| 1 | !> \file resol_adv_diff_2D.F90 |
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| 2 | !! Module pour la resolution de l'equation d advection diffusion 2D |
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| 3 | !< |
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| 4 | |
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| 5 | !> \namespace reso_adv_diff_2D |
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| 6 | !! Module pour la resolution de l'equation d advection diffusion 2D |
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| 7 | !! \author ... |
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| 8 | !! \date ... |
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| 9 | !! @note Used module |
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| 10 | !! @note - use module3D_phy |
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| 11 | !< |
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| 12 | |
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| 13 | module reso_adv_diff_2D |
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| 14 | |
|---|
| 15 | use module3D_phy |
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| 16 | |
|---|
| 17 | |
|---|
| 18 | |
|---|
| 19 | implicit none |
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| 20 | real :: omega ! parametre schema temporel de la resolution partie diffusion |
|---|
| 21 | real :: mu_adv ! parametre schema temporel de la resolution advection |
|---|
| 22 | |
|---|
| 23 | real :: upwind ! schema spatial pour l'advection |
|---|
| 24 | |
|---|
| 25 | integer, dimension(2) :: ijmax ! position de maxval |
|---|
| 26 | integer :: iFAIL |
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| 27 | |
|---|
| 28 | contains |
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| 29 | |
|---|
| 30 | subroutine init_reso_adv_diff_2D |
|---|
| 31 | |
|---|
| 32 | |
|---|
| 33 | write(num_rep_42,*)'partie diffusive' |
|---|
| 34 | write(num_rep_42,*)'le type de schema temporel diffusif depend de omega' |
|---|
| 35 | write(num_rep_42,*)'0 -> explicite, 0.5 -> Crank-Nicolson' |
|---|
| 36 | write(num_rep_42,*)'1 -> semi implicite, >1 -> over-implicite' |
|---|
| 37 | |
|---|
| 38 | omega = 2.5 |
|---|
| 39 | |
|---|
| 40 | write(num_rep_42,*)'omega = ',omega |
|---|
| 41 | |
|---|
| 42 | write(num_rep_42,*) |
|---|
| 43 | write(num_rep_42,*)'partie advective' |
|---|
| 44 | write(num_rep_42,*)' le schéma temporel advectif dépend de mu' |
|---|
| 45 | write(num_rep_42,*)'0 -> explicite, 0.5 -> Crank-Nicolson' |
|---|
| 46 | write(num_rep_42,*)'1 -> semi implicite, >1 -> over-implicite' |
|---|
| 47 | |
|---|
| 48 | mu_adv=1. |
|---|
| 49 | write(num_rep_42,*)'mu_adv = ',mu_adv |
|---|
| 50 | |
|---|
| 51 | write(num_rep_42,*)' le schéma spatial dépend de upwind' |
|---|
| 52 | write(num_rep_42,*)'1 -> schema upwind, 0.5 -> schema centre' |
|---|
| 53 | |
|---|
| 54 | upwind=1 |
|---|
| 55 | write(num_rep_42,*)'upwind = ',upwind |
|---|
| 56 | |
|---|
| 57 | |
|---|
| 58 | write(num_rep_42,*)'------------------------------------------------------' |
|---|
| 59 | |
|---|
| 60 | return |
|---|
| 61 | end subroutine init_reso_adv_diff_2D |
|---|
| 62 | !------------------------------------------------------------------ |
|---|
| 63 | |
|---|
| 64 | subroutine resol_adv_diff_2D (Dfx,Dfy,advx,advy,vieuxH) |
|---|
| 65 | |
|---|
| 66 | implicit none |
|---|
| 67 | |
|---|
| 68 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: Dfx ! terme diffusif selon x |
|---|
| 69 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: Dfy ! terme diffusif selon y |
|---|
| 70 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: Advx ! terme advectif selon x |
|---|
| 71 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: Advy ! terme advectif selon x |
|---|
| 72 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: vieuxH ! terme advectif selon x |
|---|
| 73 | |
|---|
| 74 | |
|---|
| 75 | ! tableaux de travail. resolution M H = Frelax |
|---|
| 76 | real,dimension(nx,ny) :: crelax ! diagnonale de M |
|---|
| 77 | real,dimension(nx,ny) :: arelax ! sous diagonale selon x |
|---|
| 78 | real,dimension(nx,ny) :: brelax ! sur diagonale selon x |
|---|
| 79 | real,dimension(nx,ny) :: drelax ! sous diagonale selon y |
|---|
| 80 | real,dimension(nx,ny) :: erelax ! sur diagonale selon y |
|---|
| 81 | real,dimension(nx,ny) :: frelax ! vecteur |
|---|
| 82 | real,dimension(nx,ny) :: c_west ! sur demi mailles Ux |
|---|
| 83 | real,dimension(nx,ny) :: c_east ! sur demi mailles Ux |
|---|
| 84 | real,dimension(nx,ny) :: c_north ! sur demi mailles Uy |
|---|
| 85 | real,dimension(nx,ny) :: c_south !sur demi mailles Ux |
|---|
| 86 | |
|---|
| 87 | real,dimension(nx,ny) :: bdx ! pente socle |
|---|
| 88 | real,dimension(nx,ny) :: bdy ! pente socle |
|---|
| 89 | |
|---|
| 90 | real,dimension(nx,ny) :: hdx ! pente epaisseur |
|---|
| 91 | real,dimension(nx,ny) :: hdy ! pente epaisseur |
|---|
| 92 | |
|---|
| 93 | real :: frdx,frdy ! pour calcul frelax : termes diffusion |
|---|
| 94 | real :: fraxw,fraxe,frays,frayn ! termes advection |
|---|
| 95 | |
|---|
| 96 | real,dimension(nx,ny) :: deltah ! dans calcul relax |
|---|
| 97 | real :: delh ! dans calcul relax |
|---|
| 98 | real :: testh ! dans calcul relax |
|---|
| 99 | |
|---|
| 100 | logical :: stopp |
|---|
| 101 | integer :: ntour |
|---|
| 102 | real :: reste |
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| 103 | |
|---|
| 104 | |
|---|
| 105 | integer :: it1,it2,jt1,jt2 ! pour des tests d'asymétrie |
|---|
| 106 | |
|---|
| 107 | ! attention H et bm sont passés par le module module3D_phy |
|---|
| 108 | |
|---|
| 109 | if (itracebug.eq.1) call tracebug(' Entree dans routine resolution_diffusion') |
|---|
| 110 | |
|---|
| 111 | ! calcul de bdx et hdx |
|---|
| 112 | hdx(:,:)=dx1*(vieuxH(:,:)-eoshift(vieuxH(:,:),shift=-1,boundary=0.,dim=1)) |
|---|
| 113 | hdy(:,:)=dx1*(vieuxH(:,:)-eoshift(vieuxH(:,:),shift=-1,boundary=0.,dim=2)) |
|---|
| 114 | bdx(:,:)=dx1*(B(:,:)-eoshift(B(:,:),shift=-1,boundary=0.,dim=1)) |
|---|
| 115 | bdy(:,:)=dx1*(B(:,:)-eoshift(B(:,:),shift=-1,boundary=0.,dim=2)) |
|---|
| 116 | |
|---|
| 117 | |
|---|
| 118 | ! initialisations (qui feront aussi les conditions aux limites) |
|---|
| 119 | Arelax(:,:)=0. |
|---|
| 120 | Brelax(:,:)=0. |
|---|
| 121 | Drelax(:,:)=0. |
|---|
| 122 | Erelax(:,:)=0. |
|---|
| 123 | Crelax(:,:)=1. |
|---|
| 124 | Frelax(:,:)=0. |
|---|
| 125 | DeltaH(:,:)=0. |
|---|
| 126 | |
|---|
| 127 | H(1,:)=0. ! bord gauche |
|---|
| 128 | H(nx,:)=0. ! bord droit |
|---|
| 129 | H(:,1)=0. ! bord bas |
|---|
| 130 | H(:,ny)=0. ! bord haut |
|---|
| 131 | |
|---|
| 132 | |
|---|
| 133 | ! schema spatial |
|---|
| 134 | |
|---|
| 135 | if (upwind.eq.1.) then !schema amont |
|---|
| 136 | |
|---|
| 137 | where (Advx(:,:).ge.0.) |
|---|
| 138 | c_west(:,:)=1. |
|---|
| 139 | c_east(:,:)=0. |
|---|
| 140 | elsewhere |
|---|
| 141 | c_west(:,:)=0. |
|---|
| 142 | c_east(:,:)=1. |
|---|
| 143 | end where |
|---|
| 144 | |
|---|
| 145 | where (Advy(:,:).ge.0.) |
|---|
| 146 | c_south(:,:)=1. |
|---|
| 147 | c_north(:,:)=0. |
|---|
| 148 | elsewhere |
|---|
| 149 | c_south(:,:)=0. |
|---|
| 150 | c_north(:,:)=1. |
|---|
| 151 | end where |
|---|
| 152 | |
|---|
| 153 | else if (upwind.lt.1.) then ! schema centre |
|---|
| 154 | c_west(:,:)=0.5 |
|---|
| 155 | c_east(:,:)=0.5 |
|---|
| 156 | c_south(:,:)=0.5 |
|---|
| 157 | c_north(:,:)=0.5 |
|---|
| 158 | end if |
|---|
| 159 | |
|---|
| 160 | ! attribution des elements des diagonales |
|---|
| 161 | do j=2,ny-1 |
|---|
| 162 | do i=2,nx-1 |
|---|
| 163 | |
|---|
| 164 | ! sous diagonale en x |
|---|
| 165 | arelax(i,j)=-omega*Dtdx2*Dfx(i,j) & ! partie diffusive en x |
|---|
| 166 | -mu_adv*dtdx*c_west(i,j)*Advx(i,j) ! partie advective en x |
|---|
| 167 | |
|---|
| 168 | ! sur diagonale en x |
|---|
| 169 | brelax(i,j)=-omega*Dtdx2*Dfx(i+1,j) & ! partie diffusive |
|---|
| 170 | +mu_adv*dtdx*c_east(i+1,j)*Advx(i+1,j) ! partie advective |
|---|
| 171 | |
|---|
| 172 | ! sous diagonale en y |
|---|
| 173 | drelax(i,j)=-omega*Dtdx2*Dfy(i,j) & ! partie diffusive en y |
|---|
| 174 | -mu_adv*dtdx*c_south(i,j)*Advy(i,j) ! partie advective en y |
|---|
| 175 | |
|---|
| 176 | ! sur diagonale en y |
|---|
| 177 | erelax(i,j)=-omega*Dtdx2*Dfy(i,j+1) & ! partie diffusive |
|---|
| 178 | +mu_adv*dtdx*c_north(i,j+1)*Advy(i,j+1) ! partie advective |
|---|
| 179 | |
|---|
| 180 | |
|---|
| 181 | |
|---|
| 182 | ! diagonale |
|---|
| 183 | crelax(i,j)=omega*Dtdx2*((Dfx(i+1,j)+Dfx(i,j)) & ! partie diffusive en x |
|---|
| 184 | +(Dfy(i,j+1)+Dfy(i,j))) ! partie diffusive en y |
|---|
| 185 | crelax(i,j)=crelax(i,j)+mu_adv*dtdx* & |
|---|
| 186 | ( (c_west(i+1,j)*Advx(i+1,j)-c_east(i,j)*Advx(i,j)) & !partie advective en x |
|---|
| 187 | +(c_south(i,j+1)*Advy(i,j+1)-c_north(i,j)*Advy(i,j))) !partie advective en y |
|---|
| 188 | crelax(i,j)=1.+crelax(i,j) ! partie temporelle |
|---|
| 189 | |
|---|
| 190 | |
|---|
| 191 | ! terme du vecteur |
|---|
| 192 | |
|---|
| 193 | frdx= -Dfx(i,j) * (Bdx(i,j) +(1.-omega)*Hdx(i,j)) & ! partie diffusive en x |
|---|
| 194 | +Dfx(i+1,j)*(Bdx(i+1,j)+(1.-omega)*Hdx(i+1,j)) |
|---|
| 195 | |
|---|
| 196 | frdy= -Dfy(i,j) * (Bdy(i,j) +(1.-omega)*Hdy(i,j)) & ! partie diffusive en y |
|---|
| 197 | +Dfy(i,j+1)*(Bdy(i,j+1)+(1.-omega)*Hdy(i,j+1)) |
|---|
| 198 | |
|---|
| 199 | fraxw= -c_west(i,j)* Advx(i,j) * vieuxH(i-1,j) & ! partie advective en x |
|---|
| 200 | +c_west(i+1,j)*Advx(i+1,j)*vieuxH(i,j) ! venant de l'west |
|---|
| 201 | |
|---|
| 202 | fraxe= -c_east(i,j) * Advx(i,j) * vieuxH(i,j) & ! partie advective en x |
|---|
| 203 | +c_east(i+1,j)*Advx(i+1,j)*vieuxH(i+1,j) ! venant de l'est |
|---|
| 204 | |
|---|
| 205 | frays= -c_south(i,j) * Advy(i,j) * vieuxH(i,j-1) & ! partie advective en y |
|---|
| 206 | +c_south(i,j+1)*Advy(i,j+1)*vieuxH(i,j) ! venant du sud |
|---|
| 207 | |
|---|
| 208 | frayn= -c_north(i,j) * Advy(i,j) * vieuxH(i,j) & ! partie advective en y |
|---|
| 209 | +c_north(i,j+1)*Advy(i,j+1)*vieuxH(i,j+1) ! venant du nord |
|---|
| 210 | |
|---|
| 211 | |
|---|
| 212 | |
|---|
| 213 | |
|---|
| 214 | frelax(i,j)=vieuxH(i,j)+Dt*(bm(i,j)-bmelt(i,j))+dtdx*(frdx+frdy) & |
|---|
| 215 | + (1.-mu_adv)*dtdx*((fraxw+fraxe)+(frays+frayn)) |
|---|
| 216 | |
|---|
| 217 | |
|---|
| 218 | end do |
|---|
| 219 | end do |
|---|
| 220 | |
|---|
| 221 | debug_3D(:,:,44)=bm(:,:)-bmelt(:,:) |
|---|
| 222 | |
|---|
| 223 | |
|---|
| 224 | ! Boucle de relaxation : |
|---|
| 225 | ! ---------------------- |
|---|
| 226 | |
|---|
| 227 | !!$write(166,*)'time,diagonale', time,dt,maxval(crelax(:,:)),maxloc(crelax) |
|---|
| 228 | !!$write(166,*)'autres',maxval(abs(arelax(:,:))+abs(brelax(:,:))+abs(drelax(:,:))+abs(erelax(:,:))), & |
|---|
| 229 | !!$maxloc(abs(arelax(:,:))+abs(brelax(:,:))+abs(drelax(:,:))+abs(erelax(:,:))) |
|---|
| 230 | |
|---|
| 231 | !!$ |
|---|
| 232 | !!$if (time.gt.22100.) then |
|---|
| 233 | !!$ijmax(:)=maxloc(abs(arelax(:,:))+abs(brelax(:,:))+abs(drelax(:,:))+abs(erelax(:,:))) |
|---|
| 234 | !!$ |
|---|
| 235 | !!$write(166,*)'arelax',arelax(ijmax(1),ijmax(2)),-omega*Dtdx2*dfx(ijmax(1),ijmax(2)),-mu_adv*dtdx*advx(ijmax(1),ijmax(2)) |
|---|
| 236 | !!$write(166,*)'brelax',brelax(ijmax(1),ijmax(2)),-omega*Dtdx2*dfx(ijmax(1)+1,ijmax(2)),-mu_adv*dtdx*advx(ijmax(1)+1,ijmax(2)) |
|---|
| 237 | !!$write(166,*)'drelax',drelax(ijmax(1),ijmax(2)),-omega*Dtdx2*dfy(ijmax(1),ijmax(2)),-mu_adv*dtdx*advy(ijmax(1),ijmax(2)) |
|---|
| 238 | !!$write(166,*)'erelax',erelax(ijmax(1),ijmax(2)),-omega*Dtdx2*dfy(ijmax(1),ijmax(2)+1),-mu_adv*dtdx*advy(ijmax(1),ijmax(2)+1) |
|---|
| 239 | !!$ |
|---|
| 240 | !!$end if |
|---|
| 241 | |
|---|
| 242 | stopp = .false. |
|---|
| 243 | ntour=0 |
|---|
| 244 | |
|---|
| 245 | !!$do j=2,ny-1 |
|---|
| 246 | !!$ do i=2,nx-1 |
|---|
| 247 | !!$ if (abs(crelax(i,j)).le.1.e-15) then |
|---|
| 248 | !!$ write(166,*) 'time ',time,i,j,crelax(i,j) |
|---|
| 249 | !!$ write(166,'(6(es12.5,1x))') advx(i-1,j),advx(i,j),advx(i+1,j),advy(i,j-1),advy(i,j),advy(i,j+1) |
|---|
| 250 | !!$ write(166,'(6(es12.5,1x))') dfx(i-1,j),dfx(i,j),dfx(i+1,j),dfy(i,j-1),dfy(i,j),dfy(i,j+1) |
|---|
| 251 | !!$ end if |
|---|
| 252 | !!$ end do |
|---|
| 253 | !!$end do |
|---|
| 254 | |
|---|
| 255 | !!$write(166,*) 'dtdx=',dtdx,'dt=',dt |
|---|
| 256 | !!$write(166,*) 'arelax,brelax,crelax,drelax,erelax,frelax' |
|---|
| 257 | !!$ |
|---|
| 258 | !!$do j=43,45 |
|---|
| 259 | !!$write(166,*) 'j=',j |
|---|
| 260 | !!$ write(166,*) arelax(118:122,j) |
|---|
| 261 | !!$ write(166,*) brelax(118:122,j) |
|---|
| 262 | !!$ write(166,*) crelax(118:122,j) |
|---|
| 263 | !!$ write(166,*) drelax(118:122,j) |
|---|
| 264 | !!$ write(166,*) erelax(118:122,j) |
|---|
| 265 | !!$ write(166,*) frelax(118:122,j) |
|---|
| 266 | !!$ |
|---|
| 267 | !!$end do |
|---|
| 268 | |
|---|
| 269 | |
|---|
| 270 | relax_loop: do while(.not.stopp) |
|---|
| 271 | ntour=ntour+1 |
|---|
| 272 | !!$if (time.gt.22102.) then |
|---|
| 273 | !!$ write(166,*) time, ntour,testh,dt |
|---|
| 274 | !!$end if |
|---|
| 275 | |
|---|
| 276 | |
|---|
| 277 | do j=2,ny-1 |
|---|
| 278 | do i=2,nx-1 |
|---|
| 279 | |
|---|
| 280 | !!$ reste = (((arelax(i,j)*H(i-1,j) + brelax(i,j)*H(i+1,j)) & |
|---|
| 281 | !!$ + (drelax(i,j)*H(i,j-1) + erelax(i,j)*H(i,j+1))) & |
|---|
| 282 | !!$ + crelax(i,j)*H(i,j))- frelax(i,j) |
|---|
| 283 | |
|---|
| 284 | reste = (((arelax(i,j)*H(i-1,j) +drelax(i,j)*H(i,j-1)) & |
|---|
| 285 | + (brelax(i,j)*H(i+1,j) + erelax(i,j)*H(i,j+1))) & |
|---|
| 286 | + crelax(i,j)*H(i,j))- frelax(i,j) |
|---|
| 287 | |
|---|
| 288 | if (ntour.eq.1) debug_3D(i,j,49)=(((arelax(i,j)*H(i-1,j) +drelax(i,j)*H(i,j-1)) & |
|---|
| 289 | + (brelax(i,j)*H(i+1,j) + erelax(i,j)*H(i,j+1))) & |
|---|
| 290 | + crelax(i,j)*H(i,j)) |
|---|
| 291 | |
|---|
| 292 | |
|---|
| 293 | deltaH(i,j) = reste/crelax(i,j) |
|---|
| 294 | |
|---|
| 295 | end do |
|---|
| 296 | end do |
|---|
| 297 | |
|---|
| 298 | debug_3D(:,:,50)=arelax(:,:) |
|---|
| 299 | debug_3D(:,:,51)=brelax(:,:) |
|---|
| 300 | debug_3D(:,:,52)=crelax(:,:) |
|---|
| 301 | debug_3D(:,:,53)=drelax(:,:) |
|---|
| 302 | debug_3D(:,:,54)=erelax(:,:) |
|---|
| 303 | debug_3D(:,:,55)=frelax(:,:) |
|---|
| 304 | |
|---|
| 305 | |
|---|
| 306 | |
|---|
| 307 | |
|---|
| 308 | H(:,:)=H(:,:)-deltaH(:,:) |
|---|
| 309 | |
|---|
| 310 | !!$if (ntour.eq.1) then |
|---|
| 311 | !!$write(166,*) 'deltaH' |
|---|
| 312 | !!$ |
|---|
| 313 | !!$do j=43,45 |
|---|
| 314 | !!$write(166,*) 'j=',j |
|---|
| 315 | !!$ write(166,*) deltaH(118:122,j) |
|---|
| 316 | !!$end do |
|---|
| 317 | !!$ |
|---|
| 318 | !!$end if |
|---|
| 319 | |
|---|
| 320 | ! critere d'arret: |
|---|
| 321 | ! ---------------- |
|---|
| 322 | |
|---|
| 323 | delh=0 |
|---|
| 324 | |
|---|
| 325 | |
|---|
| 326 | do j=2,ny-1 |
|---|
| 327 | do i=2,nx-1 |
|---|
| 328 | delh=delh+deltaH(i,j)**2 |
|---|
| 329 | end do |
|---|
| 330 | end do |
|---|
| 331 | |
|---|
| 332 | !!$if (time.gt.22102.) then |
|---|
| 333 | !!$ write(166,*) delh,maxval(deltaH(:,:)),maxloc(deltaH(:,:)) |
|---|
| 334 | !!$end if |
|---|
| 335 | |
|---|
| 336 | if (delh.gt.0.) then |
|---|
| 337 | testh=sqrt(delh)/((nx-2)*(ny-2)) |
|---|
| 338 | else |
|---|
| 339 | testh=0. |
|---|
| 340 | endif |
|---|
| 341 | stopp = (testh.lt.1.e-4).or.(ntour.gt.100) |
|---|
| 342 | |
|---|
| 343 | !write(166,*) 'sortie relax',time, ntour,testh,maxval(deltaH(:,:)) |
|---|
| 344 | end do relax_loop |
|---|
| 345 | |
|---|
| 346 | !write(166,*) time,testh,ntour |
|---|
| 347 | |
|---|
| 348 | !!$! conditions aux limites |
|---|
| 349 | !!$ |
|---|
| 350 | |
|---|
| 351 | ! tests d'asymétrie |
|---|
| 352 | !!$it1=2 |
|---|
| 353 | !!$it2=80 |
|---|
| 354 | !!$jt1=41 |
|---|
| 355 | !!$jt2=41 |
|---|
| 356 | !!$if (H(it1,jt1).ne.H(it2,jt2)) then |
|---|
| 357 | !!$ write(6,*)'asymetrie H time',time,'dans resol' |
|---|
| 358 | !!$ write(6,*) 'bm',bm(it1,jt1),bm(it2,jt2) |
|---|
| 359 | !!$ write(6,*) 'vieuxH',vieuxH(it1,jt1),vieuxH(it2,jt2) |
|---|
| 360 | !!$ write(6,*) 'H',H(it1,jt1),H(it2,jt2) |
|---|
| 361 | !!$ write(6,*) 'dfx',dfx(it1,jt1),dfx(it1+1,jt1),dfx(it2,jt2),dfx(it2+1,jt2) |
|---|
| 362 | !!$ write(6,*) 'diffmx',diffmx(it1,jt1),diffmx(it1+1,jt1),diffmx(it2,jt2),diffmx(it2+1,jt2) |
|---|
| 363 | !!$ write(6,*) 'uxbar',uxbar(it1,jt1),uxbar(it1+1,jt1),uxbar(it2,jt2),uxbar(it2+1,jt2) |
|---|
| 364 | !!$ write(6,*) 'dfy',dfy(it1,jt1),dfy(it2,jt2),dfy(it1,jt1+1),dfy(it2,jt2+1) |
|---|
| 365 | !!$ write(6,*) 'sdx',sdx(it1,jt1),sdx(it2,jt2),sdx(it1+1,jt1),sdx(it2-1,jt2) |
|---|
| 366 | !!$ write(6,*) 'sdy',sdy(it1,jt1),sdy(it2,jt2),sdy(it1,jt1+1),sdy(it2,jt2+1) |
|---|
| 367 | !!$ write(6,*) 'sdxmy',sdxmy(it1,jt1),sdxmy(it2,jt2),sdxmy(it1+1,jt1),sdxmy(it2+1,jt2) |
|---|
| 368 | !!$ write(6,*) 'sdymx',sdymx(it1,jt1),sdymx(it2,jt2),sdymx(it1,jt1+1),sdymx(it2,jt2+1) |
|---|
| 369 | !!$ write(6,*)'ddbx',ddbx(it1,jt1),ddby(it2,jt2) |
|---|
| 370 | !!$ write(6,*)'ddx(i,j,1)',ddx(it1,it2,1),ddy(it2,it1,1) |
|---|
| 371 | !!$ write(6,*) 'arelax',arelax(it1,jt1),arelax(it2,jt2),arelax(it1+1,jt1),arelax(it2-1,jt2) |
|---|
| 372 | !!$ write(6,*) 'brelax',brelax(it1,jt1),brelax(it2,jt2),brelax(it1+1,jt1),brelax(it2-1,jt2) |
|---|
| 373 | !!$ write(6,*) 'drelax',drelax(it1,jt1),drelax(it2,jt2) |
|---|
| 374 | !!$ write(6,*) 'erelax',erelax(it1,jt1),erelax(it2,jt2) |
|---|
| 375 | !!$ write(6,*) 'crelax',crelax(it1,jt1),crelax(it2,jt2) |
|---|
| 376 | !!$ write(6,*) 'frelax',frelax(it1,jt1),frelax(it2,jt2) |
|---|
| 377 | !!$ stop |
|---|
| 378 | !!$endif |
|---|
| 379 | |
|---|
| 380 | |
|---|
| 381 | |
|---|
| 382 | ! write(166,*) '---------------------------------------------------------------' |
|---|
| 383 | |
|---|
| 384 | |
|---|
| 385 | |
|---|
| 386 | return |
|---|
| 387 | |
|---|
| 388 | end subroutine resol_adv_diff_2D |
|---|
| 389 | !_______________________________________________________________________________ |
|---|
| 390 | !> In this version, H can be prescribed on some nodes |
|---|
| 391 | !! eventually changing with time |
|---|
| 392 | !! value H_presc et test I_Hpresc |
|---|
| 393 | subroutine resol_adv_diff_2D_Hpresc (Dfx,Dfy,advx,advy,vieuxH,H_presc,i_Hpresc) |
|---|
| 394 | |
|---|
| 395 | implicit none |
|---|
| 396 | |
|---|
| 397 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: Dfx ! terme diffusif selon x |
|---|
| 398 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: Dfy ! terme diffusif selon y |
|---|
| 399 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: Advx ! terme advectif selon x |
|---|
| 400 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: Advy ! terme advectif selon x |
|---|
| 401 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: vieuxH ! terme advectif selon x |
|---|
| 402 | |
|---|
| 403 | real,dimension(nx,ny), intent(in) :: H_presc ! H value if prescribed |
|---|
| 404 | integer,dimension(nx,ny), intent(in) :: i_Hpresc ! 1 if H is prescribed on this node, else 0 |
|---|
| 405 | |
|---|
| 406 | |
|---|
| 407 | ! tableaux de travail. resolution M H = Frelax |
|---|
| 408 | real,dimension(nx,ny) :: crelax ! diagnonale de M |
|---|
| 409 | real,dimension(nx,ny) :: arelax ! sous diagonale selon x |
|---|
| 410 | real,dimension(nx,ny) :: brelax ! sur diagonale selon x |
|---|
| 411 | real,dimension(nx,ny) :: drelax ! sous diagonale selon y |
|---|
| 412 | real,dimension(nx,ny) :: erelax ! sur diagonale selon y |
|---|
| 413 | real,dimension(nx,ny) :: frelax ! vecteur |
|---|
| 414 | real,dimension(nx,ny) :: c_west ! sur demi mailles Ux |
|---|
| 415 | real,dimension(nx,ny) :: c_east ! sur demi mailles Ux |
|---|
| 416 | real,dimension(nx,ny) :: c_north ! sur demi mailles Uy |
|---|
| 417 | real,dimension(nx,ny) :: c_south !sur demi mailles Ux |
|---|
| 418 | |
|---|
| 419 | real,dimension(nx,ny) :: bdx ! pente socle |
|---|
| 420 | real,dimension(nx,ny) :: bdy ! pente socle |
|---|
| 421 | |
|---|
| 422 | real,dimension(nx,ny) :: hdx ! pente epaisseur |
|---|
| 423 | real,dimension(nx,ny) :: hdy ! pente epaisseur |
|---|
| 424 | |
|---|
| 425 | real :: frdx,frdy ! pour calcul frelax : termes diffusion |
|---|
| 426 | real :: fraxw,fraxe,frays,frayn ! termes advection |
|---|
| 427 | |
|---|
| 428 | real,dimension(nx,ny) :: deltah ! dans calcul relax |
|---|
| 429 | real :: delh ! dans calcul relax |
|---|
| 430 | real :: testh ! dans calcul relax |
|---|
| 431 | |
|---|
| 432 | logical :: stopp |
|---|
| 433 | integer :: ntour |
|---|
| 434 | real :: reste |
|---|
| 435 | |
|---|
| 436 | |
|---|
| 437 | integer :: it1,it2,jt1,jt2 ! pour des tests d'asym??trie |
|---|
| 438 | |
|---|
| 439 | ! attention H et bm sont pass??s par le module module3D_phy |
|---|
| 440 | |
|---|
| 441 | if (itracebug.eq.1) call tracebug(' Entree dans routine resolution_diffusion') |
|---|
| 442 | |
|---|
| 443 | ! calcul de bdx et hdx |
|---|
| 444 | hdx(:,:)=dx1*(vieuxH(:,:)-eoshift(vieuxH(:,:),shift=-1,boundary=0.,dim=1)) |
|---|
| 445 | hdy(:,:)=dx1*(vieuxH(:,:)-eoshift(vieuxH(:,:),shift=-1,boundary=0.,dim=2)) |
|---|
| 446 | bdx(:,:)=dx1*(B(:,:)-eoshift(B(:,:),shift=-1,boundary=0.,dim=1)) |
|---|
| 447 | bdy(:,:)=dx1*(B(:,:)-eoshift(B(:,:),shift=-1,boundary=0.,dim=2)) |
|---|
| 448 | |
|---|
| 449 | |
|---|
| 450 | ! initialisations (qui feront aussi les conditions aux limites) |
|---|
| 451 | Arelax(:,:)=0. |
|---|
| 452 | Brelax(:,:)=0. |
|---|
| 453 | Drelax(:,:)=0. |
|---|
| 454 | Erelax(:,:)=0. |
|---|
| 455 | Crelax(:,:)=1. |
|---|
| 456 | Frelax(:,:)=0. |
|---|
| 457 | DeltaH(:,:)=0. |
|---|
| 458 | |
|---|
| 459 | |
|---|
| 460 | H(1,:)=0. ! bord gauche |
|---|
| 461 | H(nx,:)=0. ! bord droit |
|---|
| 462 | H(:,1)=0. ! bord bas |
|---|
| 463 | H(:,ny)=0. ! bord haut |
|---|
| 464 | |
|---|
| 465 | |
|---|
| 466 | ! schema spatial |
|---|
| 467 | |
|---|
| 468 | if (upwind.eq.1.) then !schema amont |
|---|
| 469 | |
|---|
| 470 | where (Advx(:,:).ge.0.) |
|---|
| 471 | c_west(:,:)=1. |
|---|
| 472 | c_east(:,:)=0. |
|---|
| 473 | elsewhere |
|---|
| 474 | c_west(:,:)=0. |
|---|
| 475 | c_east(:,:)=1. |
|---|
| 476 | end where |
|---|
| 477 | |
|---|
| 478 | where (Advy(:,:).ge.0.) |
|---|
| 479 | c_south(:,:)=1. |
|---|
| 480 | c_north(:,:)=0. |
|---|
| 481 | elsewhere |
|---|
| 482 | c_south(:,:)=0. |
|---|
| 483 | c_north(:,:)=1. |
|---|
| 484 | end where |
|---|
| 485 | |
|---|
| 486 | else if (upwind.lt.1.) then ! schema centre |
|---|
| 487 | c_west(:,:)=0.5 |
|---|
| 488 | c_east(:,:)=0.5 |
|---|
| 489 | c_south(:,:)=0.5 |
|---|
| 490 | c_north(:,:)=0.5 |
|---|
| 491 | end if |
|---|
| 492 | |
|---|
| 493 | ! attribution des elements des diagonales |
|---|
| 494 | do j=2,ny-1 |
|---|
| 495 | do i=2,nx-1 |
|---|
| 496 | |
|---|
| 497 | ! sous diagonale en x |
|---|
| 498 | arelax(i,j)=-omega*Dtdx2*Dfx(i,j) & ! partie diffusive en x |
|---|
| 499 | -mu_adv*dtdx*c_west(i,j)*Advx(i,j) ! partie advective en x |
|---|
| 500 | |
|---|
| 501 | ! sur diagonale en x |
|---|
| 502 | brelax(i,j)=-omega*Dtdx2*Dfx(i+1,j) & ! partie diffusive |
|---|
| 503 | +mu_adv*dtdx*c_east(i+1,j)*Advx(i+1,j) ! partie advective |
|---|
| 504 | |
|---|
| 505 | ! sous diagonale en y |
|---|
| 506 | drelax(i,j)=-omega*Dtdx2*Dfy(i,j) & ! partie diffusive en y |
|---|
| 507 | -mu_adv*dtdx*c_south(i,j)*Advy(i,j) ! partie advective en y |
|---|
| 508 | |
|---|
| 509 | ! sur diagonale en y |
|---|
| 510 | erelax(i,j)=-omega*Dtdx2*Dfy(i,j+1) & ! partie diffusive |
|---|
| 511 | +mu_adv*dtdx*c_north(i,j+1)*Advy(i,j+1) ! partie advective |
|---|
| 512 | |
|---|
| 513 | |
|---|
| 514 | |
|---|
| 515 | ! diagonale |
|---|
| 516 | crelax(i,j)=omega*Dtdx2*((Dfx(i+1,j)+Dfx(i,j)) & ! partie diffusive en x |
|---|
| 517 | +(Dfy(i,j+1)+Dfy(i,j))) ! partie diffusive en y |
|---|
| 518 | crelax(i,j)=crelax(i,j)+mu_adv*dtdx* & |
|---|
| 519 | ( (c_west(i+1,j)*Advx(i+1,j)-c_east(i,j)*Advx(i,j)) & !partie advective en x |
|---|
| 520 | +(c_south(i,j+1)*Advy(i,j+1)-c_north(i,j)*Advy(i,j))) !partie advective en y |
|---|
| 521 | crelax(i,j)=1.+crelax(i,j) ! partie temporelle |
|---|
| 522 | |
|---|
| 523 | |
|---|
| 524 | ! terme du vecteur |
|---|
| 525 | |
|---|
| 526 | frdx= -Dfx(i,j) * (Bdx(i,j) +(1.-omega)*Hdx(i,j)) & ! partie diffusive en x |
|---|
| 527 | +Dfx(i+1,j)*(Bdx(i+1,j)+(1.-omega)*Hdx(i+1,j)) |
|---|
| 528 | |
|---|
| 529 | frdy= -Dfy(i,j) * (Bdy(i,j) +(1.-omega)*Hdy(i,j)) & ! partie diffusive en y |
|---|
| 530 | +Dfy(i,j+1)*(Bdy(i,j+1)+(1.-omega)*Hdy(i,j+1)) |
|---|
| 531 | |
|---|
| 532 | fraxw= -c_west(i,j)* Advx(i,j) * vieuxH(i-1,j) & ! partie advective en x |
|---|
| 533 | +c_west(i+1,j)*Advx(i+1,j)*vieuxH(i,j) ! venant de l'west |
|---|
| 534 | |
|---|
| 535 | fraxe= -c_east(i,j) * Advx(i,j) * vieuxH(i,j) & ! partie advective en x |
|---|
| 536 | +c_east(i+1,j)*Advx(i+1,j)*vieuxH(i+1,j) ! venant de l'est |
|---|
| 537 | |
|---|
| 538 | frays= -c_south(i,j) * Advy(i,j) * vieuxH(i,j-1) & ! partie advective en y |
|---|
| 539 | +c_south(i,j+1)*Advy(i,j+1)*vieuxH(i,j) ! venant du sud |
|---|
| 540 | |
|---|
| 541 | frayn= -c_north(i,j) * Advy(i,j) * vieuxH(i,j) & ! partie advective en y |
|---|
| 542 | +c_north(i,j+1)*Advy(i,j+1)*vieuxH(i,j+1) ! venant du nord |
|---|
| 543 | |
|---|
| 544 | |
|---|
| 545 | |
|---|
| 546 | |
|---|
| 547 | frelax(i,j)=vieuxH(i,j)+Dt*(bm(i,j)-bmelt(i,j))+dtdx*(frdx+frdy) & |
|---|
| 548 | + (1.-mu_adv)*dtdx*((fraxw+fraxe)+(frays+frayn)) |
|---|
| 549 | |
|---|
| 550 | |
|---|
| 551 | end do |
|---|
| 552 | end do |
|---|
| 553 | |
|---|
| 554 | debug_3D(:,:,44)=bm(:,:)-bmelt(:,:) |
|---|
| 555 | |
|---|
| 556 | where (i_hpresc(:,:).eq.1) ! thickness prescribed |
|---|
| 557 | frelax(:,:) = H_presc(:,:) |
|---|
| 558 | arelax(:,:) = 0. |
|---|
| 559 | brelax(:,:) = 0. |
|---|
| 560 | crelax(:,:) = 1. |
|---|
| 561 | drelax(:,:) = 0. |
|---|
| 562 | erelax(:,:) = 0. |
|---|
| 563 | end where |
|---|
| 564 | |
|---|
| 565 | |
|---|
| 566 | |
|---|
| 567 | |
|---|
| 568 | stopp = .false. |
|---|
| 569 | ntour=0 |
|---|
| 570 | |
|---|
| 571 | |
|---|
| 572 | |
|---|
| 573 | relax_loop: do while(.not.stopp) |
|---|
| 574 | ntour=ntour+1 |
|---|
| 575 | |
|---|
| 576 | |
|---|
| 577 | do j=2,ny-1 |
|---|
| 578 | do i=2,nx-1 |
|---|
| 579 | |
|---|
| 580 | |
|---|
| 581 | reste = (((arelax(i,j)*H(i-1,j) +drelax(i,j)*H(i,j-1)) & |
|---|
| 582 | + (brelax(i,j)*H(i+1,j) + erelax(i,j)*H(i,j+1))) & |
|---|
| 583 | + crelax(i,j)*H(i,j))- frelax(i,j) |
|---|
| 584 | |
|---|
| 585 | if (ntour.eq.1) debug_3D(i,j,49)=(((arelax(i,j)*H(i-1,j) +drelax(i,j)*H(i,j-1)) & |
|---|
| 586 | + (brelax(i,j)*H(i+1,j) + erelax(i,j)*H(i,j+1))) & |
|---|
| 587 | + crelax(i,j)*H(i,j)) |
|---|
| 588 | |
|---|
| 589 | |
|---|
| 590 | deltaH(i,j) = reste/crelax(i,j) |
|---|
| 591 | |
|---|
| 592 | end do |
|---|
| 593 | end do |
|---|
| 594 | |
|---|
| 595 | debug_3D(:,:,50)=arelax(:,:) |
|---|
| 596 | debug_3D(:,:,51)=brelax(:,:) |
|---|
| 597 | debug_3D(:,:,52)=crelax(:,:) |
|---|
| 598 | debug_3D(:,:,53)=drelax(:,:) |
|---|
| 599 | debug_3D(:,:,54)=erelax(:,:) |
|---|
| 600 | debug_3D(:,:,55)=frelax(:,:) |
|---|
| 601 | |
|---|
| 602 | debug_3D(:,:,49)=-deltaH(:,:) |
|---|
| 603 | |
|---|
| 604 | |
|---|
| 605 | H(:,:)=H(:,:)-deltaH(:,:) |
|---|
| 606 | |
|---|
| 607 | !!$if (ntour.eq.1) then |
|---|
| 608 | !!$write(166,*) 'deltaH' |
|---|
| 609 | !!$ |
|---|
| 610 | !!$do j=43,45 |
|---|
| 611 | !!$write(166,*) 'j=',j |
|---|
| 612 | !!$ write(166,*) deltaH(118:122,j) |
|---|
| 613 | !!$end do |
|---|
| 614 | !!$ |
|---|
| 615 | !!$end if |
|---|
| 616 | |
|---|
| 617 | ! critere d'arret: |
|---|
| 618 | ! ---------------- |
|---|
| 619 | |
|---|
| 620 | delh=0 |
|---|
| 621 | |
|---|
| 622 | |
|---|
| 623 | do j=2,ny-1 |
|---|
| 624 | do i=2,nx-1 |
|---|
| 625 | delh=delh+deltaH(i,j)**2 |
|---|
| 626 | end do |
|---|
| 627 | end do |
|---|
| 628 | |
|---|
| 629 | !!$if (time.gt.22102.) then |
|---|
| 630 | !!$ write(166,*) delh,maxval(deltaH(:,:)),maxloc(deltaH(:,:)) |
|---|
| 631 | !!$end if |
|---|
| 632 | |
|---|
| 633 | if (delh.gt.0.) then |
|---|
| 634 | testh=sqrt(delh)/((nx-2)*(ny-2)) |
|---|
| 635 | else |
|---|
| 636 | testh=0. |
|---|
| 637 | endif |
|---|
| 638 | stopp = (testh.lt.1.e-4).or.(ntour.gt.100) |
|---|
| 639 | |
|---|
| 640 | !write(166,*) 'sortie relax',time, ntour,testh,maxval(deltaH(:,:)) |
|---|
| 641 | end do relax_loop |
|---|
| 642 | |
|---|
| 643 | !write(166,*) time,testh,ntour |
|---|
| 644 | |
|---|
| 645 | !!$! conditions aux limites |
|---|
| 646 | !!$ |
|---|
| 647 | |
|---|
| 648 | ! tests d'asym??trie |
|---|
| 649 | !!$it1=2 |
|---|
| 650 | !!$it2=80 |
|---|
| 651 | !!$jt1=41 |
|---|
| 652 | !!$jt2=41 |
|---|
| 653 | !!$if (H(it1,jt1).ne.H(it2,jt2)) then |
|---|
| 654 | !!$ write(6,*)'asymetrie H time',time,'dans resol' |
|---|
| 655 | !!$ write(6,*) 'bm',bm(it1,jt1),bm(it2,jt2) |
|---|
| 656 | !!$ write(6,*) 'vieuxH',vieuxH(it1,jt1),vieuxH(it2,jt2) |
|---|
| 657 | !!$ write(6,*) 'H',H(it1,jt1),H(it2,jt2) |
|---|
| 658 | !!$ write(6,*) 'dfx',dfx(it1,jt1),dfx(it1+1,jt1),dfx(it2,jt2),dfx(it2+1,jt2) |
|---|
| 659 | !!$ write(6,*) 'diffmx',diffmx(it1,jt1),diffmx(it1+1,jt1),diffmx(it2,jt2),diffmx(it2+1,jt2) |
|---|
| 660 | !!$ write(6,*) 'uxbar',uxbar(it1,jt1),uxbar(it1+1,jt1),uxbar(it2,jt2),uxbar(it2+1,jt2) |
|---|
| 661 | !!$ write(6,*) 'dfy',dfy(it1,jt1),dfy(it2,jt2),dfy(it1,jt1+1),dfy(it2,jt2+1) |
|---|
| 662 | !!$ write(6,*) 'sdx',sdx(it1,jt1),sdx(it2,jt2),sdx(it1+1,jt1),sdx(it2-1,jt2) |
|---|
| 663 | !!$ write(6,*) 'sdy',sdy(it1,jt1),sdy(it2,jt2),sdy(it1,jt1+1),sdy(it2,jt2+1) |
|---|
| 664 | !!$ write(6,*) 'sdxmy',sdxmy(it1,jt1),sdxmy(it2,jt2),sdxmy(it1+1,jt1),sdxmy(it2+1,jt2) |
|---|
| 665 | !!$ write(6,*) 'sdymx',sdymx(it1,jt1),sdymx(it2,jt2),sdymx(it1,jt1+1),sdymx(it2,jt2+1) |
|---|
| 666 | !!$ write(6,*)'ddbx',ddbx(it1,jt1),ddby(it2,jt2) |
|---|
| 667 | !!$ write(6,*)'ddx(i,j,1)',ddx(it1,it2,1),ddy(it2,it1,1) |
|---|
| 668 | !!$ write(6,*) 'arelax',arelax(it1,jt1),arelax(it2,jt2),arelax(it1+1,jt1),arelax(it2-1,jt2) |
|---|
| 669 | !!$ write(6,*) 'brelax',brelax(it1,jt1),brelax(it2,jt2),brelax(it1+1,jt1),brelax(it2-1,jt2) |
|---|
| 670 | !!$ write(6,*) 'drelax',drelax(it1,jt1),drelax(it2,jt2) |
|---|
| 671 | !!$ write(6,*) 'erelax',erelax(it1,jt1),erelax(it2,jt2) |
|---|
| 672 | !!$ write(6,*) 'crelax',crelax(it1,jt1),crelax(it2,jt2) |
|---|
| 673 | !!$ write(6,*) 'frelax',frelax(it1,jt1),frelax(it2,jt2) |
|---|
| 674 | !!$ stop |
|---|
| 675 | !!$endif |
|---|
| 676 | |
|---|
| 677 | |
|---|
| 678 | |
|---|
| 679 | ! write(166,*) '---------------------------------------------------------------' |
|---|
| 680 | |
|---|
| 681 | |
|---|
| 682 | |
|---|
| 683 | return |
|---|
| 684 | |
|---|
| 685 | end subroutine resol_adv_diff_2D_Hpresc |
|---|
| 686 | |
|---|
| 687 | end module reso_adv_diff_2D |
|---|
| 688 | |
|---|
| 689 | |
|---|
| 690 | |
|---|
| 691 | |
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