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program main 

 implicit none

        integer i,j,k,l,m,n

        Integer,Parameter :: Nxm   = 224, Nxp  = 1057, Nx = Nxm + Nxp

        Integer,Parameter :: Ny    = 161

        Integer,Parameter :: Nz    = 161

        Real*8              U(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              V(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              W(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              P(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              T(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dudx(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dudy(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dudz(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dvdx(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dvdy(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dvdz(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dwdx(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dwdy(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8              dwdz(-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)



        Real*8              dd  (3,3,-2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        Real*8             Omega(3,  -2:Nx+2,-2:Ny+2,-2:Nz+2)

        integer(kind=4)               :: u_file

        integer(kind=4)               :: v_file

        integer(kind=4)               :: w_file

        Real*8              Levi(1:3,1:3,1:3) 

        Real*8,Parameter :: pi  = 3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944592307816406286208998628034825d0

        Real*8,Parameter :: Ldelta = 2.0d0 * pi

        Real*8,Parameter :: Lx  = 14.4* Ldelta

        Real*8,Parameter :: Ly  = 1.0d0 * Ldelta

        Real*8,Parameter :: Lz  = 1.0d0 * Ldelta

        Real*8,Parameter :: Lxm = 1.2 * Ldelta

        Real*8,Parameter :: Lxp = Lx - Lxm

        Real*8,Parameter :: dy = Ly / ( 161.0d0 - 1.0d0 )

        Real*8,Parameter :: dz = Lz / ( 161.0d0 - 1.0d0 )

        Real*8              dx (-1:Nx)

        Real*8              c1_dx (0:Nx)

        Real*8              c1_dx2(0:Nx)

        Real*8              x(0:Nx)

        Real*8              y(0:Ny)

        Real*8              z(0:Nz)



        Real*8              dxm(0:Nx)

        Real*8              dxhm(0:Nx)

        Real*8              c1_dxm(0:Nx)

        Real*8              c1_dxhm(0:Nx)

        Real*8              dxp(0:Nx)

        Real*8              dxhp(0:Nx)

        Real*8              c1_dxp(0:Nx)

        Real*8              c1_dxhp(0:Nx)



        Real*8              dxm_dxp(Nx-1)

        Real*8              c1_dxhpxm(Nx-1)

        Real*8              dxp_dxm(Nx-1)

        Real*8              c1_dxhmxp(Nx-1)

        Real*8,Parameter :: alp_x1  = 0.9d0

        Real*8,Parameter :: alp_x2  = 0.2d0

        Real*8,Parameter :: alpha_x  = ( Lxp / (1057.0d0 - 1.0d0) ) - ( alp_x1 * Lxm / 224.0d0 )

        Real*8,Parameter :: c1_4       = 1.0d0 /   4.0d0

        Real*8              x_alf, x_Nxm

        Real*8,Parameter :: c1_dz      = 1.0d0 /   dz

        Real*8,Parameter :: c1_dy      = 1.0d0 /   dy

        integer             iter, Count, rl ,Nt

        real*8              time

 

       

        Open(40, File = 'fgg0126Ob_ityp_UVWPT_bu', Form = 'unFormatted', Status = 'unknown')

        read(40) Nt, time

        read(40) U

        read(40) V

        read(40) W

        read(40) P

        read(40) T



        Close(40)

        

        write(*,*) Nt



        x(0) = 0.0d0



         Do i = 1, Nxm, 1

          Select Case(i)

          Case(            : Nxm  /4 )

          x(i) = x(i-1) + ( (alp_x2 / Dble( Nxm/4 )) * Dble(i) + ( 1.0d0 - alp_x2 ) )  &

                        * ( alpha_x * ( dcos(2.0d0 * pi * (Dble(i - 1) )/Dble(Nxm) ) ) **2 + (Lxp/Dble(Nxp -1) - alpha_x) )

          Case( Nxm/4   +1 : Nxm*3/4 )

          x(i) = x(i-1) + ( alpha_x * ( dcos(2.0d0 * pi * (Dble(Nxm/4) )/Dble(Nxm) ) ) **2 + (Lxp/Dble(Nxp -1) - alpha_x) )

          Case( Nxm*3/4 +1 : Nxm     )

          x(i) = x(i-1) + ( alpha_x * ( dcos(2.0d0 * pi * (Dble(i - 1) )/Dble(Nxm) ) ) **2 + (Lxp/Dble(Nxp -1) - alpha_x) )

          End Select   

        End Do



        x_alf = 2.0d0

        x_Nxm = x(Nxm)





        Do i = Nxm, Nx, 1

          x (i) = (i - Dble(Nxm)) * ( Lxp / Dble(Nxp -1) ) + Lxm

        End Do



        dx(0) = x(0) - ( 2.0d0 * x(0) - x(1) )

        Do i = 1, Nx, 1

          dx(i) = x(i) - x(i-1)  

        End Do



        !$OMP PARALLEL DO PRIVATE(i) SHARED(dxm,dxp,c1_dx,c1_dx2)

        Do i = 0, Nx, 1

          dxm(i)    = 0.5d0 * dx(i)

          dxp(i)    = 0.5d0 * dx(i)

          c1_dx (i) = 1.0d0 /  dx(i)

          c1_dx2(i) = 1.0d0 / (dx(i  ) * dx(i))

        End Do

        !$OMP End PARALLEL DO



        !$OMP PARALLEL DO PRIVATE(i) SHARED(dxhm,dxhp)

        Do i = 1, Nx-1, 1

          dxhm(i)     = ( dx(i-1) + dx(i  ) ) * 0.5d0

          dxhp(i)     = ( dx(i  ) + dx(i+1) ) * 0.5d0

        End Do

        !$OMP End PARALLEL DO



        !$OMP PARALLEL DO PRIVATE(i) SHARED(c1_dxm,c1_dxp,c1_dxhm,c1_dxhp)

        Do i = 1, Nx-1, 1

          c1_dxm (i)  = 1.0d0 /   dxm (i)

          c1_dxp (i)  = 1.0d0 /   dxp (i)

          c1_dxhm(i)  = 1.0d0 /   dxhm(i)

          c1_dxhp(i)  = 1.0d0 /   dxhp(i)

        End Do

        !$OMP End PARALLEL DO





!       ------ Velocity Gradient------

        

        Do k =1,  Nz-1

         Do j = 1,  Ny-1 

           Do i =   1, Nx-1, 1  

!       ------ (i,j,k) = (1,1)------

          dudx(i,j,k) =             (    - U(i-1,j  ,k) + U(i  ,j  ,k)    )*c1_dx(i)        

!       ------ (i,j,k) = (1,2)------

          dudy(i,j,k) = c1_4 * ( +  (    - U(i-1,j-1,k) + U(i-1,j,k  )    )*c1_dy                 &  

                                 +  (    - U(i-1,j,k  ) + U(i-1,j+1,k)    )*c1_dy                 &     

                                 +  (    - U(i  ,j-1,k) + U(i  ,j,k  )    )*c1_dy                 &

                                 +  (    - U(i  ,j  ,k) + U(i,  j+1,k)    )*c1_dy       )         

!       ------ (i,j,k) = (1,3)------

          dudz(i,j,k) = c1_4 * ( +  (    - U(i-1,j,k-1) + U(i-1,j,k  )    )*c1_dz                 & 

                                 +  (    - U(i-1,j,k  ) + U(i-1,j,k+1)    )*c1_dz                  &           

                                 +  (    - U(i  ,j,k-1) + U(i  ,j,k  )    )*c1_dz           & 

                                 +  (    - U(i  ,j,k  ) + U(i,  j,k+1)    )*c1_dz       )      

!       ------ (i,j,k) = (2,1)------

          dvdx(i,j,k) = c1_4 * ( +  (    - V(i-1,j-1,k) + V(i  ,j-1,k)    )*c1_dxhm(i)            &

                                 +  (    - V(i  ,j-1,k) + V(i+1,j-1,k)    )*c1_dxhp(i)            &

                                 +  (    - V(i-1,j  ,k) + V(i  ,j  ,k)    )*c1_dxhm(i)            &

                                 +  (    - V(i  ,j  ,k) + V(i+1,j  ,k)    )*c1_dxhp(i)  )         

!       ------ (i,j,k) = (2,2)------

          dvdy(i,j,k) =             (    - V(i  ,j-1,k) + V(i  ,j  ,k)    )*c1_dy  

!       ------ (i,j,k) = (2,3)------

          dvdz(i,j,k) = c1_4 * ( +  (    - V(i,j-1,k-1) + V(i,j-1,k  )    )*c1_dz          &

                                 +  (    - V(i,j-1,k  ) + V(i,j-1,k+1)    )*c1_dz               &        

                                 +  (    - V(i,j  ,k-1) + V(i,j  ,k  )    )*c1_dz              &

                                 +  (    - V(i,j  ,k  ) + V(i,j  ,k+1)    )*c1_dz       )          



!       ------ (i,j,k) = (3,1)------

          dwdx(i,j,k) =    c1_4 * ( +  (    - W(i-1,j,k-1) + W(i  ,j,k-1)    )*c1_dxhm(i)            &

                                 +  (    - W(i  ,j,k-1) + W(i+1,j,k-1)    )*c1_dxhp(i)            &

                                 +  (    - W(i-1,j,k  ) + W(i  ,j,k  )    )*c1_dxhm(i)            &

                                 +  (    - W(i  ,j,k  ) + W(i+1,j,k  )    )*c1_dxhp(i)  )  



!       ------ (i,j,k) = (3,2)------

          dwdy(i,j,k) =    c1_4 * ( +  (    - W(i,j-1,k-1) + W(i,j  ,k-1)    )*c1_dy          &

                                 +  (    - W(i,j  ,k-1) + W(i,j+1,k-1)    )*c1_dy              &

                                 +  (    - W(i,j-1,k  ) + W(i,j  ,k  )    )*c1_dy              &

                                 +  (    - W(i,j  ,k  ) + W(i,j+1,k  )    )*c1_dy       )           

!       ------ (i,j,k) = (3,3)------                 

          dwdz(i,j,k) =                (    - W(i  ,j,k-1) + W(i  ,j  ,k)    )*c1_dz

        

       End Do

         End Do 

        End Do



        

        Do k = 145,  176

          Do j = 145,  176 

            Do i =   1, Nx-1, 1       

          dd(1,1,i,j,k) = dudx(i,j,k)

          dd(1,2,i,j,k) = dudy(i,j,k)

          dd(1,3,i,j,k) = dudz(i,j,k)

          dd(2,1,i,j,k) = dvdx(i,j,k)

          dd(2,2,i,j,k) = dvdy(i,j,k)

          dd(2,3,i,j,k) = dvdz(i,j,k)

          dd(3,1,i,j,k) = dwdx(i,j,k)

          dd(3,2,i,j,k) = dwdy(i,j,k)

          dd(3,3,i,j,k) = dwdz(i,j,k)

            End Do

          End Do

        End Do



!       ------ Levi-Civita ------

    Do k = 1, 3, 1

    Do j = 1, 3, 1

        Do i = 1, 3, 1

          levi(i,j,k) = 0.0d0  

    End Do; End Do; End Do  



        levi(1,2,3) = 1.0d0 

        levi(3,1,2) = 1.0d0 

        levi(2,3,1) = 1.0d0 



        levi(1,3,2) = -1.0d0 

        levi(2,1,3) = -1.0d0 

        levi(3,2,1) = -1.0d0      







        Omega(:,:,:,:) = 0.0d0

        

        Do k = 1, Nz-1

          Do j = 1, Ny-1 

            Do i = 1, Nx-1, 1     

          Do l = 1, 3       

          Do m = 1, 3 

          Do n = 1, 3  

            Omega(l,i,j,k) = Omega(l,i,j,k) + levi(l,m,n) *  dd(m,n,i,j,k) 

          End Do; End Do; End Do        

        End Do

          End Do

        End Do

end program