forked from lijiext/lammps
git-svn-id: svn://svn.icms.temple.edu/lammps-ro/trunk@11394 f3b2605a-c512-4ea7-a41b-209d697bcdaa
This commit is contained in:
parent
1ba04dabf6
commit
1631ff7a4c
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@ -1,479 +0,0 @@
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/* ----------------------------------------------------------------------
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LAMMPS - Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator
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http://lammps.sandia.gov, Sandia National Laboratories
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Steve Plimpton, sjplimp@sandia.gov
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Copyright (2003) Sandia Corporation. Under the terms of Contract
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DE-AC04-94AL85000 with Sandia Corporation, the U.S. Government retains
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certain rights in this software. This software is distributed under
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the GNU General Public License.
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See the README file in the top-level LAMMPS directory.
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------------------------------------------------------------------------- */
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/* ----------------------------------------------------------------------
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||||||
Common functionality for the CMM coarse grained MD potentials.
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Contributing author: Axel Kohlmeyer <akohlmey@gmail.com>
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------------------------------------------------------------------------- */
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#include "pair_cmm_common.h"
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#include "memory.h"
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#include "stdlib.h"
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||||||
#include "string.h"
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||||||
#include "ctype.h"
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||||||
#include "math.h"
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||||||
#include "math_const.h"
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||||||
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||||||
using namespace LAMMPS_NS;
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||||||
using namespace MathConst;
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#define SMALL 1.0e-6
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/* ---------------------------------------------------------------------- */
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||||||
PairCMMCommon::PairCMMCommon(class LAMMPS *lmp) : Pair(lmp)
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{
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ftable = NULL;
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||||||
allocated_coul = 0;
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||||||
kappa = 0.0;
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||||||
respa_enable = 0;
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||||||
single_enable = 0;
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}
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||||||
/* ---------------------------------------------------------------------- *
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||||||
* clean up common arrays *
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||||||
* ---------------------------------------------------------------------- */
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||||||
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||||||
PairCMMCommon::~PairCMMCommon() {
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||||||
if (allocated) {
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memory->destroy(setflag);
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||||||
memory->destroy(cg_type);
|
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||||||
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||||||
memory->destroy(cut);
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|
||||||
memory->destroy(cutsq);
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||||||
memory->destroy(epsilon);
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||||||
memory->destroy(sigma);
|
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||||||
memory->destroy(offset);
|
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||||||
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||||||
memory->destroy(lj1);
|
|
||||||
memory->destroy(lj2);
|
|
||||||
memory->destroy(lj3);
|
|
||||||
memory->destroy(lj4);
|
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||||||
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||||||
allocated = 0;
|
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||||||
}
|
|
||||||
}
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||||||
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||||||
/* ---------------------------------------------------------------------- *
|
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||||||
* allocate common arrays *
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||||||
* ---------------------------------------------------------------------- */
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||||||
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void PairCMMCommon::allocate()
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{
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allocated = 1;
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int n = atom->ntypes;
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||||||
|
|
||||||
memory->create(setflag,n+1,n+1,"paircg:setflag");
|
|
||||||
memory->create(cg_type,n+1,n+1,"paircg:cg_type");
|
|
||||||
for (int i = 1; i <= n; i++) {
|
|
||||||
for (int j = i; j <= n; j++) {
|
|
||||||
setflag[i][j] = 0;
|
|
||||||
cg_type[i][j] = CG_NOT_SET;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
memory->create(cut,n+1,n+1,"paircg:cut");
|
|
||||||
memory->create(cutsq,n+1,n+1,"paircg:cutsq");
|
|
||||||
memory->create(epsilon,n+1,n+1,"paircg:epsilon");
|
|
||||||
memory->create(sigma,n+1,n+1,"paircg:sigma");
|
|
||||||
memory->create(offset,n+1,n+1,"paircg:offset");
|
|
||||||
|
|
||||||
memory->create(lj1,n+1,n+1,"paircg:lj1");
|
|
||||||
memory->create(lj2,n+1,n+1,"paircg:lj2");
|
|
||||||
memory->create(lj3,n+1,n+1,"paircg:lj3");
|
|
||||||
memory->create(lj4,n+1,n+1,"paircg:lj4");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
global settings
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|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
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||||||
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||||||
// arguments to the pair_style command (global version)
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||||||
// args = cutoff (cutoff2 (kappa))
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||||||
void PairCMMCommon::settings(int narg, char **arg)
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||||||
{
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||||||
if ((narg < 1) || (narg > 3)) error->all(FLERR,"Illegal pair_style command");
|
|
||||||
|
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||||||
cut_lj_global = force->numeric(FLERR,arg[0]);
|
|
||||||
if (narg == 1) cut_coul_global = cut_lj_global;
|
|
||||||
else cut_coul_global = force->numeric(FLERR,arg[1]);
|
|
||||||
cut_coulsq_global = cut_coul_global*cut_coul_global;
|
|
||||||
|
|
||||||
// exponential coulomb screening (optional)
|
|
||||||
if (narg == 3) kappa = force->numeric(FLERR,arg[2]);
|
|
||||||
if (fabs(kappa) < SMALL) kappa=0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
// reset cutoffs that have been explicitly set
|
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||||||
if (allocated) {
|
|
||||||
int i,j;
|
|
||||||
for (i = 1; i <= atom->ntypes; i++) {
|
|
||||||
for (j = i+1; j <= atom->ntypes; j++) {
|
|
||||||
if (setflag[i][j]) {
|
|
||||||
cut[i][j] = cut_lj_global;
|
|
||||||
if (allocated_coul) {
|
|
||||||
cut[i][j] = MAX(cut_lj_global,cut_coul_global);
|
|
||||||
cut_lj[i][j] = cut_lj_global;
|
|
||||||
cut_coul[i][j] = cut_coul_global;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
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||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
set coeffs for one or more type pairs
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||||||
------------------------------------------------------------------------- */
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||||||
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||||||
void PairCMMCommon::coeff(int narg, char **arg)
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||||||
{
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|
||||||
if (narg < 5 || narg > 7) error->all(FLERR,"Incorrect args for pair coefficients");
|
|
||||||
if (!allocated) allocate();
|
|
||||||
|
|
||||||
int ilo,ihi,jlo,jhi;
|
|
||||||
force->bounds(arg[0],atom->ntypes,ilo,ihi);
|
|
||||||
force->bounds(arg[1],atom->ntypes,jlo,jhi);
|
|
||||||
|
|
||||||
int cg_type_one=find_cg_type(arg[2]);
|
|
||||||
if (cg_type_one == CG_NOT_SET) error->all(FLERR,"Error reading CG type flag.");
|
|
||||||
|
|
||||||
double epsilon_one = force->numeric(FLERR,arg[3]);
|
|
||||||
double sigma_one = force->numeric(FLERR,arg[4]);
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|
||||||
|
|
||||||
double cut_lj_one = cut_lj_global;
|
|
||||||
double cut_coul_one = cut_coul_global;
|
|
||||||
if (narg >= 6) cut_lj_one = force->numeric(FLERR,arg[5]);
|
|
||||||
if (narg == 7) cut_coul_one = force->numeric(FLERR,arg[6]);
|
|
||||||
|
|
||||||
int count = 0;
|
|
||||||
for (int i = ilo; i <= ihi; i++) {
|
|
||||||
for (int j = MAX(jlo,i); j <= jhi; j++) {
|
|
||||||
cg_type[i][j] = cg_type_one;
|
|
||||||
epsilon[i][j] = epsilon_one;
|
|
||||||
sigma[i][j] = sigma_one;
|
|
||||||
setflag[i][j] = 1;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (allocated_coul) {
|
|
||||||
cut_lj[i][j] = cut_lj_one;
|
|
||||||
cut_coul[i][j] = cut_coul_one;
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
cut[i][j] = cut_lj_one;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
count++;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (count == 0) error->all(FLERR,"Incorrect args for pair coefficients");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
init specific to this pair style
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
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||||||
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||||||
void PairCMMCommon::init_style()
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||||||
{
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||||||
// request regular or rRESPA neighbor lists
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||||||
|
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||||||
int irequest;
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||||||
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||||||
if (update->whichflag == 0 && strstr(update->integrate_style,"respa")) {
|
|
||||||
int respa = 0;
|
|
||||||
if (((Respa *) update->integrate)->level_inner >= 0) respa = 1;
|
|
||||||
if (((Respa *) update->integrate)->level_middle >= 0) respa = 2;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (respa == 0) irequest = neighbor->request(this);
|
|
||||||
else if (respa == 1) {
|
|
||||||
irequest = neighbor->request(this);
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->id = 1;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->half = 0;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->respainner = 1;
|
|
||||||
irequest = neighbor->request(this);
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->id = 3;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->half = 0;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->respaouter = 1;
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
irequest = neighbor->request(this);
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->id = 1;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->half = 0;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->respainner = 1;
|
|
||||||
irequest = neighbor->request(this);
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->id = 2;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->half = 0;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->respamiddle = 1;
|
|
||||||
irequest = neighbor->request(this);
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->id = 3;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->half = 0;
|
|
||||||
neighbor->requests[irequest]->respaouter = 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
} else irequest = neighbor->request(this);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
neighbor callback to inform pair style of neighbor list to use
|
|
||||||
regular or rRESPA
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
|
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||||||
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||||||
void PairCMMCommon::init_list(int id, NeighList *ptr)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (id == 0) list = ptr;
|
|
||||||
else if (id == 1) listinner = ptr;
|
|
||||||
else if (id == 2) listmiddle = ptr;
|
|
||||||
else if (id == 3) listouter = ptr;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
init for one type pair i,j and corresponding j,i
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
double PairCMMCommon::init_one(int i, int j)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (setflag[i][j] == 0) {
|
|
||||||
error->all(FLERR,"for CG styles, epsilon and sigma need to be set explicitly for all pairs.");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
const int cgt = cg_type[i][j];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (cgt == CG_NOT_SET)
|
|
||||||
error->all(FLERR,"unrecognized LJ parameter flag");
|
|
||||||
|
|
||||||
lj1[i][j] = cg_prefact[cgt] * cg_pow1[cgt] * epsilon[i][j] * pow(sigma[i][j],cg_pow1[cgt]);
|
|
||||||
lj2[i][j] = cg_prefact[cgt] * cg_pow2[cgt] * epsilon[i][j] * pow(sigma[i][j],cg_pow2[cgt]);
|
|
||||||
lj3[i][j] = cg_prefact[cgt] * epsilon[i][j] * pow(sigma[i][j],cg_pow1[cgt]);
|
|
||||||
lj4[i][j] = cg_prefact[cgt] * epsilon[i][j] * pow(sigma[i][j],cg_pow2[cgt]);
|
|
||||||
|
|
||||||
double mycut = cut[i][j];
|
|
||||||
if (offset_flag) {
|
|
||||||
double ratio = sigma[i][j] / mycut;
|
|
||||||
offset[i][j] = cg_prefact[cgt] * epsilon[i][j] * (pow(ratio,cg_pow1[cgt]) - pow(ratio,cg_pow2[cgt]));
|
|
||||||
} else offset[i][j] = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (allocated_coul) {
|
|
||||||
mycut = MAX(cut_lj[i][j],cut_coul[i][j]);
|
|
||||||
cut[i][j] = mycut;
|
|
||||||
cut_ljsq[i][j]=cut_lj[i][j]*cut_lj[i][j];
|
|
||||||
cut_coulsq[i][j]=cut_coul[i][j]*cut_coul[i][j];
|
|
||||||
if (offset_flag) {
|
|
||||||
double ratio = sigma[i][j] / cut_lj[i][j];
|
|
||||||
offset[i][j] = cg_prefact[cgt] * epsilon[i][j] * (pow(ratio,cg_pow1[cgt]) - pow(ratio,cg_pow2[cgt]));
|
|
||||||
} else offset[i][j] = 0.0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// make sure data is stored symmetrically
|
|
||||||
lj1[j][i] = lj1[i][j];
|
|
||||||
lj2[j][i] = lj2[i][j];
|
|
||||||
lj3[j][i] = lj3[i][j];
|
|
||||||
lj4[j][i] = lj4[i][j];
|
|
||||||
offset[j][i] = offset[i][j];
|
|
||||||
cg_type[j][i] = cg_type[i][j];
|
|
||||||
cut[j][i] = mycut;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (allocated_coul) {
|
|
||||||
cut_lj[j][i]=cut_lj[i][j];
|
|
||||||
cut_ljsq[j][i]=cut_ljsq[i][j];
|
|
||||||
cut_coul[j][i]=cut_coul[i][j];
|
|
||||||
cut_coulsq[j][i]=cut_coulsq[i][j];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// compute I,J contribution to long-range tail correction
|
|
||||||
// count total # of atoms of type I and J via Allreduce
|
|
||||||
if (tail_flag) {
|
|
||||||
#if 1
|
|
||||||
error->all(FLERR,"tail correction not (yet) supported by CG potentials.");
|
|
||||||
#else
|
|
||||||
int *type = atom->type;
|
|
||||||
int nlocal = atom->nlocal;
|
|
||||||
|
|
||||||
double count[2],all[2];
|
|
||||||
count[0] = count[1] = 0.0;
|
|
||||||
for (int k = 0; k < nlocal; k++) {
|
|
||||||
if (type[k] == i) count[0] += 1.0;
|
|
||||||
if (type[k] == j) count[1] += 1.0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
MPI_Allreduce(count,all,2,MPI_DOUBLE,MPI_SUM,world);
|
|
||||||
|
|
||||||
double sig2 = sigma[i][j]*sigma[i][j];
|
|
||||||
double sig6 = sig2*sig2*sig2;
|
|
||||||
double rc3 = cut[i][j]*cut[i][j]*cut[i][j];
|
|
||||||
double rc6 = rc3*rc3;
|
|
||||||
double rc9 = rc3*rc6;
|
|
||||||
etail_ij = 8.0*MY_PI*all[0]*all[1]*epsilon[i][j] *
|
|
||||||
sig6 * (sig6 - 3.0*rc6) / (9.0*rc9);
|
|
||||||
ptail_ij = 16.0*MY_PI*all[0]*all[1]*epsilon[i][j] *
|
|
||||||
sig6 * (2.0*sig6 - 3.0*rc6) / (9.0*rc9);
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return mycut;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
proc 0 writes to restart file
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
void PairCMMCommon::write_restart(FILE *fp)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int i,j;
|
|
||||||
for (i = 1; i <= atom->ntypes; i++) {
|
|
||||||
for (j = i; j <= atom->ntypes; j++) {
|
|
||||||
fwrite(&setflag[i][j],sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
if (setflag[i][j]) {
|
|
||||||
fwrite(&cg_type[i][j],sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&epsilon[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&sigma[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&cut[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
if (allocated_coul) {
|
|
||||||
fwrite(&cut_lj[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&cut_coul[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
proc 0 reads from restart file, bcasts
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
void PairCMMCommon::read_restart(FILE *fp)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int i,j;
|
|
||||||
int me = comm->me;
|
|
||||||
for (i = 1; i <= atom->ntypes; i++) {
|
|
||||||
for (j = i; j <= atom->ntypes; j++) {
|
|
||||||
if (me == 0) fread(&setflag[i][j],sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&setflag[i][j],1,MPI_INT,0,world);
|
|
||||||
if (setflag[i][j]) {
|
|
||||||
if (me == 0) {
|
|
||||||
fread(&cg_type[i][j],sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
fread(&epsilon[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fread(&sigma[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fread(&cut[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
if(allocated_coul) {
|
|
||||||
fread(&cut_lj[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fread(&cut_coul[i][j],sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
MPI_Bcast(&cg_type[i][j],1,MPI_INT,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&epsilon[i][j],1,MPI_DOUBLE,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&sigma[i][j],1,MPI_DOUBLE,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&cut[i][j],1,MPI_DOUBLE,0,world);
|
|
||||||
if (allocated_coul) {
|
|
||||||
MPI_Bcast(&cut_lj[i][j],1,MPI_DOUBLE,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&cut_coul[i][j],1,MPI_DOUBLE,0,world);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
proc 0 writes to restart file
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
void PairCMMCommon::write_restart_settings(FILE *fp)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
fwrite(&cut_lj_global,sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&cut_coul_global,sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&kappa,sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&offset_flag,sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&mix_flag,sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
fwrite(&tail_flag,sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
proc 0 reads from restart file, bcasts
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
void PairCMMCommon::read_restart_settings(FILE *fp)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int me = comm->me;
|
|
||||||
if (me == 0) {
|
|
||||||
fread(&cut_lj_global,sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fread(&cut_coul_global,sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fread(&kappa,sizeof(double),1,fp);
|
|
||||||
fread(&offset_flag,sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
fread(&mix_flag,sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
fread(&tail_flag,sizeof(int),1,fp);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
MPI_Bcast(&cut_lj_global,1,MPI_DOUBLE,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&cut_coul_global,1,MPI_DOUBLE,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&kappa,1,MPI_DOUBLE,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&offset_flag,1,MPI_INT,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&mix_flag,1,MPI_INT,0,world);
|
|
||||||
MPI_Bcast(&tail_flag,1,MPI_INT,0,world);
|
|
||||||
cut_coulsq_global = cut_coul_global*cut_coul_global;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
double PairCMMCommon::memory_usage()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
double bytes=Pair::memory_usage();
|
|
||||||
|
|
||||||
int n = atom->ntypes;
|
|
||||||
|
|
||||||
// setflag/cg_type
|
|
||||||
bytes += (n+1)*(n+1)*sizeof(int)*2;
|
|
||||||
// cut/cutsq/epsilon/sigma/offset/lj1/lj2/lj3/lj4
|
|
||||||
bytes += (n+1)*(n+1)*sizeof(double)*9;
|
|
||||||
|
|
||||||
return bytes;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ------------------------------------------------------------------------ */
|
|
||||||
|
|
||||||
double PairCMMCommon::eval_single(int coul_type, int i, int j, int itype, int jtype,
|
|
||||||
double rsq, double factor_coul, double factor_lj,
|
|
||||||
double &fforce)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
double lj_force, lj_erg, coul_force, coul_erg;
|
|
||||||
lj_force=lj_erg=coul_force=coul_erg=0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cut_ljsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
|
|
||||||
const int cgt = cg_type[itype][jtype];
|
|
||||||
const double cgpow1 = cg_pow1[cgt];
|
|
||||||
const double cgpow2 = cg_pow2[cgt];
|
|
||||||
const double cgpref = cg_prefact[cgt];
|
|
||||||
|
|
||||||
const double ratio = sigma[itype][jtype]/sqrt(rsq);
|
|
||||||
const double eps = epsilon[itype][jtype];
|
|
||||||
|
|
||||||
lj_force = cgpref*eps * (cgpow1*pow(ratio,cgpow1)
|
|
||||||
- cgpow2*pow(ratio,cgpow2))/rsq;
|
|
||||||
lj_erg = cgpref*eps * (pow(ratio,cgpow1) - pow(ratio,cgpow2));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cut_coul[itype][jtype]) {
|
|
||||||
if(coul_type == CG_COUL_LONG) {
|
|
||||||
error->all(FLERR,"single energy computation with long-range coulomb not supported by CG potentials.");
|
|
||||||
} else if ((coul_type == CG_COUL_CUT) || (coul_type == CG_COUL_DEBYE)) {
|
|
||||||
const double r2inv = 1.0/rsq;
|
|
||||||
const double rinv = sqrt(r2inv);
|
|
||||||
const double qscreen=exp(-kappa*sqrt(rsq));
|
|
||||||
coul_force = force->qqrd2e * atom->q[i]*atom->q[j]*rinv * qscreen * (kappa + rinv);
|
|
||||||
coul_erg = force->qqrd2e * atom->q[i]*atom->q[j]*rinv * qscreen;
|
|
||||||
// error->all(FLERR,"single energy computation with coulomb not supported by CG potentials.");
|
|
||||||
} else if (coul_type == CG_COUL_NONE) {
|
|
||||||
; // do nothing
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
error->all(FLERR,"unknown coulomb type with CG potentials.");
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
fforce = factor_lj*lj_force + factor_coul*coul_force;
|
|
||||||
return factor_lj*lj_erg + factor_coul*coul_erg;
|
|
||||||
}
|
|
|
@ -1,692 +0,0 @@
|
||||||
/* -*- c++ -*- ----------------------------------------------------------
|
|
||||||
LAMMPS - Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator
|
|
||||||
http://lammps.sandia.gov, Sandia National Laboratories
|
|
||||||
Steve Plimpton, sjplimp@sandia.gov
|
|
||||||
|
|
||||||
Copyright (2003) Sandia Corporation. Under the terms of Contract
|
|
||||||
DE-AC04-94AL85000 with Sandia Corporation, the U.S. Government retains
|
|
||||||
certain rights in this software. This software is distributed under
|
|
||||||
the GNU General Public License.
|
|
||||||
|
|
||||||
See the README file in the top-level LAMMPS directory.
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ----------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
Common functionality for the CMM coarse grained MD potentials.
|
|
||||||
Contributing author: Axel Kohlmeyer <akohlmey@gmail.com>
|
|
||||||
------------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
#ifndef LMP_PAIR_CMM_COMMON_H
|
|
||||||
#define LMP_PAIR_CMM_COMMON_H
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "pair.h"
|
|
||||||
#include "atom.h"
|
|
||||||
#include "comm.h"
|
|
||||||
#include "error.h"
|
|
||||||
#include "force.h"
|
|
||||||
#include "neighbor.h"
|
|
||||||
#include "neigh_list.h"
|
|
||||||
#include "neigh_request.h"
|
|
||||||
#include "respa.h"
|
|
||||||
#include "update.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "cg_cmm_parms.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "math.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
namespace LAMMPS_NS {
|
|
||||||
|
|
||||||
#define EWALD_F 1.12837917
|
|
||||||
#define EWALD_P 0.3275911
|
|
||||||
#define EWALD_A1 0.254829592
|
|
||||||
#define EWALD_A2 -0.284496736
|
|
||||||
#define EWALD_A3 1.421413741
|
|
||||||
#define EWALD_A4 -1.453152027
|
|
||||||
#define EWALD_A5 1.061405429
|
|
||||||
|
|
||||||
class PairCMMCommon : public Pair , public CGCMMParms {
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
|
|
||||||
PairCMMCommon(class LAMMPS *);
|
|
||||||
virtual ~PairCMMCommon();
|
|
||||||
|
|
||||||
virtual void settings(int, char **);
|
|
||||||
virtual void coeff(int, char **);
|
|
||||||
virtual void init_style();
|
|
||||||
virtual void init_list(int, class NeighList *);
|
|
||||||
virtual double init_one(int, int);
|
|
||||||
|
|
||||||
virtual void write_restart(FILE *);
|
|
||||||
virtual void read_restart(FILE *);
|
|
||||||
virtual void write_restart_settings(FILE *);
|
|
||||||
virtual void read_restart_settings(FILE *);
|
|
||||||
|
|
||||||
virtual double memory_usage();
|
|
||||||
|
|
||||||
protected:
|
|
||||||
|
|
||||||
// coarse grain flags
|
|
||||||
int **cg_type;
|
|
||||||
|
|
||||||
// lennard jones parameters
|
|
||||||
double cut_lj_global, **cut, **cut_lj, **cut_ljsq;
|
|
||||||
double **epsilon, **sigma;
|
|
||||||
double **lj1, **lj2, **lj3, **lj4, **offset;
|
|
||||||
|
|
||||||
// coulomb parameters
|
|
||||||
int allocated_coul; // 0/1 = whether coulomb arrays are allocated
|
|
||||||
double cut_coul_global, cut_coulsq_global, kappa, g_ewald;
|
|
||||||
double **cut_coul, **cut_coulsq;
|
|
||||||
|
|
||||||
// r-RESPA parameters
|
|
||||||
double *cut_respa;
|
|
||||||
|
|
||||||
// methods
|
|
||||||
virtual void allocate();
|
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
|
||||||
|
|
||||||
// disable default constructor
|
|
||||||
PairCMMCommon();
|
|
||||||
|
|
||||||
protected:
|
|
||||||
// general optimizeable real space loops
|
|
||||||
template < const int EVFLAG, const int EFLAG,
|
|
||||||
const int NEWTON_PAIR, const int COUL_TYPE >
|
|
||||||
void eval_verlet();
|
|
||||||
template < const int NEWTON_PAIR, const int COUL_TYPE >
|
|
||||||
void eval_inner();
|
|
||||||
template < const int NEWTON_PAIR, const int COUL_TYPE >
|
|
||||||
void eval_middle();
|
|
||||||
template < const int EVFLAG, const int EFLAG, const int VFLAG,
|
|
||||||
const int NEWTON_PAIR, const int COUL_TYPE >
|
|
||||||
void eval_outer();
|
|
||||||
|
|
||||||
// this one is not performance critical... no template needed.
|
|
||||||
double eval_single(int, int, int, int, int,
|
|
||||||
double, double, double, double &);
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
/* this is the inner heart of the CG potentials. */
|
|
||||||
#define CG_LJ_INNER(eflag,fvar) \
|
|
||||||
fvar=factor_lj; \
|
|
||||||
if (eflag) evdwl=factor_lj; \
|
|
||||||
\
|
|
||||||
if (cgt == CG_LJ12_4) { \
|
|
||||||
const double r4inv=r2inv*r2inv; \
|
|
||||||
\
|
|
||||||
fvar *= r4inv*(lj1[itype][jtype]*r4inv*r4inv \
|
|
||||||
- lj2[itype][jtype]); \
|
|
||||||
\
|
|
||||||
if (eflag) { \
|
|
||||||
evdwl *= r4inv*(lj3[itype][jtype]*r4inv*r4inv \
|
|
||||||
- lj4[itype][jtype]) - offset[itype][jtype]; \
|
|
||||||
} \
|
|
||||||
} else if (cgt == CG_LJ9_6) { \
|
|
||||||
const double r3inv = r2inv*sqrt(r2inv); \
|
|
||||||
const double r6inv = r3inv*r3inv; \
|
|
||||||
fvar *= r6inv*(lj1[itype][jtype]*r3inv \
|
|
||||||
- lj2[itype][jtype]); \
|
|
||||||
if (eflag) { \
|
|
||||||
evdwl *= r6inv*(lj3[itype][jtype]*r3inv \
|
|
||||||
- lj4[itype][jtype]) - offset[itype][jtype]; \
|
|
||||||
} \
|
|
||||||
} else if (cgt == CG_LJ12_6) { \
|
|
||||||
const double r6inv = r2inv*r2inv*r2inv; \
|
|
||||||
fvar *= r6inv*(lj1[itype][jtype]*r6inv \
|
|
||||||
- lj2[itype][jtype]); \
|
|
||||||
if (eflag) { \
|
|
||||||
evdwl *= r6inv*(lj3[itype][jtype]*r6inv \
|
|
||||||
- lj4[itype][jtype]) - offset[itype][jtype]; \
|
|
||||||
} \
|
|
||||||
} else { \
|
|
||||||
/* do nothing. this is a "cannot happen(TM)" case */ \
|
|
||||||
; \
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
#define CG_LJ_ENERGY(eflag) \
|
|
||||||
if (eflag) { \
|
|
||||||
evdwl=factor_lj; \
|
|
||||||
\
|
|
||||||
if (cgt == CG_LJ12_4) { \
|
|
||||||
const double r4inv=r2inv*r2inv; \
|
|
||||||
evdwl *= r4inv*(lj3[itype][jtype]*r4inv*r4inv \
|
|
||||||
- lj4[itype][jtype]) - offset[itype][jtype]; \
|
|
||||||
} else if (cgt == CG_LJ9_6) { \
|
|
||||||
const double r3inv = r2inv*sqrt(r2inv); \
|
|
||||||
const double r6inv = r3inv*r3inv; \
|
|
||||||
evdwl *= r6inv*(lj3[itype][jtype]*r3inv \
|
|
||||||
- lj4[itype][jtype]) - offset[itype][jtype]; \
|
|
||||||
} else if (cgt == CG_LJ12_6) { \
|
|
||||||
const double r6inv = r2inv*r2inv*r2inv; \
|
|
||||||
evdwl *= r6inv*(lj3[itype][jtype]*r6inv \
|
|
||||||
- lj4[itype][jtype]) - offset[itype][jtype]; \
|
|
||||||
} else { \
|
|
||||||
/* do nothing. this is a "cannot happen(TM)" case */ \
|
|
||||||
; \
|
|
||||||
} \
|
|
||||||
} \
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
template < const int EVFLAG, const int EFLAG,
|
|
||||||
const int NEWTON_PAIR, const int COUL_TYPE >
|
|
||||||
void PairCMMCommon::eval_verlet()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
double ** const x = atom->x;
|
|
||||||
double ** const f = atom->f;
|
|
||||||
const double * const q = atom->q;
|
|
||||||
const int * const type = atom->type;
|
|
||||||
const int nlocal = atom->nlocal;
|
|
||||||
const double * const special_lj = force->special_lj;
|
|
||||||
const double * const special_coul = force->special_coul;
|
|
||||||
const double qqrd2e = force->qqrd2e;
|
|
||||||
double factor_lj,factor_coul;
|
|
||||||
|
|
||||||
const int inum = list->inum;
|
|
||||||
const int * const ilist = list->ilist;
|
|
||||||
const int * const numneigh = list->numneigh;
|
|
||||||
int * const * const firstneigh = list->firstneigh;
|
|
||||||
|
|
||||||
// loop over neighbors of my atoms
|
|
||||||
|
|
||||||
int ii,jj;
|
|
||||||
for (ii = 0; ii < inum; ii++) {
|
|
||||||
const int i = ilist[ii];
|
|
||||||
const double xtmp = x[i][0];
|
|
||||||
const double ytmp = x[i][1];
|
|
||||||
const double ztmp = x[i][2];
|
|
||||||
double qtmp = (COUL_TYPE != CG_COUL_NONE) ? q[i] : 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
const int itype = type[i];
|
|
||||||
const int * const jlist = firstneigh[i];
|
|
||||||
const int jnum = numneigh[i];
|
|
||||||
|
|
||||||
for (jj = 0; jj < jnum; jj++) {
|
|
||||||
int j2 = jlist[jj];
|
|
||||||
factor_lj = special_lj[sbmask(j2)];
|
|
||||||
factor_coul = special_coul[sbmask(j2)];
|
|
||||||
const int j = j2 & NEIGHMASK;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double delx = xtmp - x[j][0];
|
|
||||||
const double dely = ytmp - x[j][1];
|
|
||||||
const double delz = ztmp - x[j][2];
|
|
||||||
const double rsq = delx*delx + dely*dely + delz*delz;
|
|
||||||
const int jtype = type[j];
|
|
||||||
|
|
||||||
double evdwl = 0.0;
|
|
||||||
double ecoul = 0.0;
|
|
||||||
double fpair = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double r2inv = 1.0/rsq;
|
|
||||||
const int cgt=cg_type[itype][jtype];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cutsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
if (COUL_TYPE == CG_COUL_NONE) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(EFLAG,fpair);
|
|
||||||
fpair *= r2inv;
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
double forcelj = 0.0;
|
|
||||||
double forcecoul = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cut_ljsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(EFLAG,forcelj);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// coulomb with cutoff and screening
|
|
||||||
if ((COUL_TYPE == CG_COUL_CUT) || (COUL_TYPE == CG_COUL_DEBYE)) {
|
|
||||||
if (rsq < cut_coulsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
double r=sqrt(rsq);
|
|
||||||
double qscreen=exp(-kappa*r);
|
|
||||||
forcecoul = factor_coul * qqrd2e
|
|
||||||
* qtmp * q[j] * qscreen * (kappa + 1.0/r);
|
|
||||||
if (EFLAG) ecoul=factor_coul*qqrd2e
|
|
||||||
* qtmp*q[j] * qscreen / r;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (COUL_TYPE == CG_COUL_LONG) {
|
|
||||||
if (rsq < cut_coulsq_global) {
|
|
||||||
if (!ncoultablebits || rsq <= tabinnersq) {
|
|
||||||
const double r = sqrt(rsq);
|
|
||||||
|
|
||||||
const double grij = g_ewald * r;
|
|
||||||
const double expm2 = exp(-grij*grij);
|
|
||||||
const double t = 1.0 / (1.0 + EWALD_P*grij);
|
|
||||||
const double erfc = t * (EWALD_A1+t*(EWALD_A2+t*(EWALD_A3+t*(EWALD_A4+t*EWALD_A5)))) * expm2;
|
|
||||||
const double prefactor = qqrd2e * qtmp*q[j]/r;
|
|
||||||
forcecoul = prefactor * (erfc + EWALD_F*grij*expm2);
|
|
||||||
if (EFLAG) ecoul = prefactor*erfc;
|
|
||||||
if (factor_coul < 1.0) {
|
|
||||||
forcecoul -= (1.0-factor_coul)*prefactor;
|
|
||||||
if (EFLAG) ecoul -= (1.0-factor_coul)*prefactor;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
union_int_float_t rsq_lookup;
|
|
||||||
rsq_lookup.f = rsq;
|
|
||||||
int itable = rsq_lookup.i & ncoulmask;
|
|
||||||
itable >>= ncoulshiftbits;
|
|
||||||
const double fraction = (rsq_lookup.f - rtable[itable]) * drtable[itable];
|
|
||||||
const double table = ftable[itable] + fraction*dftable[itable];
|
|
||||||
forcecoul = qtmp*q[j] * table;
|
|
||||||
if (EFLAG) {
|
|
||||||
const double table2 = etable[itable] + fraction*detable[itable];
|
|
||||||
ecoul = qtmp*q[j] * table2;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (factor_coul < 1.0) {
|
|
||||||
const double table2 = ctable[itable] + fraction*dctable[itable];
|
|
||||||
const double prefactor = qtmp*q[j] * table2;
|
|
||||||
forcecoul -= (1.0-factor_coul)*prefactor;
|
|
||||||
if (EFLAG) ecoul -= (1.0-factor_coul)*prefactor;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
fpair = (forcecoul + forcelj) * r2inv;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
f[i][0] += delx*fpair;
|
|
||||||
f[i][1] += dely*fpair;
|
|
||||||
f[i][2] += delz*fpair;
|
|
||||||
if (NEWTON_PAIR || j < nlocal) {
|
|
||||||
f[j][0] -= delx*fpair;
|
|
||||||
f[j][1] -= dely*fpair;
|
|
||||||
f[j][2] -= delz*fpair;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (EVFLAG) ev_tally(i,j,nlocal,NEWTON_PAIR,
|
|
||||||
evdwl,ecoul,fpair,delx,dely,delz);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (vflag_fdotr) virial_fdotr_compute();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
template < const int NEWTON_PAIR, const int COUL_TYPE >
|
|
||||||
void PairCMMCommon::eval_inner()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
double ** const x = atom->x;
|
|
||||||
double ** const f = atom->f;
|
|
||||||
const double * const q = atom->q;
|
|
||||||
const int * const type = atom->type;
|
|
||||||
const int nlocal = atom->nlocal;
|
|
||||||
const double * const special_lj = force->special_lj;
|
|
||||||
const double * const special_coul = force->special_coul;
|
|
||||||
const double qqrd2e = force->qqrd2e;
|
|
||||||
double factor_lj,factor_coul;
|
|
||||||
|
|
||||||
const int inum = listinner->inum;
|
|
||||||
const int * const ilist = listinner->ilist;
|
|
||||||
const int * const numneigh = listinner->numneigh;
|
|
||||||
int * const * const firstneigh = listinner->firstneigh;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double cut_out_on = cut_respa[0];
|
|
||||||
const double cut_out_off = cut_respa[1];
|
|
||||||
|
|
||||||
const double cut_out_diff = cut_out_off - cut_out_on;
|
|
||||||
const double cut_out_on_sq = cut_out_on*cut_out_on;
|
|
||||||
const double cut_out_off_sq = cut_out_off*cut_out_off;
|
|
||||||
|
|
||||||
// loop over neighbors of my atoms
|
|
||||||
|
|
||||||
int ii,jj;
|
|
||||||
for (ii = 0; ii < inum; ii++) {
|
|
||||||
const int i = ilist[ii];
|
|
||||||
const double xtmp = x[i][0];
|
|
||||||
const double ytmp = x[i][1];
|
|
||||||
const double ztmp = x[i][2];
|
|
||||||
double qtmp = (COUL_TYPE != CG_COUL_NONE) ? q[i] : 0.0;
|
|
||||||
const int itype = type[i];
|
|
||||||
const int * const jlist = firstneigh[i];
|
|
||||||
const int jnum = numneigh[i];
|
|
||||||
|
|
||||||
for (jj = 0; jj < jnum; jj++) {
|
|
||||||
int j2 = jlist[jj];
|
|
||||||
factor_lj = special_lj[sbmask(j2)];
|
|
||||||
factor_coul = special_coul[sbmask(j2)];
|
|
||||||
const int j = j2 & NEIGHMASK;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double delx = xtmp - x[j][0];
|
|
||||||
const double dely = ytmp - x[j][1];
|
|
||||||
const double delz = ztmp - x[j][2];
|
|
||||||
const double rsq = delx*delx + dely*dely + delz*delz;
|
|
||||||
const int jtype = type[j];
|
|
||||||
|
|
||||||
double evdwl = 0.0;
|
|
||||||
double ecoul = 0.0;
|
|
||||||
double fpair = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double r2inv = 1.0/rsq;
|
|
||||||
const int cgt=cg_type[itype][jtype];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cut_out_off_sq) {
|
|
||||||
if (COUL_TYPE == CG_COUL_NONE) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(0,fpair);
|
|
||||||
fpair *= r2inv;
|
|
||||||
if (rsq > cut_out_on_sq) {
|
|
||||||
const double rsw = (sqrt(rsq) - cut_out_on)/cut_out_diff;
|
|
||||||
fpair *= 1.0 - rsw*rsw*(3.0 - 2.0*rsw);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
double forcelj = 0.0;
|
|
||||||
double forcecoul = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cut_ljsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(0,forcelj);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
forcecoul = qqrd2e * qtmp*q[j]*sqrt(r2inv);
|
|
||||||
if (factor_coul < 1.0) forcecoul -= (1.0 -factor_coul)*forcecoul;
|
|
||||||
|
|
||||||
fpair = (forcecoul + forcelj) * r2inv;
|
|
||||||
if (rsq > cut_out_on_sq) {
|
|
||||||
const double rsw = (sqrt(rsq) - cut_out_on)/cut_out_diff;
|
|
||||||
fpair *= 1.0 - rsw*rsw*(3.0 - 2.0*rsw);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
f[i][0] += delx*fpair;
|
|
||||||
f[i][1] += dely*fpair;
|
|
||||||
f[i][2] += delz*fpair;
|
|
||||||
if (NEWTON_PAIR || j < nlocal) {
|
|
||||||
f[j][0] -= delx*fpair;
|
|
||||||
f[j][1] -= dely*fpair;
|
|
||||||
f[j][2] -= delz*fpair;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
template < const int NEWTON_PAIR, const int COUL_TYPE >
|
|
||||||
void PairCMMCommon::eval_middle()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
double ** const x = atom->x;
|
|
||||||
double ** const f = atom->f;
|
|
||||||
const double * const q = atom->q;
|
|
||||||
const int * const type = atom->type;
|
|
||||||
const int nlocal = atom->nlocal;
|
|
||||||
const double * const special_lj = force->special_lj;
|
|
||||||
const double * const special_coul = force->special_coul;
|
|
||||||
const double qqrd2e = force->qqrd2e;
|
|
||||||
double factor_lj,factor_coul;
|
|
||||||
|
|
||||||
const int inum = listmiddle->inum;
|
|
||||||
const int * const ilist = listmiddle->ilist;
|
|
||||||
const int * const numneigh = listmiddle->numneigh;
|
|
||||||
int * const * const firstneigh = listmiddle->firstneigh;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double cut_in_off = cut_respa[0];
|
|
||||||
const double cut_in_on = cut_respa[1];
|
|
||||||
const double cut_out_on = cut_respa[2];
|
|
||||||
const double cut_out_off = cut_respa[3];
|
|
||||||
|
|
||||||
const double cut_in_diff = cut_in_on - cut_in_off;
|
|
||||||
const double cut_out_diff = cut_out_off - cut_out_on;
|
|
||||||
const double cut_in_off_sq = cut_in_off*cut_in_off;
|
|
||||||
const double cut_in_on_sq = cut_in_on*cut_in_on;
|
|
||||||
const double cut_out_on_sq = cut_out_on*cut_out_on;
|
|
||||||
const double cut_out_off_sq = cut_out_off*cut_out_off;
|
|
||||||
|
|
||||||
// loop over neighbors of my atoms
|
|
||||||
|
|
||||||
int ii,jj;
|
|
||||||
for (ii = 0; ii < inum; ii++) {
|
|
||||||
const int i = ilist[ii];
|
|
||||||
const double xtmp = x[i][0];
|
|
||||||
const double ytmp = x[i][1];
|
|
||||||
const double ztmp = x[i][2];
|
|
||||||
double qtmp = (COUL_TYPE != CG_COUL_NONE) ? q[i] : 0.0;
|
|
||||||
const int itype = type[i];
|
|
||||||
const int * const jlist = firstneigh[i];
|
|
||||||
const int jnum = numneigh[i];
|
|
||||||
|
|
||||||
for (jj = 0; jj < jnum; jj++) {
|
|
||||||
int j2 = jlist[jj];
|
|
||||||
factor_lj = special_lj[sbmask(j2)];
|
|
||||||
factor_coul = special_coul[sbmask(j2)];
|
|
||||||
const int j = j2 & NEIGHMASK;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double delx = xtmp - x[j][0];
|
|
||||||
const double dely = ytmp - x[j][1];
|
|
||||||
const double delz = ztmp - x[j][2];
|
|
||||||
const double rsq = delx*delx + dely*dely + delz*delz;
|
|
||||||
const int jtype = type[j];
|
|
||||||
|
|
||||||
double evdwl = 0.0;
|
|
||||||
double ecoul = 0.0;
|
|
||||||
double fpair = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double r2inv = 1.0/rsq;
|
|
||||||
const int cgt=cg_type[itype][jtype];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cut_out_off_sq && rsq > cut_in_off_sq) {
|
|
||||||
if (COUL_TYPE == CG_COUL_NONE) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(0,fpair);
|
|
||||||
fpair *= r2inv;
|
|
||||||
if (rsq < cut_in_on_sq) {
|
|
||||||
const double rsw = (sqrt(rsq) - cut_in_off)/cut_in_diff;
|
|
||||||
fpair *= rsw*rsw*(3.0 - 2.0*rsw);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (rsq > cut_out_on_sq) {
|
|
||||||
const double rsw = (sqrt(rsq) - cut_out_on)/cut_out_diff;
|
|
||||||
fpair *= 1.0 + rsw*rsw*(2.0*rsw - 3.0);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
double forcelj = 0.0;
|
|
||||||
double forcecoul = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cut_ljsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(0,forcelj);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
forcecoul = qqrd2e * qtmp*q[j]*sqrt(r2inv);
|
|
||||||
if (factor_coul < 1.0) forcecoul -= (1.0 -factor_coul)*forcecoul;
|
|
||||||
|
|
||||||
fpair = (forcecoul + forcelj) * r2inv;
|
|
||||||
if (rsq < cut_in_on_sq) {
|
|
||||||
const double rsw = (sqrt(rsq) - cut_in_off)/cut_in_diff;
|
|
||||||
fpair *= rsw*rsw*(3.0 - 2.0*rsw);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (rsq > cut_out_on_sq) {
|
|
||||||
const double rsw = (sqrt(rsq) - cut_out_on)/cut_out_diff;
|
|
||||||
fpair *= 1.0 + rsw*rsw*(2.0*rsw - 3.0);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
f[i][0] += delx*fpair;
|
|
||||||
f[i][1] += dely*fpair;
|
|
||||||
f[i][2] += delz*fpair;
|
|
||||||
if (NEWTON_PAIR || j < nlocal) {
|
|
||||||
f[j][0] -= delx*fpair;
|
|
||||||
f[j][1] -= dely*fpair;
|
|
||||||
f[j][2] -= delz*fpair;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
|
||||||
|
|
||||||
template < const int EVFLAG, const int EFLAG, const int VFLAG,
|
|
||||||
const int NEWTON_PAIR, const int COUL_TYPE >
|
|
||||||
void PairCMMCommon::eval_outer()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
double ** const x = atom->x;
|
|
||||||
double ** const f = atom->f;
|
|
||||||
const double * const q = atom->q;
|
|
||||||
const int * const type = atom->type;
|
|
||||||
const int nlocal = atom->nlocal;
|
|
||||||
const double * const special_lj = force->special_lj;
|
|
||||||
const double * const special_coul = force->special_coul;
|
|
||||||
const double qqrd2e = force->qqrd2e;
|
|
||||||
double factor_lj,factor_coul;
|
|
||||||
|
|
||||||
const int inum = listouter->inum;
|
|
||||||
const int * const ilist = listouter->ilist;
|
|
||||||
const int * const numneigh = listouter->numneigh;
|
|
||||||
int * const * const firstneigh = listouter->firstneigh;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double cut_in_off = cut_respa[2];
|
|
||||||
const double cut_in_on = cut_respa[3];
|
|
||||||
|
|
||||||
const double cut_in_diff = cut_in_on - cut_in_off;
|
|
||||||
const double cut_in_off_sq = cut_in_off*cut_in_off;
|
|
||||||
const double cut_in_on_sq = cut_in_on*cut_in_on;
|
|
||||||
|
|
||||||
// loop over neighbors of my atoms
|
|
||||||
|
|
||||||
int ii,jj;
|
|
||||||
for (ii = 0; ii < inum; ii++) {
|
|
||||||
const int i = ilist[ii];
|
|
||||||
const double xtmp = x[i][0];
|
|
||||||
const double ytmp = x[i][1];
|
|
||||||
const double ztmp = x[i][2];
|
|
||||||
double qtmp = (COUL_TYPE != CG_COUL_NONE) ? q[i] : 0.0;
|
|
||||||
const int itype = type[i];
|
|
||||||
const int * const jlist = firstneigh[i];
|
|
||||||
const int jnum = numneigh[i];
|
|
||||||
|
|
||||||
for (jj = 0; jj < jnum; jj++) {
|
|
||||||
int j2 = jlist[jj];
|
|
||||||
factor_lj = special_lj[sbmask(j2)];
|
|
||||||
factor_coul = special_coul[sbmask(j2)];
|
|
||||||
const int j = j2 & NEIGHMASK;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double delx = xtmp - x[j][0];
|
|
||||||
const double dely = ytmp - x[j][1];
|
|
||||||
const double delz = ztmp - x[j][2];
|
|
||||||
const double rsq = delx*delx + dely*dely + delz*delz;
|
|
||||||
const int jtype = type[j];
|
|
||||||
|
|
||||||
double evdwl = 0.0;
|
|
||||||
double ecoul = 0.0;
|
|
||||||
double fpair = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
const double r2inv = 1.0/rsq;
|
|
||||||
const int cgt=cg_type[itype][jtype];
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cutsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
if (COUL_TYPE == CG_COUL_NONE) {
|
|
||||||
double forcelj=0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq > cut_in_off_sq) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(0,forcelj);
|
|
||||||
fpair = forcelj*r2inv;
|
|
||||||
if (rsq < cut_in_on_sq) {
|
|
||||||
const double rsw = (sqrt(rsq) - cut_in_off)/cut_in_diff;
|
|
||||||
fpair *= rsw*rsw*(3.0 - 2.0*rsw);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
f[i][0] += delx*fpair;
|
|
||||||
f[i][1] += dely*fpair;
|
|
||||||
f[i][2] += delz*fpair;
|
|
||||||
if (NEWTON_PAIR || j < nlocal) {
|
|
||||||
f[j][0] -= delx*fpair;
|
|
||||||
f[j][1] -= dely*fpair;
|
|
||||||
f[j][2] -= delz*fpair;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
CG_LJ_ENERGY(EFLAG);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (VFLAG) {
|
|
||||||
if (rsq <= cut_in_off_sq) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(0,fpair);
|
|
||||||
fpair *= r2inv;
|
|
||||||
} else if (rsq < cut_in_on_sq) {
|
|
||||||
fpair = forcelj*r2inv;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (EVFLAG) ev_tally(i,j,nlocal,NEWTON_PAIR,
|
|
||||||
evdwl,ecoul,fpair,delx,dely,delz);
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
double forcelj = 0.0;
|
|
||||||
double forcecoul = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rsq < cut_ljsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
CG_LJ_INNER(EFLAG,forcelj);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// coulomb with cutoff and screening
|
|
||||||
if ((COUL_TYPE == CG_COUL_CUT) || (COUL_TYPE == CG_COUL_DEBYE)) {
|
|
||||||
if (rsq < cut_coulsq[itype][jtype]) {
|
|
||||||
double r=sqrt(rsq);
|
|
||||||
double qscreen=exp(-kappa*r);
|
|
||||||
forcecoul = factor_coul * qqrd2e
|
|
||||||
* qtmp * q[j] * qscreen * (kappa + 1.0/r);
|
|
||||||
if (EFLAG) ecoul=factor_coul*qqrd2e
|
|
||||||
* qtmp*q[j] * qscreen / r;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
if (COUL_TYPE == CG_COUL_LONG) {
|
|
||||||
if (rsq < cut_coulsq_global) {
|
|
||||||
if (!ncoultablebits || rsq <= tabinnersq) {
|
|
||||||
const double r = sqrt(rsq);
|
|
||||||
|
|
||||||
const double grij = g_ewald * r;
|
|
||||||
const double expm2 = exp(-grij*grij);
|
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const double t = 1.0 / (1.0 + EWALD_P*grij);
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const double erfc = t * (EWALD_A1+t*(EWALD_A2+t*(EWALD_A3+t*(EWALD_A4+t*EWALD_A5)))) * expm2;
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const double prefactor = qqrd2e * qtmp*q[j]/r;
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forcecoul = prefactor * (erfc + EWALD_F*grij*expm2);
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if (EFLAG) ecoul = prefactor*erfc;
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if (factor_coul < 1.0) {
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forcecoul -= (1.0-factor_coul)*prefactor;
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||||||
if (EFLAG) ecoul -= (1.0-factor_coul)*prefactor;
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}
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} else {
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union_int_float_t rsq_lookup;
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rsq_lookup.f = rsq;
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int itable = rsq_lookup.i & ncoulmask;
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itable >>= ncoulshiftbits;
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const double fraction = (rsq_lookup.f - rtable[itable]) * drtable[itable];
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const double table = ftable[itable] + fraction*dftable[itable];
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forcecoul = qtmp*q[j] * table;
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if (EFLAG) {
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const double table2 = etable[itable] + fraction*detable[itable];
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||||||
ecoul = qtmp*q[j] * table2;
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}
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||||||
if (factor_coul < 1.0) {
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const double table2 = ctable[itable] + fraction*dctable[itable];
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||||||
const double prefactor = qtmp*q[j] * table2;
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||||||
forcecoul -= (1.0-factor_coul)*prefactor;
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||||||
if (EFLAG) ecoul -= (1.0-factor_coul)*prefactor;
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}
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}
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}
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}
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fpair = (forcecoul + forcelj) * r2inv;
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f[i][0] += delx*fpair;
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f[i][1] += dely*fpair;
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f[i][2] += delz*fpair;
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if (NEWTON_PAIR || j < nlocal) {
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f[j][0] -= delx*fpair;
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||||||
f[j][1] -= dely*fpair;
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||||||
f[j][2] -= delz*fpair;
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}
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if (EVFLAG) ev_tally(i,j,nlocal,NEWTON_PAIR,
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evdwl,ecoul,fpair,delx,dely,delz);
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}
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}
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}
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}
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}
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/* ------------------------------------------------------------------------ */
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}
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#undef EWALD_F
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#undef EWALD_P
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#undef EWALD_A1
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#undef EWALD_A2
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#undef EWALD_A3
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#undef EWALD_A4
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#undef EWALD_A5
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#endif
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