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dynzdf_exp.F90 in tags/nemo_v3_2/nemo_v3_2/NEMO/OPA_SRC/DYN – NEMO

source: tags/nemo_v3_2/nemo_v3_2/NEMO/OPA_SRC/DYN/dynzdf_exp.F90 @ 1878

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initial test for nemogcm

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Line 
1MODULE dynzdf_exp
2   !!==============================================================================
3   !!                     ***  MODULE  dynzdf_exp  ***
4   !! Ocean dynamics:  vertical component(s) of the momentum mixing trend
5   !!==============================================================================
6   !! History :      !  90-10  (B. Blanke)  Original code
7   !!                !  97-05  (G. Madec)  vertical component of isopycnal
8   !!           8.5  !  02-08  (G. Madec)  F90: Free form and module
9   !!----------------------------------------------------------------------
10
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   dyn_zdf_exp  : update the momentum trend with the vertical diffu-
13   !!                  sion using an explicit time-stepping scheme.
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !! * Modules used
16   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
17   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
18   USE phycst          ! physical constants
19   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
20   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
21   USE in_out_manager  ! I/O manager
22
23   IMPLICIT NONE
24   PRIVATE
25
26   !! * Routine accessibility
27   PUBLIC dyn_zdf_exp    ! called by step.F90
28
29   !! * Substitutions
30#  include "domzgr_substitute.h90"
31#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
32   !!----------------------------------------------------------------------
33   !!   OPA 9.0 , LOCEAN-IPSL (2005)
34   !! $Id: dynzdf_exp.F90 1537 2009-07-24 14:22:23Z ctlod $
35   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
36   !!----------------------------------------------------------------------
37
38CONTAINS
39
40   SUBROUTINE dyn_zdf_exp( kt, p2dt )
41      !!----------------------------------------------------------------------
42      !!                  ***  ROUTINE dyn_zdf_exp  ***
43      !!                   
44      !! ** Purpose :   Compute the trend due to the vert. momentum diffusion
45      !!
46      !! ** Method  :   Explicit forward time stepping with a time splitting
47      !!      technique. The vertical diffusion of momentum is given by:
48      !!         diffu = dz( avmu dz(u) ) = 1/e3u dk+1( avmu/e3uw dk(ub) )
49      !!      Surface boundary conditions: wind stress input
50      !!      Bottom boundary conditions : bottom stress (cf zdfbfr.F90)
51      !!      Add this trend to the general trend ua :
52      !!         ua = ua + dz( avmu dz(u) )
53      !!
54      !! ** Action : - Update (ua,va) with the vertical diffusive trend
55      !!---------------------------------------------------------------------
56      !! * Arguments
57      INTEGER , INTENT( in ) ::   kt                           ! ocean time-step index
58      REAL(wp), INTENT( in ) ::   p2dt                         ! time-step
59
60      !! * Local declarations
61      INTEGER ::   ji, jj, jk, jl                              ! dummy loop indices
62      REAL(wp) ::   zrau0r, zlavmr, zua, zva                   ! temporary scalars
63      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpk) ::   zwx, zwy, zwz, zww     ! temporary workspace arrays
64      !!----------------------------------------------------------------------
65
66      IF( kt == nit000 ) THEN
67         IF(lwp) WRITE(numout,*)
68         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_zdf_exp : vertical momentum diffusion explicit operator'
69         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~ '
70      ENDIF
71
72      ! Local constant initialization
73      ! -----------------------------
74      zrau0r = 1. / rau0                                   ! inverse of the reference density
75      zlavmr = 1. / float( nn_zdfexp )                      ! inverse of the number of sub time step
76
77      !                                                ! ===============
78      DO jj = 2, jpjm1                                 !  Vertical slab
79         !                                             ! ===============
80
81         ! Surface boundary condition
82         DO ji = 2, jpim1
83            zwy(ji,1) = utau(ji,jj) * zrau0r
84            zww(ji,1) = vtau(ji,jj) * zrau0r
85         END DO 
86
87         ! Initialization of x, z and contingently trends array
88         DO jk = 1, jpk
89            DO ji = 2, jpim1
90               zwx(ji,jk) = ub(ji,jj,jk)
91               zwz(ji,jk) = vb(ji,jj,jk)
92            END DO 
93         END DO 
94
95         ! Time splitting loop
96         DO jl = 1, nn_zdfexp
97
98            ! First vertical derivative
99            DO jk = 2, jpk
100               DO ji = 2, jpim1
101                  zwy(ji,jk) = avmu(ji,jj,jk) * ( zwx(ji,jk-1) - zwx(ji,jk) ) / fse3uw(ji,jj,jk) 
102                  zww(ji,jk) = avmv(ji,jj,jk) * ( zwz(ji,jk-1) - zwz(ji,jk) ) / fse3vw(ji,jj,jk)
103               END DO 
104            END DO 
105
106            ! Second vertical derivative and trend estimation at kt+l*rdt/nn_zdfexp
107            DO jk = 1, jpkm1
108               DO ji = 2, jpim1
109                  zua = zlavmr*( zwy(ji,jk) - zwy(ji,jk+1) ) / fse3u(ji,jj,jk)
110                  zva = zlavmr*( zww(ji,jk) - zww(ji,jk+1) ) / fse3v(ji,jj,jk)
111                  ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zua
112                  va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zva
113
114                  zwx(ji,jk) = zwx(ji,jk) + p2dt*zua*umask(ji,jj,jk)
115                  zwz(ji,jk) = zwz(ji,jk) + p2dt*zva*vmask(ji,jj,jk)
116               END DO 
117            END DO 
118
119         END DO 
120
121         !                                             ! ===============
122      END DO                                           !   End of slab
123      !                                                ! ===============
124
125   END SUBROUTINE dyn_zdf_exp
126
127   !!==============================================================================
128END MODULE dynzdf_exp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.