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Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
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dynkeg.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps/src/OCE/DYN – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps/src/OCE/DYN/dynkeg.F90 @ 11822

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Branch 2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps. Sette tested updates to branch to align with trunk changes between 10721 and 11740. Sette tests are passing but results differ from branch before these changes (except for GYRE_PISCES and VORTEX) and branch results already differed from trunk because of algorithmic fixes. Will need more checks to confirm correctness.
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.9 KB
Line 
1MODULE dynkeg
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  dynkeg  ***
4   !! Ocean dynamics:  kinetic energy gradient trend
5   !!======================================================================
6   !! History :  1.0  !  1987-09  (P. Andrich, M.-A. Foujols)  Original code
7   !!            7.0  !  1997-05  (G. Madec)  Split dynber into dynkeg and dynhpg
8   !!  NEMO      1.0  !  2002-07  (G. Madec)  F90: Free form and module
9   !!            3.6  !  2015-05  (N. Ducousso, G. Madec)  add Hollingsworth scheme as an option
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   dyn_keg      : update the momentum trend with the horizontal tke
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
16   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
17   USE trd_oce         ! trends: ocean variables
18   USE trddyn          ! trend manager: dynamics
19   !
20   USE in_out_manager  ! I/O manager
21   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
22   USE lib_mpp         ! MPP library
23   USE prtctl          ! Print control
24   USE timing          ! Timing
25   USE bdy_oce         ! ocean open boundary conditions
26
27   IMPLICIT NONE
28   PRIVATE
29
30   PUBLIC   dyn_keg    ! routine called by step module
31   
32   INTEGER, PARAMETER, PUBLIC  ::   nkeg_C2  = 0   !: 2nd order centered scheme (standard scheme)
33   INTEGER, PARAMETER, PUBLIC  ::   nkeg_HW  = 1   !: Hollingsworth et al., QJRMS, 1983
34   !
35   REAL(wp) ::   r1_48 = 1._wp / 48._wp   !: =1/(4*2*6)
36   
37   !! * Substitutions
38#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
39   !!----------------------------------------------------------------------
40   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
41   !! $Id$
42   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
43   !!----------------------------------------------------------------------
44CONTAINS
45
46   SUBROUTINE dyn_keg( kt, kscheme, Kmm, puu, pvv, Krhs )
47      !!----------------------------------------------------------------------
48      !!                  ***  ROUTINE dyn_keg  ***
49      !!
50      !! ** Purpose :   Compute the now momentum trend due to the horizontal
51      !!      gradient of the horizontal kinetic energy and add it to the
52      !!      general momentum trend.
53      !!
54      !! ** Method  : * kscheme = nkeg_C2 : 2nd order centered scheme that
55      !!      conserve kinetic energy. Compute the now horizontal kinetic energy
56      !!         zhke = 1/2 [ mi-1( un^2 ) + mj-1( vn^2 ) ]
57      !!              * kscheme = nkeg_HW : Hollingsworth correction following
58      !!      Arakawa (2001). The now horizontal kinetic energy is given by:
59      !!         zhke = 1/6 [ mi-1(  2 * un^2 + ((u(j+1)+u(j-1))/2)^2  )
60      !!                    + mj-1(  2 * vn^2 + ((v(i+1)+v(i-1))/2)^2  ) ]
61      !!     
62      !!      Take its horizontal gradient and add it to the general momentum
63      !!      trend.
64      !!         u(rhs) = u(rhs) - 1/e1u di[ zhke ]
65      !!         v(rhs) = v(rhs) - 1/e2v dj[ zhke ]
66      !!
67      !! ** Action : - Update the (puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs)) with the hor. ke gradient trend
68      !!             - send this trends to trd_dyn (l_trddyn=T) for post-processing
69      !!
70      !! ** References : Arakawa, A., International Geophysics 2001.
71      !!                 Hollingsworth et al., Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 1983.
72      !!----------------------------------------------------------------------
73      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  kt               ! ocean time-step index
74      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  kscheme          ! =0/1   type of KEG scheme
75      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  Kmm, Krhs        ! ocean time level indices
76      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt), INTENT(inout) ::  puu, pvv         ! ocean velocities and RHS of momentum equation
77      !
78      INTEGER  ::   ji, jj, jk             ! dummy loop indices
79      REAL(wp) ::   zu, zv                   ! local scalars
80      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)        ::   zhke
81      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::   ztrdu, ztrdv 
82      !!----------------------------------------------------------------------
83      !
84      IF( ln_timing )   CALL timing_start('dyn_keg')
85      !
86      IF( kt == nit000 ) THEN
87         IF(lwp) WRITE(numout,*)
88         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_keg : kinetic energy gradient trend, scheme number=', kscheme
89         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
90      ENDIF
91
92      IF( l_trddyn ) THEN           ! Save the input trends
93         ALLOCATE( ztrdu(jpi,jpj,jpk) , ztrdv(jpi,jpj,jpk) )
94         ztrdu(:,:,:) = puu(:,:,:,Krhs) 
95         ztrdv(:,:,:) = pvv(:,:,:,Krhs) 
96      ENDIF
97     
98      zhke(:,:,jpk) = 0._wp
99
100      SELECT CASE ( kscheme )             !== Horizontal kinetic energy at T-point  ==!
101      !
102      CASE ( nkeg_C2 )                          !--  Standard scheme  --!
103         DO jk = 1, jpkm1
104            DO jj = 2, jpj
105               DO ji = fs_2, jpi   ! vector opt.
106                  zu =    puu(ji-1,jj  ,jk,Kmm) * puu(ji-1,jj  ,jk,Kmm)   &
107                     &  + puu(ji  ,jj  ,jk,Kmm) * puu(ji  ,jj  ,jk,Kmm)
108                  zv =    pvv(ji  ,jj-1,jk,Kmm) * pvv(ji  ,jj-1,jk,Kmm)   &
109                     &  + pvv(ji  ,jj  ,jk,Kmm) * pvv(ji  ,jj  ,jk,Kmm)
110                  zhke(ji,jj,jk) = 0.25_wp * ( zv + zu )
111               END DO 
112            END DO
113         END DO
114      CASE ( nkeg_HW )                          !--  Hollingsworth scheme  --!
115         DO jk = 1, jpkm1
116            DO jj = 2, jpjm1       
117               DO ji = fs_2, jpim1   ! vector opt.
118                  zu = 8._wp * ( puu(ji-1,jj  ,jk,Kmm) * puu(ji-1,jj  ,jk,Kmm)    &
119                     &         + puu(ji  ,jj  ,jk,Kmm) * puu(ji  ,jj  ,jk,Kmm) )  &
120                     &   +     ( puu(ji-1,jj-1,jk,Kmm) + puu(ji-1,jj+1,jk,Kmm) ) * ( puu(ji-1,jj-1,jk,Kmm) + puu(ji-1,jj+1,jk,Kmm) )   &
121                     &   +     ( puu(ji  ,jj-1,jk,Kmm) + puu(ji  ,jj+1,jk,Kmm) ) * ( puu(ji  ,jj-1,jk,Kmm) + puu(ji  ,jj+1,jk,Kmm) )
122                     !
123                  zv = 8._wp * ( pvv(ji  ,jj-1,jk,Kmm) * pvv(ji  ,jj-1,jk,Kmm)    &
124                     &         + pvv(ji  ,jj  ,jk,Kmm) * pvv(ji  ,jj  ,jk,Kmm) )  &
125                     &  +      ( pvv(ji-1,jj-1,jk,Kmm) + pvv(ji+1,jj-1,jk,Kmm) ) * ( pvv(ji-1,jj-1,jk,Kmm) + pvv(ji+1,jj-1,jk,Kmm) )   &
126                     &  +      ( pvv(ji-1,jj  ,jk,Kmm) + pvv(ji+1,jj  ,jk,Kmm) ) * ( pvv(ji-1,jj  ,jk,Kmm) + pvv(ji+1,jj  ,jk,Kmm) )
127                  zhke(ji,jj,jk) = r1_48 * ( zv + zu )
128               END DO 
129            END DO
130         END DO
131         CALL lbc_lnk( 'dynkeg', zhke, 'T', 1. )
132         !
133      END SELECT 
134      !
135      DO jk = 1, jpkm1                    !==  grad( KE ) added to the general momentum trends  ==!
136         DO jj = 2, jpjm1
137            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
138               puu(ji,jj,jk,Krhs) = puu(ji,jj,jk,Krhs) - ( zhke(ji+1,jj  ,jk) - zhke(ji,jj,jk) ) / e1u(ji,jj)
139               pvv(ji,jj,jk,Krhs) = pvv(ji,jj,jk,Krhs) - ( zhke(ji  ,jj+1,jk) - zhke(ji,jj,jk) ) / e2v(ji,jj)
140            END DO
141         END DO
142      END DO
143      !
144      IF( l_trddyn ) THEN                 ! save the Kinetic Energy trends for diagnostic
145         ztrdu(:,:,:) = puu(:,:,:,Krhs) - ztrdu(:,:,:)
146         ztrdv(:,:,:) = pvv(:,:,:,Krhs) - ztrdv(:,:,:)
147         CALL trd_dyn( ztrdu, ztrdv, jpdyn_keg, kt, Kmm )
148         DEALLOCATE( ztrdu , ztrdv )
149      ENDIF
150      !
151      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=puu(:,:,:,Krhs), clinfo1=' keg  - Ua: ', mask1=umask,   &
152         &                       tab3d_2=pvv(:,:,:,Krhs), clinfo2=       ' Va: ', mask2=vmask, clinfo3='dyn' )
153      !
154      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('dyn_keg')
155      !
156   END SUBROUTINE dyn_keg
157
158   !!======================================================================
159END MODULE dynkeg
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.