forked from lijiext/lammps
git-svn-id: svn://svn.icms.temple.edu/lammps-ro/trunk@4528 f3b2605a-c512-4ea7-a41b-209d697bcdaa
This commit is contained in:
sjplimp
parent
41d9b859e4
commit
f4f39a21d8
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@ -5,7 +5,9 @@
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if (test $1 = 1) then
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if (test $1 = 1) then
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cp fix_qeq.cpp ..
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cp pair_airebo.cpp ..
|
cp pair_airebo.cpp ..
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cp pair_comb.cpp ..
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||||||
cp pair_eam.cpp ..
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cp pair_eam.cpp ..
|
||||||
cp pair_eam_alloy.cpp ..
|
cp pair_eam_alloy.cpp ..
|
||||||
cp pair_eam_fs.cpp ..
|
cp pair_eam_fs.cpp ..
|
||||||
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@ -13,7 +15,9 @@ if (test $1 = 1) then
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||||||
cp pair_tersoff.cpp ..
|
cp pair_tersoff.cpp ..
|
||||||
cp pair_tersoff_zbl.cpp ..
|
cp pair_tersoff_zbl.cpp ..
|
||||||
|
|
||||||
|
cp fix_qeq.h ..
|
||||||
cp pair_airebo.h ..
|
cp pair_airebo.h ..
|
||||||
|
cp pair_comb.h ..
|
||||||
cp pair_eam.h ..
|
cp pair_eam.h ..
|
||||||
cp pair_eam_alloy.h ..
|
cp pair_eam_alloy.h ..
|
||||||
cp pair_eam_fs.h ..
|
cp pair_eam_fs.h ..
|
||||||
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|
@ -27,7 +31,9 @@ if (test $1 = 1) then
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||||||
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||||||
elif (test $1 = 0) then
|
elif (test $1 = 0) then
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rm ../fix_qeq.cpp
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rm ../pair_airebo.cpp
|
rm ../pair_airebo.cpp
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rm ../pair_comb.cpp
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rm ../pair_eam.cpp
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rm ../pair_eam.cpp
|
||||||
rm ../pair_eam_alloy.cpp
|
rm ../pair_eam_alloy.cpp
|
||||||
rm ../pair_eam_fs.cpp
|
rm ../pair_eam_fs.cpp
|
||||||
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@ -35,7 +41,9 @@ elif (test $1 = 0) then
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||||||
rm ../pair_tersoff.cpp
|
rm ../pair_tersoff.cpp
|
||||||
rm ../pair_tersoff_zbl.cpp
|
rm ../pair_tersoff_zbl.cpp
|
||||||
|
|
||||||
|
rm ../pair_qeq.h
|
||||||
rm ../pair_airebo.h
|
rm ../pair_airebo.h
|
||||||
|
rm ../pair_comb.h
|
||||||
rm ../pair_eam.h
|
rm ../pair_eam.h
|
||||||
rm ../pair_eam_alloy.h
|
rm ../pair_eam_alloy.h
|
||||||
rm ../pair_eam_fs.h
|
rm ../pair_eam_fs.h
|
||||||
|
|
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||||||
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@ -0,0 +1,248 @@
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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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|
Contributing author: Tzu-Ray Shan (U Florida, rayshan@ufl.edu)
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------------------------------------------------------------------------- */
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#include "mpi.h"
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#include "math.h"
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#include "stdlib.h"
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#include "string.h"
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#include "fix_qeq.h"
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#include "atom.h"
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#include "force.h"
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#include "group.h"
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#include "respa.h"
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#include "pair_comb.h"
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#include "update.h"
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#include "memory.h"
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#include "error.h"
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using namespace LAMMPS_NS;
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#define MIN(A,B) ((A) < (B)) ? (A) : (B)
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#define MAX(A,B) ((A) > (B)) ? (A) : (B)
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/* ---------------------------------------------------------------------- */
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|
FixQEQ::FixQEQ(LAMMPS *lmp, int narg, char **arg) : Fix(lmp, narg, arg)
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|
{
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||||||
|
if (narg < 5) error->all("Illegal fix qeq command");
|
||||||
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peratom_flag = 1;
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|
size_peratom_cols = 0;
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|
peratom_freq = 1;
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||||||
|
nevery = force->inumeric(arg[3]);
|
||||||
|
precision = force->numeric(arg[4]);
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||||||
|
if (nevery <= 0 || precision <= 0.0) error->all("Illegal fix qeq command");
|
||||||
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|
MPI_Comm_rank(world,&me);
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|
// optional args
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fp = NULL;
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|
int iarg = 5;
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|
while (iarg < narg) {
|
||||||
|
if (strcmp(arg[iarg],"file") == 0) {
|
||||||
|
if (iarg+2 > narg) error->all("Illegal fix qeq command");
|
||||||
|
if (me == 0) {
|
||||||
|
fp = fopen(arg[iarg+1],"w");
|
||||||
|
if (fp == NULL) {
|
||||||
|
char str[128];
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||||||
|
sprintf(str,"Cannot open fix qeq file %s",arg[iarg+1]);
|
||||||
|
error->one(str);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
iarg += 2;
|
||||||
|
} else error->all("Illegal fix qeq command");
|
||||||
|
}
|
||||||
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|
nmax = atom->nmax;
|
||||||
|
qf = (double *) memory->smalloc(nmax*sizeof(double),"qeq:qf");
|
||||||
|
q1 = (double *) memory->smalloc(nmax*sizeof(double),"qeq:q1");
|
||||||
|
q2 = (double *) memory->smalloc(nmax*sizeof(double),"qeq:q2");
|
||||||
|
vector_atom = qf;
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||||||
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||||||
|
// zero the vector since dump may access it on timestep 0
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||||||
|
// zero the vector since a variable may access it before first run
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||||||
|
|
||||||
|
int nlocal = atom->nlocal;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nlocal; i++) qf[i] = 0.0;
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||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
FixQEQ::~FixQEQ()
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|
{
|
||||||
|
if (me == 0 && fp) fclose(fp);
|
||||||
|
memory->sfree(qf);
|
||||||
|
memory->sfree(q1);
|
||||||
|
memory->sfree(q2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
int FixQEQ::setmask()
|
||||||
|
{
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||||||
|
int mask = 0;
|
||||||
|
mask |= POST_FORCE;
|
||||||
|
mask |= POST_FORCE_RESPA;
|
||||||
|
return mask;
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||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixQEQ::init()
|
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|
{
|
||||||
|
if (atom->q == NULL) error->all("Must use atom style charge with fix qeq");
|
||||||
|
|
||||||
|
comb = (PairComb *) force->pair_match("comb",1);
|
||||||
|
if (comb == NULL) error->all("Fix qeq must be used with pair_style comb");
|
||||||
|
|
||||||
|
if (strcmp(update->integrate_style,"respa") == 0)
|
||||||
|
nlevels_respa = ((Respa *) update->integrate)->nlevels;
|
||||||
|
|
||||||
|
ngroup = group->count(igroup);
|
||||||
|
if (ngroup == 0.0) error->all("Fix qeq group has no atoms");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixQEQ::setup(int vflag)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
firstflag = 1;
|
||||||
|
if (strcmp(update->integrate_style,"verlet") == 0)
|
||||||
|
post_force(vflag);
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
((Respa *) update->integrate)->copy_flevel_f(nlevels_respa-1);
|
||||||
|
post_force_respa(vflag,nlevels_respa-1,0);
|
||||||
|
((Respa *) update->integrate)->copy_f_flevel(nlevels_respa-1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
firstflag = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixQEQ::post_force(int vflag)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int i,iloop,loopmax;
|
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|
double heatpq,qmass,dtq,dtq2;
|
||||||
|
double enegchkall,enegmaxall;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (update->ntimestep % nevery) return;
|
||||||
|
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||||||
|
// reallocate work arrays if necessary
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||||||
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// qf = charge force
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||||||
|
// q1 = charge displacement
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|
// q2 = tmp storage of charge force for next iteration
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|
|
||||||
|
if (atom->nmax > nmax) {
|
||||||
|
memory->sfree(qf);
|
||||||
|
memory->sfree(q1);
|
||||||
|
memory->sfree(q2);
|
||||||
|
nmax = atom->nmax;
|
||||||
|
qf = (double *) memory->smalloc(nmax*sizeof(double),"qeq:qf");
|
||||||
|
q1 = (double *) memory->smalloc(nmax*sizeof(double),"qeq:q1");
|
||||||
|
q2 = (double *) memory->smalloc(nmax*sizeof(double),"qeq:q2");
|
||||||
|
vector_atom = qf;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// more loops for first-time charge equilibrium
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|
|
||||||
|
iloop = 0;
|
||||||
|
if (firstflag) loopmax = 1000;
|
||||||
|
else loopmax = 500;
|
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|
|
||||||
|
// charge-equilibration loop
|
||||||
|
|
||||||
|
heatpq = 0.01;
|
||||||
|
qmass = 0.06;
|
||||||
|
dtq = 0.040;
|
||||||
|
dtq2 = 0.5*dtq*dtq/qmass;
|
||||||
|
|
||||||
|
double enegchk = 0.0;
|
||||||
|
double enegtot = 0.0;
|
||||||
|
double enegmax = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
double *q = atom->q;
|
||||||
|
int *mask = atom->mask;
|
||||||
|
int nlocal = atom->nlocal;
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||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < nlocal; i++)
|
||||||
|
q1[i] = q2[i] = qf[i] = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (iloop = 0; iloop < loopmax; iloop ++ ) {
|
||||||
|
for (i = 0; i < nlocal; i++)
|
||||||
|
if (mask[i] & groupbit) {
|
||||||
|
q1[i] = qf[i]*dtq2 - heatpq*q1[i];
|
||||||
|
q[i] += q1[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
enegtot = comb->yasu_char(qf,igroup);
|
||||||
|
enegtot /= ngroup;
|
||||||
|
enegchk = enegmax = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < nlocal ; i++)
|
||||||
|
if (mask[i] & groupbit) {
|
||||||
|
q2[i] = enegtot-qf[i];
|
||||||
|
enegmax = MAX(enegmax,fabs(q2[i]));
|
||||||
|
enegchk += fabs(q2[i]);
|
||||||
|
qf[i] = q2[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
MPI_Allreduce(&enegchk,&enegchkall,1,MPI_DOUBLE,MPI_SUM,world);
|
||||||
|
enegchk = enegchkall/ngroup;
|
||||||
|
MPI_Allreduce(&enegmax,&enegmaxall,1,MPI_DOUBLE,MPI_MAX,world);
|
||||||
|
enegmax = enegmaxall;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (enegchk <= precision && enegmax <= 10.0*precision) break;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (me == 0 && fp)
|
||||||
|
fprintf(fp,"Step: %d, loop: %d, enegtot %.6g, "
|
||||||
|
"enegmax %.6g, fq deviation: %.6g\n",
|
||||||
|
update->ntimestep,iloop,enegtot,enegmax,enegchk);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < nlocal; i++)
|
||||||
|
if (mask[i] & groupbit)
|
||||||
|
q1[i] += qf[i]*dtq2 - heatpq*q1[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (me == 0 && fp) {
|
||||||
|
if (iloop == loopmax)
|
||||||
|
fprintf(fp,"Charges did not converge in %d iterations\n",iloop);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
fprintf(fp,"Charges converged in %d iterations to %.10f\n",
|
||||||
|
iloop,enegchk);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixQEQ::post_force_respa(int vflag, int ilevel, int iloop)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (ilevel == nlevels_respa-1) post_force(vflag);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
memory usage of local atom-based arrays
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
double FixQEQ::memory_usage()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double bytes = atom->nmax*3 * sizeof(double);
|
||||||
|
return bytes;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
@ -0,0 +1,54 @@
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
LAMMPS - Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator
|
||||||
|
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.
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef FIX_CLASS
|
||||||
|
|
||||||
|
FixStyle(qeq,FixQEQ)
|
||||||
|
|
||||||
|
#else
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef LMP_FIX_QEQ_H
|
||||||
|
#define LMP_FIX_QEQ_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "stdio.h"
|
||||||
|
#include "fix.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace LAMMPS_NS {
|
||||||
|
|
||||||
|
class FixQEQ : public Fix {
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
FixQEQ(class LAMMPS *, int, char **);
|
||||||
|
~FixQEQ();
|
||||||
|
int setmask();
|
||||||
|
void init();
|
||||||
|
void setup(int);
|
||||||
|
void post_force(int);
|
||||||
|
void post_force_respa(int,int,int);
|
||||||
|
double memory_usage();
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
int me,firstflag;
|
||||||
|
double precision;
|
||||||
|
int nlevels_respa;
|
||||||
|
double ngroup;
|
||||||
|
FILE *fp;
|
||||||
|
|
||||||
|
class PairComb *comb;
|
||||||
|
int nmax;
|
||||||
|
double *qf,*q1,*q2;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
#endif
|
||||||
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
|
|
@ -0,0 +1,150 @@
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
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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See the README file in the top-level LAMMPS directory.
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|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef PAIR_CLASS
|
||||||
|
|
||||||
|
PairStyle(comb,PairComb)
|
||||||
|
|
||||||
|
#else
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef LMP_PAIR_COMB_H
|
||||||
|
#define LMP_PAIR_COMB_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "pair.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace LAMMPS_NS {
|
||||||
|
|
||||||
|
class PairComb : public Pair {
|
||||||
|
friend class FixQEQ;
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
PairComb(class LAMMPS *);
|
||||||
|
virtual ~PairComb();
|
||||||
|
void compute(int, int);
|
||||||
|
void settings(int, char **);
|
||||||
|
void coeff(int, char **);
|
||||||
|
void init_style();
|
||||||
|
double init_one(int, int);
|
||||||
|
double memory_usage();
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
struct Param {
|
||||||
|
double lam11,lam12,lam21,lam22;
|
||||||
|
double c,d,h;
|
||||||
|
double gamma,powerm;
|
||||||
|
double powern,beta;
|
||||||
|
double biga1,biga2,bigb1,bigb2;
|
||||||
|
double bigd,bigr;
|
||||||
|
double cut,cutsq;
|
||||||
|
double c1,c2,c3,c4;
|
||||||
|
double plp1,plp3,plp6,a123,aconf;
|
||||||
|
double rlm1,rlm2;
|
||||||
|
double romiga,romigb,romigc,romigd,addrep;
|
||||||
|
double QU1,QL1,DU1,DL1,Qo1,dQ1,aB1,bB1,nD1,bD1;
|
||||||
|
double QU2,QL2,DU2,DL2,Qo2,dQ2,aB2,bB2,nD2,bD2;
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double chi,dj,dk,dl,dm,esm1,esm2,cmn1,cmn2,cml1,cml2;
|
||||||
|
double coulcut, lcut, lcutsq, hfocor;
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|
int ielement,jelement,kelement;
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int powermint;
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};
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double PI,PI2,PI4,PIsq;
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double cutmax; // max cutoff for all elements
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int nelements; // # of unique elements
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char **elements; // names of unique elements
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int ***elem2param; // mapping from element triplets to parameters
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int *map; // mapping from atom types to elements
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int nparams; // # of stored parameter sets
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|
int maxparam; // max # of parameter sets
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double precision;
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|
Param *params; // parameter set for an I-J-K interaction
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int nmax;
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double *qf;
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double *esm, **fafb, **dfafb, **ddfafb, **phin, **dphin, **erpaw;
|
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|
double *charge;
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|
int **intype, *typeno;
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|
int *NCo, cor_flag, cuo_flag, cuo_flag1, cuo_flag2;
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void allocate();
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virtual void read_file(char *);
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void setup();
|
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virtual void repulsive(Param *, double, double &, int,
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|
double &, double, double);
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double zeta(Param *, double, double, double *, double *);
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|
void force_zeta(Param *, double, double, double &, double &,
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|
int, double &, double,double);
|
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|
void attractive(Param *, double, double, double, double *, double *,
|
||||||
|
double *, double *, double *);
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double elp(Param *, double, double, double *, double *);
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void flp(Param *, double, double, double *, double *, double *,
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|
double *, double *);
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double comb_fc(double, Param *);
|
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|
double comb_fc_d(double, Param *);
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|
double comb_fc2(double);
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|
double comb_fc2_d(double);
|
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|
double comb_fc3(double);
|
||||||
|
double comb_fc3_d(double);
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|
virtual double comb_fa(double, Param *, double,double);
|
||||||
|
virtual double comb_fa_d(double, Param *, double,double);
|
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|
double comb_bij(double, Param *);
|
||||||
|
double comb_bij_d(double, Param *);
|
||||||
|
double comb_gijk(double, Param *);
|
||||||
|
double comb_gijk_d(double, Param *);
|
||||||
|
void comb_zetaterm_d(double, double *, double, double *, double,
|
||||||
|
double *, double *, double *, Param *);
|
||||||
|
void costheta_d(double *, double, double *, double,
|
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|
double *, double *, double *);
|
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|
double self(Param *, double, double);
|
||||||
|
void sm_table();
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|
void potal_calc(double &, double &, double &);
|
||||||
|
void tri_point(double, int &, int &, int &, double &, double &,
|
||||||
|
double &, int &);
|
||||||
|
void direct(int,int,int,int,double,double,double,double,double,double,
|
||||||
|
double,double,double,double &,double &);
|
||||||
|
void field(Param *,double,double,double,double &,double &);
|
||||||
|
double qfo_self(Param *, double, double);
|
||||||
|
void qfo_short(Param *, double, double, double, double, double &, double &);
|
||||||
|
void qfo_direct (int, int, int, int, double, double, double, double,
|
||||||
|
double, double &);
|
||||||
|
void qfo_field(Param *, double,double ,double ,double &, double &);
|
||||||
|
void qsolve(double *);
|
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|
// double yasu_char(double *);
|
||||||
|
double yasu_char(double *, int &);
|
||||||
|
void Over_cor(Param *, double, int, double &, double &);
|
||||||
|
int pack_reverse_comm(int, int, double *);
|
||||||
|
void unpack_reverse_comm(int, int *, double *);
|
||||||
|
int pack_comm(int , int *, double *, int, int *);
|
||||||
|
void unpack_comm(int , int , double *);
|
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|
// vector functions, inline for efficiency
|
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|
inline double vec3_dot(double *x, double *y) {
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|
return x[0]*y[0] + x[1]*y[1] + x[2]*y[2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
inline void vec3_add(double *x, double *y, double *z) {
|
||||||
|
z[0] = x[0]+y[0]; z[1] = x[1]+y[1]; z[2] = x[2]+y[2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
inline void vec3_scale(double k, double *x, double *y) {
|
||||||
|
y[0] = k*x[0]; y[1] = k*x[1]; y[2] = k*x[2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
inline void vec3_scaleadd(double k, double *x, double *y, double *z) {
|
||||||
|
z[0] = k*x[0]+y[0]; z[1] = k*x[1]+y[1]; z[2] = k*x[2]+y[2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
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|
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#endif
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#endif
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