| 1 |
module vlx_m |
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IMPLICIT NONE |
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contains |
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| 7 |
SUBROUTINE vlx(q, pente_max, masse, u_m) |
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! Authors: P. Le Van, F. Hourdin, F. Forget |
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| 11 |
! Sch\'ema d'advection "pseudo-amont". |
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| 13 |
use dimensions, only: iim, llm |
| 14 |
use paramet_m, only: ip1jmp1, iip1, iip2, ip1jm |
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| 16 |
REAL, intent(inout):: q(ip1jmp1, llm) |
| 17 |
REAL, intent(in):: pente_max |
| 18 |
real, intent(inout):: masse(ip1jmp1, llm) |
| 19 |
REAL, intent(in):: u_m(ip1jmp1, llm) |
| 20 |
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| 21 |
! Local: |
| 22 |
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| 23 |
INTEGER ij, l, j, i, iju, ijq, indu(ip1jmp1), niju |
| 24 |
INTEGER n0, iadvplus(ip1jmp1, llm), nl(llm) |
| 25 |
REAL new_m, zu_m, zdum(ip1jmp1, llm) |
| 26 |
REAL dxq(ip1jmp1, llm), dxqu(iip2:ip1jm) |
| 27 |
REAL zz(ip1jmp1) |
| 28 |
REAL adxqu(iip2:ip1jm), dxqmax(ip1jmp1, llm) |
| 29 |
REAL u_mq(ip1jmp1, llm) |
| 30 |
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| 31 |
!----------------------------------------------------- |
| 32 |
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| 33 |
! calcul de la pente a droite et a gauche de la maille |
| 34 |
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| 35 |
IF (pente_max > - 1e-5) THEN |
| 36 |
! calcul des pentes avec limitation, Van Leer scheme I: |
| 37 |
|
| 38 |
! calcul de la pente aux points u |
| 39 |
DO l = 1, llm |
| 40 |
DO ij = iip2, ip1jm - 1 |
| 41 |
dxqu(ij) = q(ij + 1, l) - q(ij, l) |
| 42 |
ENDDO |
| 43 |
DO ij = iip1 + iip1, ip1jm, iip1 |
| 44 |
dxqu(ij) = dxqu(ij - iim) |
| 45 |
ENDDO |
| 46 |
|
| 47 |
DO ij = iip2, ip1jm |
| 48 |
adxqu(ij) = abs(dxqu(ij)) |
| 49 |
ENDDO |
| 50 |
|
| 51 |
! calcul de la pente maximum dans la maille en valeur absolue |
| 52 |
|
| 53 |
DO ij = iip2 + 1, ip1jm |
| 54 |
dxqmax(ij, l) = pente_max * min(adxqu(ij - 1), adxqu(ij)) |
| 55 |
ENDDO |
| 56 |
|
| 57 |
DO ij = iip1 + iip1, ip1jm, iip1 |
| 58 |
dxqmax(ij - iim, l) = dxqmax(ij, l) |
| 59 |
ENDDO |
| 60 |
|
| 61 |
DO ij = iip2 + 1, ip1jm |
| 62 |
IF (dxqu(ij - 1) * dxqu(ij) > 0.) THEN |
| 63 |
dxq(ij, l) = dxqu(ij - 1) + dxqu(ij) |
| 64 |
ELSE |
| 65 |
! extremum local |
| 66 |
dxq(ij, l) = 0. |
| 67 |
ENDIF |
| 68 |
dxq(ij, l) = 0.5 * dxq(ij, l) |
| 69 |
dxq(ij, l) = sign(min(abs(dxq(ij, l)), dxqmax(ij, l)), dxq(ij, l)) |
| 70 |
ENDDO |
| 71 |
ENDDO |
| 72 |
ELSE |
| 73 |
! Pentes produits: |
| 74 |
|
| 75 |
DO l = 1, llm |
| 76 |
DO ij = iip2, ip1jm - 1 |
| 77 |
dxqu(ij) = q(ij + 1, l) - q(ij, l) |
| 78 |
ENDDO |
| 79 |
DO ij = iip1 + iip1, ip1jm, iip1 |
| 80 |
dxqu(ij) = dxqu(ij - iim) |
| 81 |
ENDDO |
| 82 |
|
| 83 |
DO ij = iip2 + 1, ip1jm |
| 84 |
zz(ij) = dxqu(ij - 1) * dxqu(ij) |
| 85 |
zz(ij) = zz(ij) + zz(ij) |
| 86 |
IF (zz(ij) > 0) THEN |
| 87 |
dxq(ij, l) = zz(ij) / (dxqu(ij - 1) + dxqu(ij)) |
| 88 |
ELSE |
| 89 |
! extremum local |
| 90 |
dxq(ij, l) = 0. |
| 91 |
ENDIF |
| 92 |
ENDDO |
| 93 |
ENDDO |
| 94 |
ENDIF |
| 95 |
|
| 96 |
! bouclage de la pente en iip1: |
| 97 |
|
| 98 |
DO l = 1, llm |
| 99 |
DO ij = iip1 + iip1, ip1jm, iip1 |
| 100 |
dxq(ij - iim, l) = dxq(ij, l) |
| 101 |
ENDDO |
| 102 |
DO ij = 1, ip1jmp1 |
| 103 |
iadvplus(ij, l) = 0 |
| 104 |
ENDDO |
| 105 |
ENDDO |
| 106 |
|
| 107 |
! calcul des flux a gauche et a droite |
| 108 |
|
| 109 |
! on cumule le flux correspondant a toutes les mailles dont la masse |
| 110 |
! au travers de la paroi pENDant le pas de temps. |
| 111 |
|
| 112 |
DO l = 1, llm |
| 113 |
DO ij = iip2, ip1jm - 1 |
| 114 |
IF (u_m(ij, l) > 0.) THEN |
| 115 |
zdum(ij, l) = 1. - u_m(ij, l) / masse(ij, l) |
| 116 |
u_mq(ij, l) = u_m(ij, l) & |
| 117 |
* (q(ij, l) + 0.5 * zdum(ij, l) * dxq(ij, l)) |
| 118 |
ELSE |
| 119 |
zdum(ij, l) = 1. + u_m(ij, l) / masse(ij + 1, l) |
| 120 |
u_mq(ij, l) = u_m(ij, l) & |
| 121 |
* (q(ij + 1, l) - 0.5 * zdum(ij, l) * dxq(ij + 1, l)) |
| 122 |
ENDIF |
| 123 |
ENDDO |
| 124 |
ENDDO |
| 125 |
|
| 126 |
! detection des points ou on advecte plus que la masse de la |
| 127 |
! maille |
| 128 |
DO l = 1, llm |
| 129 |
DO ij = iip2, ip1jm - 1 |
| 130 |
IF (zdum(ij, l) < 0) THEN |
| 131 |
iadvplus(ij, l) = 1 |
| 132 |
u_mq(ij, l) = 0. |
| 133 |
ENDIF |
| 134 |
ENDDO |
| 135 |
ENDDO |
| 136 |
|
| 137 |
DO l = 1, llm |
| 138 |
DO ij = iip1 + iip1, ip1jm, iip1 |
| 139 |
iadvplus(ij, l) = iadvplus(ij - iim, l) |
| 140 |
ENDDO |
| 141 |
ENDDO |
| 142 |
|
| 143 |
! traitement special pour le cas ou on advecte en longitude plus |
| 144 |
! que le contenu de la maille. cette partie est mal vectorisee. |
| 145 |
|
| 146 |
! calcul du nombre de maille sur lequel on advecte plus que la maille. |
| 147 |
|
| 148 |
n0 = 0 |
| 149 |
DO l = 1, llm |
| 150 |
nl(l) = 0 |
| 151 |
DO ij = iip2, ip1jm |
| 152 |
nl(l) = nl(l) + iadvplus(ij, l) |
| 153 |
ENDDO |
| 154 |
n0 = n0 + nl(l) |
| 155 |
ENDDO |
| 156 |
|
| 157 |
IF (n0 > 0) THEN |
| 158 |
DO l = 1, llm |
| 159 |
IF (nl(l) > 0) THEN |
| 160 |
iju = 0 |
| 161 |
! indicage des mailles concernees par le traitement special |
| 162 |
DO ij = iip2, ip1jm |
| 163 |
IF (iadvplus(ij, l) == 1.and.mod(ij, iip1) /= 0) THEN |
| 164 |
iju = iju + 1 |
| 165 |
indu(iju) = ij |
| 166 |
ENDIF |
| 167 |
ENDDO |
| 168 |
niju = iju |
| 169 |
|
| 170 |
! traitement des mailles |
| 171 |
DO iju = 1, niju |
| 172 |
ij = indu(iju) |
| 173 |
j = (ij - 1) / iip1 + 1 |
| 174 |
zu_m = u_m(ij, l) |
| 175 |
u_mq(ij, l) = 0. |
| 176 |
IF (zu_m > 0.) THEN |
| 177 |
ijq = ij |
| 178 |
i = ijq - (j - 1) * iip1 |
| 179 |
! accumulation pour les mailles completements advectees |
| 180 |
do while(zu_m > masse(ijq, l)) |
| 181 |
u_mq(ij, l) = u_mq(ij, l) + q(ijq, l) * masse(ijq, l) |
| 182 |
zu_m = zu_m - masse(ijq, l) |
| 183 |
i = mod(i - 2 + iim, iim) + 1 |
| 184 |
ijq = (j - 1) * iip1 + i |
| 185 |
ENDDO |
| 186 |
! ajout de la maille non completement advectee |
| 187 |
u_mq(ij, l) = u_mq(ij, l) + zu_m * (q(ijq, l) + 0.5 * (1. & |
| 188 |
- zu_m / masse(ijq, l)) * dxq(ijq, l)) |
| 189 |
ELSE |
| 190 |
ijq = ij + 1 |
| 191 |
i = ijq - (j - 1) * iip1 |
| 192 |
! accumulation pour les mailles completements advectees |
| 193 |
do while(- zu_m > masse(ijq, l)) |
| 194 |
u_mq(ij, l) = u_mq(ij, l) - q(ijq, l) * masse(ijq, l) |
| 195 |
zu_m = zu_m + masse(ijq, l) |
| 196 |
i = mod(i, iim) + 1 |
| 197 |
ijq = (j - 1) * iip1 + i |
| 198 |
ENDDO |
| 199 |
! ajout de la maille non completement advectee |
| 200 |
u_mq(ij, l) = u_mq(ij, l) + zu_m * (q(ijq, l) - 0.5 * (1. & |
| 201 |
+ zu_m / masse(ijq, l)) * dxq(ijq, l)) |
| 202 |
ENDIF |
| 203 |
ENDDO |
| 204 |
ENDIF |
| 205 |
ENDDO |
| 206 |
ENDIF |
| 207 |
|
| 208 |
! bouclage en latitude |
| 209 |
DO l = 1, llm |
| 210 |
DO ij = iip1 + iip1, ip1jm, iip1 |
| 211 |
u_mq(ij, l) = u_mq(ij - iim, l) |
| 212 |
ENDDO |
| 213 |
ENDDO |
| 214 |
|
| 215 |
! calcul des tENDances |
| 216 |
|
| 217 |
DO l = 1, llm |
| 218 |
DO ij = iip2 + 1, ip1jm |
| 219 |
new_m = masse(ij, l) + u_m(ij - 1, l) - u_m(ij, l) |
| 220 |
q(ij, l) = (q(ij, l) * masse(ij, l) + u_mq(ij - 1, l) & |
| 221 |
- u_mq(ij, l)) / new_m |
| 222 |
masse(ij, l) = new_m |
| 223 |
ENDDO |
| 224 |
|
| 225 |
DO ij = iip1 + iip1, ip1jm, iip1 |
| 226 |
q(ij - iim, l) = q(ij, l) |
| 227 |
masse(ij - iim, l) = masse(ij, l) |
| 228 |
ENDDO |
| 229 |
ENDDO |
| 230 |
|
| 231 |
END SUBROUTINE vlx |
| 232 |
|
| 233 |
end module vlx_m |
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