/[MITgcm]/MITgcm/pkg/seaice/seaice_calc_strainrates.F
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revision 1.3 by mlosch, Mon Apr 23 14:19:18 2007 UTC revision 1.18 by jmc, Fri Oct 21 17:32:01 2011 UTC
# Line 2  C $Header$ Line 2  C $Header$
2  C $Name$  C $Name$
3    
4  #include "SEAICE_OPTIONS.h"  #include "SEAICE_OPTIONS.h"
5    #ifdef ALLOW_OBCS
6    # include "OBCS_OPTIONS.h"
7    #else
8    # define OBCS_UVICE_OLD
9    #endif
10    
11  CStartOfInterface  CBOP
12        SUBROUTINE SEAICE_CALC_STRAINRATES(  C     !ROUTINE: SEAICE_CALC_STRAINRATES
13    C     !INTERFACE:
14          SUBROUTINE SEAICE_CALC_STRAINRATES(
15       I     uFld, vFld,       I     uFld, vFld,
16       O     e11, e22, e12,       O     e11Loc, e22Loc, e12Loc,
17       I     myThid )       I     iStep, myTime, myIter, myThid )
18  C     /==========================================================\  
19  C     | SUBROUTINE  SEAICE_CALC_STRAINRATES                      |  C     !DESCRIPTION: \bv
20  C     | o compute strain rates from ice velocities               |  C     *==========================================================*
21  C     |==========================================================|  C     | SUBROUTINE  SEAICE_CALC_STRAINRATES
22  C     | written by Martin Losch, Apr 2007                        |  C     | o compute strain rates from ice velocities
23  C     \==========================================================/  C     *==========================================================*
24    C     | written by Martin Losch, Apr 2007
25    C     *==========================================================*
26    C     \ev
27    
28    C     !USES:
29        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
30    
31  C     === Global variables ===  C     === Global variables ===
# Line 22  C     === Global variables === Line 34  C     === Global variables ===
34  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
35  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
36  #include "SEAICE_PARAMS.h"  #include "SEAICE_PARAMS.h"
37    #include "SEAICE.h"
38    
39  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
40  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
41  #endif  #endif
42    
43    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
44  C     === Routine arguments ===  C     === Routine arguments ===
45  C     myThid - Thread no. that called this routine.  C     uFld   :: ice velocity, u-component
46    C     vFld   :: ice velocity, v-component
47    C     e11Loc :: strain rate tensor, component 1,1
48    C     e22Loc :: strain rate tensor, component 2,2
49    C     e12Loc :: strain rate tensor, component 1,2
50    C     iStep  :: Sub-time-step number
51    C     myTime :: Simulation time
52    C     myIter :: Simulation timestep number
53    C     myThid :: My Thread Id. number
54          _RL uFld   (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,nSx,nSy)
55          _RL vFld   (1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,nSx,nSy)
56          _RL e11Loc (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)
57          _RL e22Loc (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)
58          _RL e12Loc (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)
59          INTEGER iStep
60          _RL     myTime
61          INTEGER myIter
62        INTEGER myThid        INTEGER myThid
63  C     ice velocities  CEOP
       _RL uFld(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,nSx,nSy)  
       _RL vFld(1-Olx:sNx+Olx,1-Oly:sNy+Oly,nSx,nSy)  
 C     strain rate tensor  
       _RL e11 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)  
       _RL e22 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)  
       _RL e12 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)  
 CEndOfInterface  
64    
65  #ifdef SEAICE_CGRID  #ifdef SEAICE_CGRID
66  #ifdef SEAICE_ALLOW_DYNAMICS  #ifdef SEAICE_ALLOW_DYNAMICS
67    C     !LOCAL VARIABLES:
68  C     === Local variables ===  C     === Local variables ===
69  C     i,j,bi,bj - Loop counters  C     i,j,bi,bj :: Loop counters
70        INTEGER i, j, bi, bj        INTEGER i, j, bi, bj
71  C  hFacU, hFacV - determine the no-slip boundary condition  C     hFacU, hFacV :: determine the no-slip boundary condition
72        INTEGER k        INTEGER k
73        _RS hFacU, hFacV        _RS hFacU, hFacV, noSlipFac
74    C     auxillary variables that help writing code that
75    C     vectorizes even after TAFization
76          _RL dudx (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
77          _RL dvdy (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
78          _RL dudy (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
79          _RL dvdx (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
80          _RL uave (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
81          _RL vave (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
82    
83          k = 1
84          noSlipFac = 0. _d 0
85          IF ( SEAICE_no_slip ) noSlipFac = 1. _d 0
86  C  C
87        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
88         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
89          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1  C     abbreviations on C-points, need to do them in separate loops
90           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1  C     for vectorization
91  C NOW EVALUATE STRAIN RATES          DO j=1-Oly,sNy+Oly-1
92            e11(I,J,bi,bj)= _recip_dxF(I,J,bi,bj) *           DO i=1-Olx,sNx+Olx-1
93       &         (uFld(I+1,J,bi,bj)-uFld(I,J,bi,bj))            dudx(i,j) = _recip_dxF(i,j,bi,bj) *
94       &         -HALF*       &         (uFld(i+1,j,bi,bj)-uFld(i,j,bi,bj))
95       &         (vFld(I,J,bi,bj)+vFld(I,J+1,bi,bj))            uave(i,j) = 0.5 _d 0 * (uFld(i,j,bi,bj)+uFld(i+1,j,bi,bj))
96       &         * _tanPhiAtU(I,J,bi,bj)*recip_rSphere           ENDDO
97            e22(I,J,bi,bj)= _recip_dyF(I,J,bi,bj) *          ENDDO
98       &         (vFld(I,J+1,bi,bj)-vFld(I,J,bi,bj))          DO j=1-Oly,sNy+Oly-1
99  C     one metric term is missing           DO i=1-Olx,sNx+Olx-1
100            e12(I,J,bi,bj)=HALF*(            dvdy(i,j) = _recip_dyF(i,j,bi,bj) *
101       &         (uFld(I  ,J  ,bi,bj) * _dxC(I  ,J  ,bi,bj)       &         (vFld(i,j+1,bi,bj)-vFld(i,j,bi,bj))
102       &         -uFld(I  ,J-1,bi,bj) * _dxC(I  ,J-1,bi,bj)            vave(i,j) = 0.5 _d 0 * (vFld(i,j,bi,bj)+vFld(i,j+1,bi,bj))
103       &         +vFld(I  ,J  ,bi,bj) * _dyC(I  ,J  ,bi,bj)           ENDDO
104       &         -vFld(I-1,J  ,bi,bj) * _dyC(I-1,J  ,bi,bj))          ENDDO
105       &         * recip_rAz(I,J,bi,bj)  C     evaluate strain rates at C-points
106       &         +          DO j=1-Oly,sNy+Oly-1
107       &         0.25 _d 0 * (uFld(I,J,bi,bj)+uFld(I  ,J-1,bi,bj))           DO i=1-Olx,sNx+Olx-1
108       &         * ( _tanPhiAtU(I,J,bi,bj) + _tanPhiAtU(I,J-1,bi,bj) )            e11Loc(i,j,bi,bj) = dudx(i,j) + vave(i,j) * k2AtC(i,j,bi,bj)
109       &         *recip_rSphere            e22Loc(i,j,bi,bj) = dvdy(i,j) + uave(i,j) * k1AtC(i,j,bi,bj)
110       &         )           ENDDO
111  C     one metric term is missing          ENDDO
112    #ifndef OBCS_UVICE_OLD
113    C--     for OBCS: assume no gradient beyong OB
114            DO j=1-Oly,sNy+Oly-1
115             DO i=1-Olx,sNx+Olx-1
116              e11Loc(i,j,bi,bj) = e11Loc(i,j,bi,bj)*maskInC(i,j,bi,bj)
117              e22Loc(i,j,bi,bj) = e22Loc(i,j,bi,bj)*maskInC(i,j,bi,bj)
118           ENDDO           ENDDO
119          ENDDO          ENDDO
120          IF ( SEAICE_no_slip ) THEN  #endif /* OBCS_UVICE_OLD */
121  C     no slip boundary conditions apply only to e12  
122           k = 1  C     abbreviations at Z-points, need to do them in separate loops
123           DO j=1-Oly+1,sNy+Oly-1  C     for vectorization
124            DO i=1-Olx+1,sNx+Olx-1          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly
125             hFacU = _maskW(i,j,k,bi,bj) - _maskW(i,j-1,k,bi,bj)           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
126             hFacV = _maskS(i,j,k,bi,bj) - _maskS(i-1,j,k,bi,bj)            dudy(i,j) = ( uFld(i,j,bi,bj) - uFld(i  ,j-1,bi,bj) )
127         &         * _recip_dyU(i,j,bi,bj)
128             e12(I,J,bi,bj)= e12(I,J,bi,bj)            uave(i,j) = 0.5 _d 0 * (uFld(i,j,bi,bj)+uFld(i  ,j-1,bi,bj))
129       &          + HALF*( recip_rAz(i,j,bi,bj)           ENDDO
130       &          *( hFacU * ( _dxC(i,j  ,bi,bj)*uFld(i,j  ,bi,bj)          ENDDO
131       &                     + _dxC(i,j-1,bi,bj)*uFld(i,j-1,bi,bj) )          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly
132       &           + hFacV * ( _dyC(i  ,j,bi,bj)*vFld(i  ,j,bi,bj)           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
133       &                     + _dyC(i-1,j,bi,bj)*vFld(i-1,j,bi,bj) ) )            dvdx(i,j) = ( vFld(i,j,bi,bj) - vFld(i-1,j  ,bi,bj) )
134       &         - hFacU       &         * _recip_dxV(i,j,bi,bj)
135       &         * 0.25 _d 0 * (uFld(I,J,bi,bj)+uFld(I  ,J-1,bi,bj))            vave(i,j) = 0.5 _d 0 * (vFld(i,j,bi,bj)+vFld(i-1,j  ,bi,bj))
136       &         * ( _tanPhiAtU(I,J,bi,bj) + _tanPhiAtU(I,J-1,bi,bj) )           ENDDO
137       &         *recip_rSphere          ENDDO
138       &          )  C     evaluate strain rates at Z-points
139  C     one metric term is missing          DO j=1-Oly+1,sNy+Oly
140            ENDDO           DO i=1-Olx+1,sNx+Olx
141              hFacU = _maskW(i,j,k,bi,bj) - _maskW(i,j-1,k,bi,bj)
142              hFacV = _maskS(i,j,k,bi,bj) - _maskS(i-1,j,k,bi,bj)
143              e12Loc(i,j,bi,bj) = 0.5 _d 0 * (
144         &         dudy(i,j) + dvdx(i,j)
145         &         - k1AtZ(i,j,bi,bj) * vave(i,j)
146         &         - k2AtZ(i,j,bi,bj) * uave(i,j)
147         &         )
148         &         *maskC(i  ,j  ,k,bi,bj)*maskC(i-1,j  ,k,bi,bj)
149         &         *maskC(i  ,j-1,k,bi,bj)*maskC(i-1,j-1,k,bi,bj)
150         &         + 2.0 _d 0 * noSlipFac * (
151         &           2.0 _d 0 * uave(i,j) * _recip_dyU(i,j,bi,bj) * hFacU
152         &         + 2.0 _d 0 * vave(i,j) * _recip_dxV(i,j,bi,bj) * hFacV
153         &         )
154    C     no slip at the boundary implies u(j)+u(j-1)=0 and v(i)+v(i-1)=0
155    C     accross the boundary; this is already accomplished by masking so
156    C     that the following lines are not necessary
157    c$$$     &         - hFacV * k1AtZ(i,j,bi,bj) * vave(i,j)
158    c$$$     &         - hFacU * k2AtZ(i,j,bi,bj) * uave(i,j)
159           ENDDO           ENDDO
160            ENDDO
161    
         ENDIF  
162         ENDDO         ENDDO
163        ENDDO        ENDDO
164    
165    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
166    #ifdef SEAICE_DYN_STABLE_ADJOINT
167    cgf zero out adjoint fields to stabilize pkg/seaice dyna. adjoint
168          CALL ZERO_ADJ( 1, e11Loc, myThid)
169          CALL ZERO_ADJ( 1, e12Loc, myThid)
170          CALL ZERO_ADJ( 1, e22Loc, myThid)
171    #endif
172    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
173    
174  #endif /* SEAICE_ALLOW_DYNAMICS */  #endif /* SEAICE_ALLOW_DYNAMICS */
175  #endif /* SEAICE_CGRID */  #endif /* SEAICE_CGRID */
176        RETURN        RETURN
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Removed from v.1.3  
changed lines
  Added in v.1.18
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