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dynzdf_exp.F90 in trunk/NEMO/OPA_SRC/DYN – NEMO

source: trunk/NEMO/OPA_SRC/DYN/dynzdf_exp.F90 @ 456

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nemo_v1_update_048:RB: reorganization of dynamics part, in addition change atsk to jki, suppress dynhpg_atsk.F90 dynzdf_imp_atsk.F90 dynzdf_iso.F90

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 5.9 KB
Line 
1MODULE dynzdf_exp
2   !!==============================================================================
3   !!                     ***  MODULE  dynzdf_exp  ***
4   !! Ocean dynamics:  vertical component(s) of the momentum mixing trend
5   !!==============================================================================
6
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   dyn_zdf_exp  : update the momentum trend with the vertical diffu-
9   !!                  sion using an explicit time-stepping scheme.
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !! * Modules used
12   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
13   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
14   USE phycst          ! physical constants
15   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
16   USE in_out_manager  ! I/O manager
17   USE taumod          ! surface ocean stress
18   USE prtctl          ! Print control
19
20   IMPLICIT NONE
21   PRIVATE
22
23   !! * Routine accessibility
24   PUBLIC dyn_zdf_exp    ! called by step.F90
25
26   !! * Substitutions
27#  include "domzgr_substitute.h90"
28#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
29   !!----------------------------------------------------------------------
30   !!   OPA 9.0 , LOCEAN-IPSL (2005)
31   !! $Header$
32   !! This software is governed by the CeCILL licence see modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt
33   !!----------------------------------------------------------------------
34
35CONTAINS
36
37   SUBROUTINE dyn_zdf_exp( kt )
38      !!----------------------------------------------------------------------
39      !!                  ***  ROUTINE dyn_zdf_exp  ***
40      !!                   
41      !! ** Purpose :   Compute the trend due to the vert. momentum diffusion
42      !!
43      !! ** Method  :   Explicit forward time stepping with a time splitting
44      !!      technique. The vertical diffusion of momentum is given by:
45      !!         diffu = dz( avmu dz(u) ) = 1/e3u dk+1( avmu/e3uw dk(ub) )
46      !!      Surface boundary conditions: wind stress input
47      !!      Bottom boundary conditions : bottom stress (cf zdfbfr.F90)
48      !!      Add this trend to the general trend ua :
49      !!         ua = ua + dz( avmu dz(u) )
50      !!
51      !! ** Action : - Update (ua,va) with the vertical diffusive trend
52      !!             - Save the trends in (ztdua,ztdva) ('key_trddyn')
53      !!
54      !! History :
55      !!        !  90-10  (B. Blanke)  Original code
56      !!        !  97-05  (G. Madec)  vertical component of isopycnal
57      !!   8.5  !  02-08  (G. Madec)  F90: Free form and module
58      !!   9.0  !  04-08  (C. Talandier)  New trends organization
59      !!---------------------------------------------------------------------
60      !! * Modules used     
61      USE oce, ONLY :    ztdua => ta,    & ! use ta as 3D workspace   
62                         ztdva => sa       ! use sa as 3D workspace   
63      !! * Arguments
64      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt        ! ocean time-step index
65
66      !! * Local declarations
67      INTEGER ::   &
68         ji, jj, jk, jl                    ! dummy loop indices
69      REAL(wp) ::   &
70         zrau0r, zlavmr, z2dt, zua, zva    ! temporary scalars
71      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpk) ::    &
72         zwx, zwy, zwz, zww                ! temporary workspace arrays
73      !!----------------------------------------------------------------------
74
75      IF( kt == nit000 ) THEN
76         IF(lwp) WRITE(numout,*)
77         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_zdf_exp : vertical momentum diffusion explicit operator'
78         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~ '
79      ENDIF
80
81      ! Local constant initialization
82      ! -----------------------------
83      zrau0r = 1. / rau0                                   ! inverse of the reference density
84      zlavmr = 1. / float( n_zdfexp )                      ! inverse of the number of sub time step
85      z2dt = 2. * rdt                                      ! Leap-frog environnement
86
87      IF( neuler == 0 .AND. kt == nit000 )   z2dt = rdt    ! Euler time stepping when starting from rest
88
89      !                                                ! ===============
90      DO jj = 2, jpjm1                                 !  Vertical slab
91         !                                             ! ===============
92
93         ! Surface boundary condition
94         DO ji = 2, jpim1
95            zwy(ji,1) = taux(ji,jj) * zrau0r
96            zww(ji,1) = tauy(ji,jj) * zrau0r
97         END DO 
98
99         ! Initialization of x, z and contingently trends array
100         DO jk = 1, jpk
101            DO ji = 2, jpim1
102               zwx(ji,jk) = ub(ji,jj,jk)
103               zwz(ji,jk) = vb(ji,jj,jk)
104            END DO 
105         END DO 
106
107         ! Time splitting loop
108         DO jl = 1, n_zdfexp
109
110            ! First vertical derivative
111            DO jk = 2, jpk
112               DO ji = 2, jpim1
113                  zwy(ji,jk) = avmu(ji,jj,jk) * ( zwx(ji,jk-1) - zwx(ji,jk) ) / fse3uw(ji,jj,jk) 
114                  zww(ji,jk) = avmv(ji,jj,jk) * ( zwz(ji,jk-1) - zwz(ji,jk) ) / fse3vw(ji,jj,jk)
115               END DO 
116            END DO 
117
118            ! Second vertical derivative and trend estimation at kt+l*rdt/n_zdfexp
119            DO jk = 1, jpkm1
120               DO ji = 2, jpim1
121                  zua = zlavmr*( zwy(ji,jk) - zwy(ji,jk+1) ) / fse3u(ji,jj,jk)
122                  zva = zlavmr*( zww(ji,jk) - zww(ji,jk+1) ) / fse3v(ji,jj,jk)
123                  ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zua
124                  va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zva
125
126                  zwx(ji,jk) = zwx(ji,jk) + z2dt*zua*umask(ji,jj,jk)
127                  zwz(ji,jk) = zwz(ji,jk) + z2dt*zva*vmask(ji,jj,jk)
128               END DO 
129            END DO 
130
131         END DO 
132
133         !                                             ! ===============
134      END DO                                           !   End of slab
135      !                                                ! ===============
136
137   END SUBROUTINE dyn_zdf_exp
138
139   !!==============================================================================
140END MODULE dynzdf_exp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.