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Line 
1MODULE dynldf_lap_blp
2   !!======================================================================
3   !!                   ***  MODULE  dynldf_lap_blp  ***
4   !! Ocean dynamics:  lateral viscosity trend (laplacian and bilaplacian)
5   !!======================================================================
6   !! History : 3.7  ! 2014-01  (G. Madec, S. Masson)  Original code, re-entrant laplacian
7   !!----------------------------------------------------------------------
8
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   dyn_ldf_lap   : update the momentum trend with the lateral viscosity using an iso-level   laplacian operator
11   !!   dyn_ldf_blp   : update the momentum trend with the lateral viscosity using an iso-level bilaplacian operator
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce            ! ocean dynamics and tracers
14   USE dom_oce        ! ocean space and time domain
15   USE ldfdyn         ! lateral diffusion: eddy viscosity coef.
16   USE ldfslp         ! iso-neutral slopes
17   USE zdf_oce        ! ocean vertical physics
18   !
19   USE in_out_manager ! I/O manager
20   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
21
22   IMPLICIT NONE
23   PRIVATE
24
25   PUBLIC dyn_ldf_lap  ! called by dynldf.F90
26   PUBLIC dyn_ldf_blp  ! called by dynldf.F90
27
28   !! * Substitutions
29#  include "do_loop_substitute.h90"
30   !!----------------------------------------------------------------------
31   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
32   !! $Id$
33   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
34   !!----------------------------------------------------------------------
35CONTAINS
36
37   SUBROUTINE dyn_ldf_lap( kt, Kbb, Kmm, pu, pv, pu_rhs, pv_rhs, kpass )
38      !!----------------------------------------------------------------------
39      !!                     ***  ROUTINE dyn_ldf_lap  ***
40      !!                       
41      !! ** Purpose :   Compute the before horizontal momentum diffusive
42      !!      trend and add it to the general trend of momentum equation.
43      !!
44      !! ** Method  :   The Laplacian operator apply on horizontal velocity is
45      !!      writen as :   grad_h( ahmt div_h(U )) - curl_h( ahmf curl_z(U) )
46      !!
47      !! ** Action : - pu_rhs, pv_rhs increased by the harmonic operator applied on pu, pv.
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      INTEGER                         , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
50      INTEGER                         , INTENT(in   ) ::   Kbb, Kmm   ! ocean time level indices
51      INTEGER                         , INTENT(in   ) ::   kpass      ! =1/2 first or second passage
52      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(in   ) ::   pu, pv     ! before velocity  [m/s]
53      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(inout) ::   pu_rhs, pv_rhs   ! velocity trend   [m/s2]
54      !
55      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
56      REAL(wp) ::   zsign        ! local scalars
57      REAL(wp) ::   zua, zva     ! local scalars
58      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zcur, zdiv
59      !!----------------------------------------------------------------------
60      !
61      IF( kt == nit000 .AND. lwp ) THEN
62         WRITE(numout,*)
63         WRITE(numout,*) 'dyn_ldf : iso-level harmonic (laplacian) operator, pass=', kpass
64         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
65      ENDIF
66      !
67      IF( kpass == 1 ) THEN   ;   zsign =  1._wp      ! bilaplacian operator require a minus sign
68      ELSE                    ;   zsign = -1._wp      !  (eddy viscosity coef. >0)
69      ENDIF
70      !
71      !                                                ! ===============
72      DO jk = 1, jpkm1                                 ! Horizontal slab
73         !                                             ! ===============
74         DO_2D_01_01
75            !                                      ! ahm * e3 * curl  (computed from 1 to jpim1/jpjm1)
76            zcur(ji-1,jj-1) = ahmf(ji-1,jj-1,jk) * e3f(ji-1,jj-1,jk) * r1_e1e2f(ji-1,jj-1)       &   ! ahmf already * by fmask
77               &     * (  e2v(ji  ,jj-1) * pv(ji  ,jj-1,jk) - e2v(ji-1,jj-1) * pv(ji-1,jj-1,jk)  &
78               &        - e1u(ji-1,jj  ) * pu(ji-1,jj  ,jk) + e1u(ji-1,jj-1) * pu(ji-1,jj-1,jk)  )
79            !                                      ! ahm * div        (computed from 2 to jpi/jpj)
80            zdiv(ji,jj)     = ahmt(ji,jj,jk) * r1_e1e2t(ji,jj) / e3t(ji,jj,jk,Kbb)               &   ! ahmt already * by tmask
81               &     * (  e2u(ji,jj)*e3u(ji,jj,jk,Kbb) * pu(ji,jj,jk) - e2u(ji-1,jj)*e3u(ji-1,jj,jk,Kbb) * pu(ji-1,jj,jk)  &
82               &        + e1v(ji,jj)*e3v(ji,jj,jk,Kbb) * pv(ji,jj,jk) - e1v(ji,jj-1)*e3v(ji,jj-1,jk,Kbb) * pv(ji,jj-1,jk)  )
83         END_2D
84         !
85         DO_2D_00_00
86            pu_rhs(ji,jj,jk) = pu_rhs(ji,jj,jk) + zsign * umask(ji,jj,jk) * (    &    ! * by umask is mandatory for dyn_ldf_blp use
87               &              - ( zcur(ji  ,jj) - zcur(ji,jj-1) ) * r1_e2u(ji,jj) / e3u(ji,jj,jk,Kmm)   &
88               &              + ( zdiv(ji+1,jj) - zdiv(ji,jj  ) ) * r1_e1u(ji,jj)                      )
89               !
90            pv_rhs(ji,jj,jk) = pv_rhs(ji,jj,jk) + zsign * vmask(ji,jj,jk) * (    &    ! * by vmask is mandatory for dyn_ldf_blp use
91               &                ( zcur(ji,jj  ) - zcur(ji-1,jj) ) * r1_e1v(ji,jj) / e3v(ji,jj,jk,Kmm)   &
92               &              + ( zdiv(ji,jj+1) - zdiv(ji  ,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)                      )
93         END_2D
94         !                                             ! ===============
95      END DO                                           !   End of slab
96      !                                                ! ===============
97      !
98   END SUBROUTINE dyn_ldf_lap
99
100
101   SUBROUTINE dyn_ldf_blp( kt, Kbb, Kmm, pu, pv, pu_rhs, pv_rhs )
102      !!----------------------------------------------------------------------
103      !!                 ***  ROUTINE dyn_ldf_blp  ***
104      !!                   
105      !! ** Purpose :   Compute the before lateral momentum viscous trend
106      !!              and add it to the general trend of momentum equation.
107      !!
108      !! ** Method  :   The lateral viscous trends is provided by a bilaplacian
109      !!      operator applied to before field (forward in time).
110      !!      It is computed by two successive calls to dyn_ldf_lap routine
111      !!
112      !! ** Action :   pt(:,:,:,:,Krhs)   updated with the before rotated bilaplacian diffusion
113      !!----------------------------------------------------------------------
114      INTEGER                         , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
115      INTEGER                         , INTENT(in   ) ::   Kbb, Kmm   ! ocean time level indices
116      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(in   ) ::   pu, pv     ! before velocity fields
117      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(inout) ::   pu_rhs, pv_rhs   ! momentum trend
118      !
119      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   zulap, zvlap   ! laplacian at u- and v-point
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      !
122      IF( kt == nit000 )  THEN
123         IF(lwp) WRITE(numout,*)
124         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dyn_ldf_blp : bilaplacian operator momentum '
125         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
126      ENDIF
127      !
128      zulap(:,:,:) = 0._wp
129      zvlap(:,:,:) = 0._wp
130      !
131      CALL dyn_ldf_lap( kt, Kbb, Kmm, pu, pv, zulap, zvlap, 1 )   ! rotated laplacian applied to pt (output in zlap,Kbb)
132      !
133      CALL lbc_lnk_multi( 'dynldf_lap_blp', zulap, 'U', -1.0_wp, zvlap, 'V', -1.0_wp )             ! Lateral boundary conditions
134      !
135      CALL dyn_ldf_lap( kt, Kbb, Kmm, zulap, zvlap, pu_rhs, pv_rhs, 2 )   ! rotated laplacian applied to zlap (output in pt(:,:,:,:,Krhs))
136      !
137   END SUBROUTINE dyn_ldf_blp
138
139   !!======================================================================
140END MODULE dynldf_lap_blp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.