[4] | 1 | !> \file relaxation_water_mod-0.4.f90 |
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| 2 | !! Module pour le calcule de l'ecoulement de l'eau sous la glace |
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| 3 | !! selon une equation de Darcy avec un shema amont. |
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| 4 | !< |
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| 5 | |
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| 6 | !> \namespace RELAXATION_WATER_MOD |
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| 7 | !! Module pour le calcule de l'ecoulement de l'eau sous la glace |
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| 8 | !! selon une equation de Darcy avec un shema amont. |
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| 9 | !! \author Vincent Peyaud |
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| 10 | !! \date septembre 2004 |
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| 11 | !! @note reprise de relaxation_mod (pour le calcul de l'epaisseur) |
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| 12 | !! et adaptation pour le calcul de l'ecoulement de l'eau sous la glace |
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| 13 | !! selon une equation de Darcy avec un shema amont. |
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| 14 | !< |
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| 15 | |
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| 16 | |
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| 17 | ! ************************************************************************ ! |
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| 18 | ! ! |
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| 19 | ! Vincent Peyaud septembre 2004 ! |
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| 20 | ! reprise de relaxation_mod (pour le calcul de l'epaisseur) ! |
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| 21 | ! et adaptation pour le calcul de l'ecoulement de l'eau sous la glace ! |
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| 22 | ! selon une equation de Darcy avec un shema amont. ! |
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| 23 | ! ! |
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| 24 | ! ************************************************************************ ! |
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| 25 | |
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| 26 | MODULE RELAXATION_WATER_MOD |
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| 27 | |
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| 28 | CONTAINS |
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| 29 | |
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| 30 | |
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| 31 | subroutine RELAXATION_WAT(NXX,NYY,DT,DX,vieuxHWATER,BMELT,INFILTR,PGMX,PGMY,KOND,KONDMAX,HWATER) |
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| 32 | implicit none |
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| 33 | |
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| 34 | |
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| 35 | ! declaration des variables en entree |
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| 36 | !------------------------------------------------ |
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| 37 | INTEGER, intent(in) :: NXX, NYY !< defini la taille des tableaux |
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| 38 | REAL, intent(in) :: DT !< pas de temps court |
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| 39 | REAL, intent(in) :: DX !< pas en x |
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| 40 | REAL, intent(in) :: INFILTR !< basal infiltration (lose of water) |
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| 41 | REAL, intent(in) :: KONDMAX !< maximum hydaulic conductivity (outside ice sheet) |
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| 42 | |
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| 43 | REAL,dimension(NXX,NYY), intent(in) :: vieuxHWATER !< H au pas de temps precedent 'o' |
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| 44 | REAL,dimension(NXX,NYY), intent(in) :: BMELT !< basal melting 'o' |
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| 45 | REAL,dimension(NXX,NYY), intent(in) :: PGMX !< hydaulic potential gratient '>' |
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| 46 | REAL,dimension(NXX,NYY), intent(in) :: PGMY !< hydaulic potential gratient '^' |
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| 47 | REAL,dimension(NXX,NYY), intent(in) :: KOND !< hydaulic conductivity 'o' |
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| 48 | |
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| 49 | ! declaration des variables en sortie |
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| 50 | !------------------------------------- |
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| 51 | REAL,dimension(NXX,NYY), intent(out):: HWATER !< basal water thickness 'o' (pressure equivalent) |
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| 52 | |
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| 53 | |
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| 54 | ! declaration des variables locales |
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| 55 | !---------------------------------- |
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| 56 | INTEGER :: I,J |
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| 57 | REAL :: TESTH |
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| 58 | REAL,dimension(NXX,NYY) :: ARELAX,BRELAX,CRELAX,DRELAX,ERELAX,FRELAX |
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| 59 | REAL,dimension(NXX,NYY) :: DELTAH |
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| 60 | REAL :: RESTE,DELH,VH |
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| 61 | INTEGER :: ntour |
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| 62 | INTEGER :: mbord |
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| 63 | REAL :: DTSRGDX |
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| 64 | LOGICAL :: STOPP |
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| 65 | REAL,dimension(NXX,NYY) :: KMX, KMY |
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| 66 | ! REAL :: RHO,RHOW,RHOG !,SECYEAR!! ice density, water density, density*acceleration |
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| 67 | |
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| 68 | HWATER(:,:)= vieuxHWATER(:,:) |
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| 69 | |
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| 70 | ! calcul de kmx et kmx a partir de KOND |
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| 71 | ! conductivite hyrdraulique sur les noeuds mineurs |
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| 72 | ! moyenne harmonique |
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| 73 | ! ---------------------------------------- |
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| 74 | |
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| 75 | do j=1,nyy |
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| 76 | do i=2,nxx |
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| 77 | if (kond(i,j)==0.or.kond(i-1,j)==0) then |
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| 78 | kmx(i,j)=0. ! to avoid division by o |
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| 79 | else |
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| 80 | kmx(i,j)=2*(kond(i,j)*kond(i-1,j))/(kond(i,j)+kond(i-1,j)) |
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| 81 | endif |
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| 82 | |
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| 83 | end do |
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| 84 | end do |
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| 85 | |
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| 86 | do j=2,nyy |
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| 87 | do i=2,nxx |
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| 88 | if (kond(i,j)==0.or.kond(i,j-1)==0) then |
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| 89 | kmy(i,j)=0. ! to avoid division by o |
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| 90 | else |
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| 91 | kmy(i,j)=2*(kond(i,j)*kond(i,j-1))/(kond(i,j)+kond(i,j-1)) |
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| 92 | endif |
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| 93 | |
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| 94 | enddo |
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| 95 | enddo |
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| 96 | |
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| 97 | |
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| 98 | ! attribution des coefficients arelax .... |
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| 99 | ! ---------------------------------------- |
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| 100 | ! SECYEAR=365.*24.*3600. |
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| 101 | ! rho=910. |
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| 102 | ! rhow=1000. |
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| 103 | ! rhog=rhow*9.81 |
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| 104 | ! dtsrgdx=dt/(rhog*DX) a mon avis c'est rhow qu'il fallait utiliser. Maintenant cette |
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| 105 | ! division est faite dans eaubasale |
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| 106 | |
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| 107 | dtsrgdx=dt/DX |
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| 108 | |
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| 109 | |
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| 110 | do J=2,NYY-1 |
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| 111 | do I=2,NXX-1 |
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| 112 | |
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| 113 | FRELAX(I,J)= VIEUXHWATER(I,J)+(BMELT(I,J)-INFILTR)*DT ! |
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| 114 | |
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| 115 | ! selon x |
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| 116 | ! ecoulement vers la droite (sens axe x) |
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| 117 | if ((PGMX(I,J).ge.0.).and.(PGMX(I+1,J).ge.0.)) then |
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| 118 | ARELAX(I,J)=-KMX(I,J)*PGMX(I,J)*dtsrgdx |
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| 119 | BRELAX(I,J)=0. |
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| 120 | CRELAX(I,J)=KMX(I+1,J)*PGMX(I+1,J)*dtsrgdx |
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| 121 | |
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| 122 | ! ecoulement vers la gauche |
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| 123 | else if ((PGMX(I,J).le.0.).and.(PGMX(I+1,J).le.0.)) then |
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| 124 | ARELAX(I,J)=0. |
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| 125 | BRELAX(I,J)=KMX(I+1,J)*PGMX(I+1,J)*dtsrgdx |
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| 126 | CRELAX(I,J)=-KMX(I,J)*PGMX(I,J)*dtsrgdx |
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| 127 | |
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| 128 | ! ecoulement divergent |
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| 129 | else if ((PGMX(I,J).le.0.).and.(PGMX(I+1,J).ge.0.)) then |
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| 130 | ARELAX(I,J)=0. |
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| 131 | BRELAX(I,J)=0. |
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| 132 | CRELAX(I,J)=(KMX(I+1,J)*PGMX(I+1,J)-KMX(I,J)*PGMX(I,J))*dtsrgdx |
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| 133 | |
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| 134 | ! ecoulement convergent |
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| 135 | else if ((PGMX(I,J).ge.0.).and.(PGMX(I+1,J).le.0.)) then |
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| 136 | ARELAX(I,J)=-KMX(I,J)*PGMX(I,J)*dtsrgdx |
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| 137 | BRELAX(I,J)=KMX(I+1,J)*PGMX(I+1,J)*dtsrgdx |
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| 138 | CRELAX(I,J)=0. |
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| 139 | endif |
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| 140 | |
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| 141 | |
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| 142 | |
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| 143 | ! selon y |
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| 144 | ! ecoulement vers le haut (sens axe y) |
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| 145 | if ((PGMY(I,J).ge.0.).and.(PGMY(I,J+1).ge.0.)) then |
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| 146 | DRELAX(I,J)=-KMY(I,J)*PGMY(I,J)*dtsrgdx |
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| 147 | ERELAX(I,J)=0. |
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| 148 | CRELAX(I,J)=CRELAX(I,J)+1. +(KMY(I,J+1)*PGMY(I,J+1)*dtsrgdx) |
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| 149 | |
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| 150 | ! ecoulement vers le bas |
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| 151 | else if ((PGMY(I,J).le.0.).and.(PGMY(I,J+1).le.0.)) then |
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| 152 | DRELAX(I,J)=0. |
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| 153 | ERELAX(I,J)=KMY(I,J+1)*PGMY(I,J+1)*dtsrgdx |
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| 154 | CRELAX(I,J)=CRELAX(I,J)+1. -(KMY(I,J)*PGMY(I,J)*dtsrgdx) |
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| 155 | |
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| 156 | ! ecoulement divergent |
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| 157 | else if ((PGMY(I,J).le.0.).and.(PGMY(I,J+1).ge.0.)) then |
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| 158 | DRELAX(I,J)=0. |
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| 159 | ERELAX(I,J)=0. |
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| 160 | CRELAX(I,J)=CRELAX(I,J)+1.+((KMY(I,J+1)*PGMY(I,J+1)-KMY(I,J)*PGMY(I,J))*dtsrgdx) |
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| 161 | |
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| 162 | ! ecoulement convergent |
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| 163 | else if ((PGMY(I,J).ge.0.).and.(PGMY(I,J+1).le.0.)) then |
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| 164 | DRELAX(I,J)=-KMY(I,J)*PGMY(I,J)*dtsrgdx |
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| 165 | ERELAX(I,J)=KMY(I,J+1)*PGMY(I,J+1)*dtsrgdx |
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| 166 | CRELAX(I,J)=CRELAX(I,J)+1. |
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| 167 | endif |
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| 168 | |
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| 169 | end do |
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| 170 | end do |
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| 171 | |
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| 172 | ! Boucle de relaxation : |
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| 173 | ! ---------------------- |
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| 174 | STOPP = .false. |
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| 175 | |
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| 176 | ntour=0 |
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| 177 | |
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| 178 | Do 362 WHILE(.NOT.STOPP) |
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| 179 | ntour=ntour+1 |
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| 180 | |
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| 181 | do j=2,NYY-1 |
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| 182 | do i=2,NXX-1 |
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| 183 | |
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| 184 | RESTE = (((ARELAX(I,J)*HWATER(I-1,J) + BRELAX(I,J)*HWATER(I+1,J)) & |
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| 185 | + (DRELAX(I,J)*HWATER(I,J-1) + ERELAX(I,J)*HWATER(I,J+1))) & |
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| 186 | + CRELAX(I,J)*HWATER(I,J))- FRELAX(I,J) |
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| 187 | |
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| 188 | DELTAH(I,J) = RESTE/CRELAX(I,J) |
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| 189 | |
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| 190 | end do |
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| 191 | end do |
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| 192 | |
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| 193 | |
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| 194 | |
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| 195 | ! il faut faire le calcul suivant dans une autre boucle car RESTE est fonction |
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| 196 | ! de hwater sur les points voisins. |
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| 197 | do j=2,NYY-1 |
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| 198 | do i=2,NXX-1 |
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| 199 | HWATER(I,J) = HWATER(I,J) - DELTAH(I,J) |
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| 200 | end do |
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| 201 | end do |
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| 202 | |
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| 203 | ! critere d'arret: |
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| 204 | |
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| 205 | |
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| 206 | |
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| 207 | Delh=0 |
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| 208 | Vh=0 |
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| 209 | |
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| 210 | DO j=2,NYY-1 |
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| 211 | DO i=2,NXX-1 |
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| 212 | |
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| 213 | ! write(6,*) I,J,delh,deltah(i,j) |
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| 214 | Delh=Delh+deltah(i,j)**2 |
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| 215 | ! Vh=Vh+h(i,j)**2. |
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| 216 | END DO |
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| 217 | END DO |
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| 218 | |
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| 219 | ! write(6,*) delh,maxval(deltah),minval(deltah) |
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| 220 | ! testh=SQRT(Delh/Vh) |
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| 221 | if (delh.gt.0.) then |
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| 222 | testh=SQRT(Delh)/((NXX-2)*(NYY-2)) |
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| 223 | else |
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| 224 | testh=0. |
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| 225 | endif |
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| 226 | STOPP = (testh.lt.1.E-3).or.(ntour.gt.1000) |
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| 227 | |
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| 228 | |
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| 229 | 362 Continue |
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| 230 | |
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| 231 | end subroutine relaxation_wat |
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| 232 | |
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| 233 | end module relaxation_water_mod |
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