFacMom*1.  
167    
168        IF (     no_slip_bottom        IF (     no_slip_bottom
169       &    .OR. bottomDragQuadratic.NE.0.       &    .OR. bottomDragQuadratic.NE.0.
# Line 185  C-- with stagger time stepping, grad Phi Line 182  C-- with stagger time stepping, grad Phi
182  C--   Calculate open water fraction at vorticity points  C--   Calculate open water fraction at vorticity points
183        CALL MOM_CALC_HFACZ(bi,bj,k,hFacZ,r_hFacZ,myThid)        CALL MOM_CALC_HFACZ(bi,bj,k,hFacZ,r_hFacZ,myThid)
184    
 C---- Calculate common quantities used in both U and V equations  
 C     Calculate tracer cell face open areas  
       DO j=1-OLy,sNy+OLy  
        DO i=1-OLx,sNx+OLx  
         xA(i,j) = _dyG(i,j,bi,bj)  
      &   *drF(k)*_hFacW(i,j,k,bi,bj)  
         yA(i,j) = _dxG(i,j,bi,bj)  
      &   *drF(k)*_hFacS(i,j,k,bi,bj)  
        ENDDO  
       ENDDO  
   
185  C     Make local copies of horizontal flow field  C     Make local copies of horizontal flow field
186        DO j=1-OLy,sNy+OLy        DO j=1-OLy,sNy+OLy
187         DO i=1-OLx,sNx+OLx         DO i=1-OLx,sNx+OLx
# Line 204  C     Make local copies of horizontal fl Line 190  C     Make local copies of horizontal fl
190         ENDDO         ENDDO
191        ENDDO        ENDDO
192    
193  C     Calculate velocity field "volume transports" through tracer cell faces.  C note (jmc) : Dissipation and Vort3 advection do not necesary
194        DO j=1-OLy,sNy+OLy  C              use the same maskZ (and hFacZ)  => needs 2 call(s)
195         DO i=1-OLx,sNx+OLx  c     CALL MOM_VI_HFACZ_DISS(bi,bj,k,hFacZ,r_hFacZ,myThid)
         uTrans(i,j) = uFld(i,j)*xA(i,j)  
         vTrans(i,j) = vFld(i,j)*yA(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
196    
197        CALL MOM_VI_CALC_KE(bi,bj,k,uFld,vFld,KE,myThid)        CALL MOM_CALC_KE(bi,bj,k,2,uFld,vFld,KE,myThid)
198    
199        CALL MOM_VI_CALC_HDIV(bi,bj,k,uFld,vFld,hDiv,myThid)        CALL MOM_CALC_HDIV(bi,bj,k,2,uFld,vFld,hDiv,myThid)
200    
201        CALL MOM_VI_CALC_RELVORT3(bi,bj,k,uFld,vFld,hFacZ,vort3,myThid)        CALL MOM_CALC_RELVORT3(bi,bj,k,uFld,vFld,hFacZ,vort3,myThid)
202    
203        CALL MOM_VI_CALC_ABSVORT3(bi,bj,k,vort3,omega3,myThid)        IF (useAbsVorticity)
204         & CALL MOM_CALC_ABSVORT3(bi,bj,k,vort3,omega3,myThid)
205    
206        IF (momViscosity) THEN        IF (momViscosity) THEN
207  C      Calculate del^2 u and del^2 v for bi-harmonic term  C      Calculate del^2 u and del^2 v for bi-harmonic term
208         CALL MOM_VI_DEL2UV(         IF ( (viscA4.NE.0. .AND. no_slip_sides)
209       I                    bi,bj,k,hDiv,vort3,hFacZ,       &     .OR. viscA4D.NE.0. .OR. viscA4Z.NE.0.
210       O                    del2u,del2v,       &     .OR. viscA4Grid.NE.0.
211       &                    myThid)       &     .OR. viscC4leith.NE.0.
212         CALL MOM_VI_CALC_HDIV(bi,bj,k,del2u,del2v,dStar,myThid)       &     .OR. viscC4leithD.NE.0.
213         CALL MOM_VI_CALC_RELVORT3(bi,bj,k,del2u,del2v,hFacZ,zStar,myThid)       &    ) THEN
214             CALL MOM_VI_DEL2UV(bi,bj,k,hDiv,vort3,hFacZ,
215         O                      del2u,del2v,
216         &                      myThid)
217             CALL MOM_CALC_HDIV(bi,bj,k,2,del2u,del2v,dStar,myThid)
218             CALL MOM_CALC_RELVORT3(
219         &                         bi,bj,k,del2u,del2v,hFacZ,zStar,myThid)
220           ENDIF
221  C      Calculate dissipation terms for U and V equations  C      Calculate dissipation terms for U and V equations
222         CALL MOM_VI_HDISSIP(  C      in terms of vorticity and divergence
223       I                     bi,bj,k,hDiv,vort3,hFacZ,dStar,zStar,         IF (    viscAhD.NE.0. .OR. viscAhZ.NE.0.
224       O                     uDiss,vDiss,       &    .OR. viscA4D.NE.0. .OR. viscA4Z.NE.0.
225       &                     myThid)       &    .OR. viscAhGrid.NE.0. .OR. viscA4Grid.NE.0.
226         &    .OR. viscC2leith.NE.0. .OR. viscC4leith.NE.0.
227         &    .OR. viscC2leithD.NE.0. .OR. viscC4leithD.NE.0.
228         &    ) THEN
229             CALL MOM_VI_HDISSIP(bi,bj,k,hDiv,vort3,hFacZ,dStar,zStar,
230         O                       guDiss,gvDiss,
231         &                       myThid)
232           ENDIF
233    C      or in terms of tension and strain
234           IF (viscAstrain.NE.0. .OR. viscAtension.NE.0.
235         O      .OR. viscC2smag.ne.0) THEN
236             CALL MOM_CALC_TENSION(bi,bj,k,uFld,vFld,
237         O                         tension,
238         I                         myThid)
239             CALL MOM_CALC_STRAIN(bi,bj,k,uFld,vFld,hFacZ,
240         O                        strain,
241         I                        myThid)
242             CALL MOM_HDISSIP(bi,bj,k,
243         I                    tension,strain,hFacZ,viscAtension,viscAstrain,
244         O                    guDiss,gvDiss,
245         I                    myThid)
246           ENDIF
247        ENDIF        ENDIF
248    
249    C-    Return to standard hfacZ (min-4) and mask vort3 accordingly:
250    c     CALL MOM_VI_MASK_VORT3(bi,bj,k,hFacZ,r_hFacZ,vort3,myThid)
251    
252  C---- Zonal momentum equation starts here  C---- Zonal momentum equation starts here
253    
254  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "u" cell)  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "u" cell)
255    
256  C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> vrF  C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> vrF
257        IF (momViscosity.AND..NOT.implicitViscosity)        IF (momViscosity.AND..NOT.implicitViscosity) THEN
258       & CALL MOM_U_RVISCFLUX(bi,bj,k,uVel,KappaRU,vrF,myThid)         CALL MOM_U_RVISCFLUX(bi,bj,k,uVel,KappaRU,vrF,myThid)
259    
260  C     Combine fluxes  C     Combine fluxes
261        DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
262         DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
263          fVerU(i,j,kDown) = ArDudrFac*vrF(i,j)           fVerU(i,j,kDown) = ArDudrFac*vrF(i,j)
        ENDDO  
       ENDDO  
   
 C---  Hydrostatic term ( -1/rhoConst . dphi/dx )  
       IF (momPressureForcing) THEN  
        DO j=1-Olx,sNy+Oly  
         DO i=2-Olx,sNx+Olx  
          pf(i,j) = - _recip_dxC(i,j,bi,bj)  
      &    *(phi_hyd(i,j,k)-phi_hyd(i-1,j,k))  
264          ENDDO          ENDDO
265         ENDDO         ENDDO
       ENDIF  
266    
267  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes
268        DO j=2-Oly,sNy+Oly-1         DO j=2-Oly,sNy+Oly-1
269         DO i=2-Olx,sNx+Olx-1          DO i=2-Olx,sNx+Olx-1
270          gU(i,j,k,bi,bj) = uDiss(i,j)           guDiss(i,j) = guDiss(i,j)
271       &   -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)       &   -_recip_hFacW(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
272       &   *recip_rAw(i,j,bi,bj)       &   *recip_rAw(i,j,bi,bj)
273       &  *(       &  *(
274       &   +fVerU(i,j,kUp)*rkFac - fVerU(i,j,kDown)*rkFac       &   +fVerU(i,j,kUp)*rkFac - fVerU(i,j,kDown)*rkFac
275       &   )       &   )
276       & _PHM( +phxFac * pf(i,j) )          ENDDO
277         ENDDO         ENDDO
278        ENDDO        ENDIF
279    
280  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
281        IF (momViscosity.AND.no_slip_sides) THEN        IF (momViscosity.AND.no_slip_sides) THEN
# Line 279  C-     No-slip BCs impose a drag at wall Line 283  C-     No-slip BCs impose a drag at wall
283         CALL MOM_U_SIDEDRAG(bi,bj,k,uFld,del2u,hFacZ,vF,myThid)         CALL MOM_U_SIDEDRAG(bi,bj,k,uFld,del2u,hFacZ,vF,myThid)
284         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
285          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
286           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)           guDiss(i,j) = guDiss(i,j)+vF(i,j)
287          ENDDO          ENDDO
288         ENDDO         ENDDO
289        ENDIF        ENDIF
290    
291  C-    No-slip BCs impose a drag at bottom  C-    No-slip BCs impose a drag at bottom
292        IF (momViscosity.AND.bottomDragTerms) THEN        IF (momViscosity.AND.bottomDragTerms) THEN
293         CALL MOM_U_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,uFld,KE,KappaRU,vF,myThid)         CALL MOM_U_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,uFld,KE,KappaRU,vF,myThid)
294         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
295          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
296           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)           guDiss(i,j) = guDiss(i,j)+vF(i,j)
297          ENDDO          ENDDO
298         ENDDO         ENDDO
299        ENDIF        ENDIF
300    
 C--   Forcing term  
       IF (momForcing)  
      &  CALL EXTERNAL_FORCING_U(  
      I     iMin,iMax,jMin,jMax,bi,bj,k,  
      I     myCurrentTime,myThid)  
   
301  C--   Metric terms for curvilinear grid systems  C--   Metric terms for curvilinear grid systems
302  c     IF (usingSphericalPolarMTerms) THEN  c     IF (usingSphericalPolarMTerms) THEN
303  C      o Spherical polar grid metric terms  C      o Spherical polar grid metric terms
# Line 310  c       ENDDO Line 309  c       ENDDO
309  c      ENDDO  c      ENDDO
310  c     ENDIF  c     ENDIF
311    
 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  
   
   
312  C---- Meridional momentum equation starts here  C---- Meridional momentum equation starts here
313    
314  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "v" cell)  C--   Vertical flux (fVer is at upper face of "v" cell)
315    
316  C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> vrF  C     Eddy component of vertical flux (interior component only) -> vrF
317        IF (momViscosity.AND..NOT.implicitViscosity)        IF (momViscosity.AND..NOT.implicitViscosity) THEN
318       & CALL MOM_V_RVISCFLUX(bi,bj,k,vVel,KappaRV,vrf,myThid)         CALL MOM_V_RVISCFLUX(bi,bj,k,vVel,KappaRV,vrf,myThid)
319    
320  C     Combine fluxes -> fVerV  C     Combine fluxes -> fVerV
       DO j=jMin,jMax  
        DO i=iMin,iMax  
         fVerV(i,j,kDown) = ArDvdrFac*vrF(i,j)  
        ENDDO  
       ENDDO  
   
 C---  Hydorstatic term (-1/rhoConst . dphi/dy )  
       IF (momPressureForcing) THEN  
321         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
322          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
323           pF(i,j) = -_recip_dyC(i,j,bi,bj)           fVerV(i,j,kDown) = ArDvdrFac*vrF(i,j)
      &    *(phi_hyd(i,j,k)-phi_hyd(i,j-1,k))  
324          ENDDO          ENDDO
325         ENDDO         ENDDO
       ENDIF  
326    
327  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes + coriolis + pressure term  C--   Tendency is minus divergence of the fluxes
328        DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
329         DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
330          gV(i,j,k,bi,bj) = vDiss(i,j)           gvDiss(i,j) = gvDiss(i,j)
331       &   -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)       &   -_recip_hFacS(i,j,k,bi,bj)*recip_drF(k)
332       &    *recip_rAs(i,j,bi,bj)       &    *recip_rAs(i,j,bi,bj)
333       &  *(       &  *(
334       &   +fVerV(i,j,kUp)*rkFac - fVerV(i,j,kDown)*rkFac       &   +fVerV(i,j,kUp)*rkFac - fVerV(i,j,kDown)*rkFac
335       &   )       &   )
336       & _PHM( +phyFac*pf(i,j) )          ENDDO
337         ENDDO         ENDDO
338        ENDDO        ENDIF
339    
340  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
341        IF (momViscosity.AND.no_slip_sides) THEN        IF (momViscosity.AND.no_slip_sides) THEN
# Line 362  C-     No-slip BCs impose a drag at wall Line 343  C-     No-slip BCs impose a drag at wall
343         CALL MOM_V_SIDEDRAG(bi,bj,k,vFld,del2v,hFacZ,vF,myThid)         CALL MOM_V_SIDEDRAG(bi,bj,k,vFld,del2v,hFacZ,vF,myThid)
344         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
345          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
346           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)           gvDiss(i,j) = gvDiss(i,j)+vF(i,j)
347          ENDDO          ENDDO
348         ENDDO         ENDDO
349        ENDIF        ENDIF
# Line 371  C-    No-slip BCs impose a drag at botto Line 352  C-    No-slip BCs impose a drag at botto
352         CALL MOM_V_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,vFld,KE,KappaRV,vF,myThid)         CALL MOM_V_BOTTOMDRAG(bi,bj,k,vFld,KE,KappaRV,vF,myThid)
353         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
354          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
355           gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vF(i,j)           gvDiss(i,j) = gvDiss(i,j)+vF(i,j)
356          ENDDO          ENDDO
357         ENDDO         ENDDO
358        ENDIF        ENDIF
359    
 C--   Forcing term  
       IF (momForcing)  
      & CALL EXTERNAL_FORCING_V(  
      I     iMin,iMax,jMin,jMax,bi,bj,k,  
      I     myCurrentTime,myThid)  
   
360  C--   Metric terms for curvilinear grid systems  C--   Metric terms for curvilinear grid systems
361  c     IF (usingSphericalPolarMTerms) THEN  c     IF (usingSphericalPolarMTerms) THEN
362  C      o Spherical polar grid metric terms  C      o Spherical polar grid metric terms
# Line 393  c       ENDDO Line 368  c       ENDDO
368  c      ENDDO  c      ENDDO
369  c     ENDIF  c     ENDIF
370    
 C--   Set dv/dt on boundaries to zero  
       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  
   
371  C--   Horizontal Coriolis terms  C--   Horizontal Coriolis terms
372        CALL MOM_VI_CORIOLIS(bi,bj,K,uFld,vFld,omega3,r_hFacZ,  c     IF (useCoriolis .AND. .NOT.useCDscheme
373       &                     uCf,vCf,myThid)  c    &    .AND. .NOT. useAbsVorticity) THEN
374        DO j=jMin,jMax  C- jmc: change it to keep the Coriolis terms when useAbsVorticity=T & momAdvection=F
375         DO i=iMin,iMax        IF ( useCoriolis .AND.
376          gU(i,j,k,bi,bj) = (gU(i,j,k,bi,bj)+uCf(i,j))       &     .NOT.( useCDscheme .OR. useAbsVorticity.AND.momAdvection )
377       &                    *_maskW(i,j,k,bi,bj)       &   ) THEN
378          gV(i,j,k,bi,bj) = (gV(i,j,k,bi,bj)+vCf(i,j))         IF (useAbsVorticity) THEN
379       &                    *_maskS(i,j,k,bi,bj)          CALL MOM_VI_U_CORIOLIS(bi,bj,K,vFld,omega3,hFacZ,r_hFacZ,
380         ENDDO       &                         uCf,myThid)
381        ENDDO          CALL MOM_VI_V_CORIOLIS(bi,bj,K,uFld,omega3,hFacZ,r_hFacZ,
382  c     CALL MOM_VI_U_CORIOLIS(bi,bj,K,vFld,omega3,r_hFacZ,uCf,myThid)       &                         vCf,myThid)
383        CALL MOM_VI_U_CORIOLIS(bi,bj,K,vFld,vort3,r_hFacZ,uCf,myThid)         ELSE
384  c     CALL MOM_VI_U_CORIOLIS_C4(bi,bj,K,vFld,vort3,r_hFacZ,uCf,myThid)          CALL MOM_VI_CORIOLIS(bi,bj,k,uFld,vFld,hFacZ,r_hFacZ,
385        DO j=jMin,jMax       &                       uCf,vCf,myThid)
386         DO i=iMin,iMax         ENDIF
387          gU(i,j,k,bi,bj) = (gU(i,j,k,bi,bj)+uCf(i,j))         DO j=jMin,jMax
388       &                    *_maskW(i,j,k,bi,bj)          DO i=iMin,iMax
389             gU(i,j,k,bi,bj) = uCf(i,j) - phxFac*dPhiHydX(i,j)
390             gV(i,j,k,bi,bj) = vCf(i,j) - phyFac*dPhiHydY(i,j)
391            ENDDO
392         ENDDO         ENDDO
393        ENDDO         IF ( writeDiag ) THEN
394  c     CALL MOM_VI_V_CORIOLIS(bi,bj,K,uFld,omega3,r_hFacZ,vCf,myThid)           IF (snapshot_mdsio) THEN
395        CALL MOM_VI_V_CORIOLIS(bi,bj,K,uFld,vort3,r_hFacZ,vCf,myThid)             CALL WRITE_LOCAL_RL('fV','I10',1,uCf,bi,bj,k,myIter,myThid)
396  c     CALL MOM_VI_V_CORIOLIS_C4(bi,bj,K,uFld,vort3,r_hFacZ,vCf,myThid)             CALL WRITE_LOCAL_RL('fU','I10',1,vCf,bi,bj,k,myIter,myThid)
397        DO j=jMin,jMax           ENDIF
398         DO i=iMin,iMax  #ifdef ALLOW_MNC
399          gV(i,j,k,bi,bj) = (gV(i,j,k,bi,bj)+vCf(i,j))           IF (useMNC .AND. snapshot_mnc) THEN
400       &                    *_maskS(i,j,k,bi,bj)             CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj, 'fV', uCf,
401         &          offsets, myThid)
402               CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj, 'fU', vCf,
403         &          offsets, myThid)
404             ENDIF
405    #endif /*  ALLOW_MNC  */
406           ENDIF
407          ELSE
408           DO j=jMin,jMax
409            DO i=iMin,iMax
410             gU(i,j,k,bi,bj) = -phxFac*dPhiHydX(i,j)
411             gV(i,j,k,bi,bj) = -phyFac*dPhiHydY(i,j)
412            ENDDO
413         ENDDO         ENDDO
414        ENDDO        ENDIF
415    
416        IF (momAdvection) THEN        IF (momAdvection) THEN
417  C--   Vertical shear terms (Coriolis)  C--   Horizontal advection of relative vorticity
418        CALL MOM_VI_U_VERTSHEAR(bi,bj,K,uVel,wVel,uCf,myThid)         IF (useAbsVorticity) THEN
419        DO j=jMin,jMax          CALL MOM_VI_U_CORIOLIS(bi,bj,K,vFld,omega3,hFacZ,r_hFacZ,
420         DO i=iMin,iMax       &                         uCf,myThid)
421          gU(i,j,k,bi,bj) = (gU(i,j,k,bi,bj)+uCf(i,j))         ELSE
422       &                    *_maskW(i,j,k,bi,bj)          CALL MOM_VI_U_CORIOLIS(bi,bj,k,vFld,vort3,hFacZ,r_hFacZ,
423         &                         uCf,myThid)
424           ENDIF
425    c      CALL MOM_VI_U_CORIOLIS_C4(bi,bj,K,vFld,vort3,r_hFacZ,uCf,myThid)
426           DO j=jMin,jMax
427            DO i=iMin,iMax
428             gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+uCf(i,j)
429            ENDDO
430         ENDDO         ENDDO
431        ENDDO         IF (useAbsVorticity) THEN
432        CALL MOM_VI_V_VERTSHEAR(bi,bj,K,vVel,wVel,vCf,myThid)          CALL MOM_VI_V_CORIOLIS(bi,bj,K,uFld,omega3,hFacZ,r_hFacZ,
433        DO j=jMin,jMax       &                         vCf,myThid)
434         DO i=iMin,iMax         ELSE
435          gV(i,j,k,bi,bj) = (gV(i,j,k,bi,bj)+vCf(i,j))          CALL MOM_VI_V_CORIOLIS(bi,bj,k,uFld,vort3,hFacZ,r_hFacZ,
436       &                    *_maskS(i,j,k,bi,bj)       &                         vCf,myThid)
437           ENDIF
438    c      CALL MOM_VI_V_CORIOLIS_C4(bi,bj,K,uFld,vort3,r_hFacZ,vCf,myThid)
439           DO j=jMin,jMax
440            DO i=iMin,iMax
441             gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vCf(i,j)
442            ENDDO
443         ENDDO         ENDDO
444        ENDDO  
445           IF ( writeDiag ) THEN
446             IF (snapshot_mdsio) THEN
447               CALL WRITE_LOCAL_RL('zV','I10',1,uCf,bi,bj,k,myIter,myThid)
448               CALL WRITE_LOCAL_RL('zU','I10',1,vCf,bi,bj,k,myIter,myThid)
449             ENDIF
450    #ifdef ALLOW_MNC
451             IF (useMNC .AND. snapshot_mnc) THEN
452               CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj, 'zV', uCf,
453         &          offsets, myThid)
454               CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj, 'zU', vCf,
455         &          offsets, myThid)
456             ENDIF
457    #endif /*  ALLOW_MNC  */
458           ENDIF
459    
460    #ifdef ALLOW_TIMEAVE
461    #ifndef MINIMAL_TAVE_OUTPUT
462           IF (taveFreq.GT.0.) THEN
463             CALL TIMEAVE_CUMUL_1K1T(uZetatave,vCf,deltaTClock,
464         &                           Nr, k, bi, bj, myThid)
465             CALL TIMEAVE_CUMUL_1K1T(vZetatave,uCf,deltaTClock,
466         &                           Nr, k, bi, bj, myThid)
467           ENDIF
468    #endif /* ndef MINIMAL_TAVE_OUTPUT */
469    #endif /* ALLOW_TIMEAVE */
470    
471    C--   Vertical shear terms (-w*du/dr & -w*dv/dr)
472           IF ( .NOT. momImplVertAdv ) THEN
473            CALL MOM_VI_U_VERTSHEAR(bi,bj,K,uVel,wVel,uCf,myThid)
474            DO j=jMin,jMax
475             DO i=iMin,iMax
476              gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+uCf(i,j)
477             ENDDO
478            ENDDO
479            CALL MOM_VI_V_VERTSHEAR(bi,bj,K,vVel,wVel,vCf,myThid)
480            DO j=jMin,jMax
481             DO i=iMin,iMax
482              gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vCf(i,j)
483             ENDDO
484            ENDDO
485           ENDIF
486    
487  C--   Bernoulli term  C--   Bernoulli term
488        CALL MOM_VI_U_GRAD_KE(bi,bj,K,KE,uCf,myThid)         CALL MOM_VI_U_GRAD_KE(bi,bj,K,KE,uCf,myThid)
489        DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
490         DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
491          gU(i,j,k,bi,bj) = (gU(i,j,k,bi,bj)+uCf(i,j))           gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)+uCf(i,j)
492       &                    *_maskW(i,j,k,bi,bj)          ENDDO
493         ENDDO         ENDDO
494        ENDDO         CALL MOM_VI_V_GRAD_KE(bi,bj,K,KE,vCf,myThid)
495        CALL MOM_VI_V_GRAD_KE(bi,bj,K,KE,vCf,myThid)         DO j=jMin,jMax
496            DO i=iMin,iMax
497             gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)+vCf(i,j)
498            ENDDO
499           ENDDO
500           IF ( writeDiag ) THEN
501             IF (snapshot_mdsio) THEN
502               CALL WRITE_LOCAL_RL('KEx','I10',1,uCf,bi,bj,k,myIter,myThid)
503               CALL WRITE_LOCAL_RL('KEy','I10',1,vCf,bi,bj,k,myIter,myThid)
504             ENDIF
505    #ifdef ALLOW_MNC
506             IF (useMNC .AND. snapshot_mnc) THEN
507               CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj, 'KEx', uCf,
508         &          offsets, myThid)
509               CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj, 'KEy', vCf,
510         &          offsets, myThid)
511            ENDIF
512    #endif /*  ALLOW_MNC  */
513           ENDIF
514    
515    C--   end if momAdvection
516          ENDIF
517    
518    C--   Set du/dt & dv/dt on boundaries to zero
519        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
520         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
521          gV(i,j,k,bi,bj) = (gV(i,j,k,bi,bj)+vCf(i,j))          gU(i,j,k,bi,bj) = gU(i,j,k,bi,bj)*_maskW(i,j,k,bi,bj)
522       &                    *_maskS(i,j,k,bi,bj)          gV(i,j,k,bi,bj) = gV(i,j,k,bi,bj)*_maskS(i,j,k,bi,bj)
523         ENDDO         ENDDO
524        ENDDO        ENDDO
525    
526    #ifdef ALLOW_DEBUG
527          IF ( debugLevel .GE. debLevB
528         &   .AND. k.EQ.4 .AND. myIter.EQ.nIter0
529         &   .AND. nPx.EQ.1 .AND. nPy.EQ.1
530         &   .AND. useCubedSphereExchange ) THEN
531            CALL DEBUG_CS_CORNER_UV( ' uDiss,vDiss from MOM_VECINV',
532         &             guDiss,gvDiss, k, standardMessageUnit,bi,bj,myThid )
533          ENDIF
534    #endif /* ALLOW_DEBUG */
535    
536          IF ( writeDiag ) THEN
537            IF (snapshot_mdsio) THEN
538              CALL WRITE_LOCAL_RL('Ds','I10',1,strain,bi,bj,k,myIter,myThid)
539              CALL WRITE_LOCAL_RL('Dt','I10',1,tension,bi,bj,k,myIter,
540         &         myThid)
541              CALL WRITE_LOCAL_RL('Du','I10',1,guDiss,bi,bj,k,myIter,myThid)
542              CALL WRITE_LOCAL_RL('Dv','I10',1,gvDiss,bi,bj,k,myIter,myThid)
543              CALL WRITE_LOCAL_RL('Z3','I10',1,vort3,bi,bj,k,myIter,myThid)
544              CALL WRITE_LOCAL_RL('W3','I10',1,omega3,bi,bj,k,myIter,myThid)
545              CALL WRITE_LOCAL_RL('KE','I10',1,KE,bi,bj,k,myIter,myThid)
546              CALL WRITE_LOCAL_RL('D','I10',1,hdiv,bi,bj,k,myIter,myThid)
547            ENDIF
548    #ifdef ALLOW_MNC
549            IF (useMNC .AND. snapshot_mnc) THEN
550              CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj,'Ds',strain,
551         &          offsets, myThid)
552              CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj,'Dt',tension,
553         &          offsets, myThid)
554              CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj,'Du',guDiss,
555         &          offsets, myThid)
556              CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj,'Dv',gvDiss,
557         &          offsets, myThid)
558              CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj,'Z3',vort3,
559         &          offsets, myThid)
560              CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj,'W3',omega3,
561         &          offsets, myThid)
562              CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj,'KE',KE,
563         &          offsets, myThid)
564              CALL MNC_CW_RL_W_OFFSET('D','mom_vi',bi,bj,'D', hdiv,
565         &          offsets, myThid)
566            ENDIF
567    #endif /*  ALLOW_MNC  */
568        ENDIF        ENDIF
569          
570    #endif /* ALLOW_MOM_VECINV */
571    
572        RETURN        RETURN
573        END        END
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