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root/OpenMD/branches/devel_omp/src/brains/ForceManager.cpp
(Generate patch)

Comparing:
branches/development/src/brains/ForceManager.cpp (file contents), Revision 1545 by gezelter, Fri Apr 8 21:25:19 2011 UTC vs.
branches/devel_omp/src/brains/ForceManager.cpp (file contents), Revision 1595 by chuckv, Tue Jul 19 18:50:04 2011 UTC

# Line 47 | Line 47
47   * @version 1.0
48   */
49  
50 +
51   #include "brains/ForceManager.hpp"
52   #include "primitives/Molecule.hpp"
52 – #include "UseTheForce/doForces_interface.h"
53   #define __OPENMD_C
54 – #include "UseTheForce/DarkSide/fInteractionMap.h"
54   #include "utils/simError.h"
55   #include "primitives/Bond.hpp"
56   #include "primitives/Bend.hpp"
57   #include "primitives/Torsion.hpp"
58   #include "primitives/Inversion.hpp"
59 < #include "parallel/ForceDecomposition.hpp"
60 < //#include "parallel/SerialDecomposition.hpp"
59 > #include "nonbonded/NonBondedInteraction.hpp"
60 > #include "parallel/ForceMatrixDecomposition.hpp"
61  
62 + #include <cstdio>
63 + #include <iostream>
64 + #include <iomanip>
65 +
66   using namespace std;
67   namespace OpenMD {
68    
69    ForceManager::ForceManager(SimInfo * info) : info_(info) {
70 <
71 < #ifdef IS_MPI
72 <    decomp_ = new ForceDecomposition(info_);
70 < #else
71 <    // decomp_ = new SerialDecomposition(info);
72 < #endif
70 >    forceField_ = info_->getForceField();
71 >    interactionMan_ = new InteractionManager();
72 >    fDecomp_ = new ForceMatrixDecomposition(info_, interactionMan_);
73    }
74 +
75 +  /**
76 +   * setupCutoffs
77 +   *
78 +   * Sets the values of cutoffRadius, switchingRadius, cutoffMethod,
79 +   * and cutoffPolicy
80 +   *
81 +   * cutoffRadius : realType
82 +   *  If the cutoffRadius was explicitly set, use that value.
83 +   *  If the cutoffRadius was not explicitly set:
84 +   *      Are there electrostatic atoms?  Use 12.0 Angstroms.
85 +   *      No electrostatic atoms?  Poll the atom types present in the
86 +   *      simulation for suggested cutoff values (e.g. 2.5 * sigma).
87 +   *      Use the maximum suggested value that was found.
88 +   *
89 +   * cutoffMethod : (one of HARD, SWITCHED, SHIFTED_FORCE,
90 +   *                        or SHIFTED_POTENTIAL)
91 +   *      If cutoffMethod was explicitly set, use that choice.
92 +   *      If cutoffMethod was not explicitly set, use SHIFTED_FORCE
93 +   *
94 +   * cutoffPolicy : (one of MIX, MAX, TRADITIONAL)
95 +   *      If cutoffPolicy was explicitly set, use that choice.
96 +   *      If cutoffPolicy was not explicitly set, use TRADITIONAL
97 +   *
98 +   * switchingRadius : realType
99 +   *  If the cutoffMethod was set to SWITCHED:
100 +   *      If the switchingRadius was explicitly set, use that value
101 +   *          (but do a sanity check first).
102 +   *      If the switchingRadius was not explicitly set: use 0.85 *
103 +   *      cutoffRadius_
104 +   *  If the cutoffMethod was not set to SWITCHED:
105 +   *      Set switchingRadius equal to cutoffRadius for safety.
106 +   */
107 +  void ForceManager::setupCutoffs() {
108 +    
109 +    Globals* simParams_ = info_->getSimParams();
110 +    ForceFieldOptions& forceFieldOptions_ = forceField_->getForceFieldOptions();
111 +    
112 +    if (simParams_->haveCutoffRadius()) {
113 +      rCut_ = simParams_->getCutoffRadius();
114 +    } else {      
115 +      if (info_->usesElectrostaticAtoms()) {
116 +        sprintf(painCave.errMsg,
117 +                "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the cutoffRadius.\n"
118 +                "\tOpenMD will use a default value of 12.0 angstroms"
119 +                "\tfor the cutoffRadius.\n");
120 +        painCave.isFatal = 0;
121 +        painCave.severity = OPENMD_INFO;
122 +        simError();
123 +        rCut_ = 12.0;
124 +      } else {
125 +        RealType thisCut;
126 +        set<AtomType*>::iterator i;
127 +        set<AtomType*> atomTypes;
128 +        atomTypes = info_->getSimulatedAtomTypes();        
129 +        for (i = atomTypes.begin(); i != atomTypes.end(); ++i) {
130 +          thisCut = interactionMan_->getSuggestedCutoffRadius((*i));
131 +          rCut_ = max(thisCut, rCut_);
132 +        }
133 +        sprintf(painCave.errMsg,
134 +                "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the cutoffRadius.\n"
135 +                "\tOpenMD will use %lf angstroms.\n",
136 +                rCut_);
137 +        painCave.isFatal = 0;
138 +        painCave.severity = OPENMD_INFO;
139 +        simError();
140 +      }
141 +    }
142 +
143 +    fDecomp_->setUserCutoff(rCut_);
144 +    interactionMan_->setCutoffRadius(rCut_);
145 +
146 +    map<string, CutoffMethod> stringToCutoffMethod;
147 +    stringToCutoffMethod["HARD"] = HARD;
148 +    stringToCutoffMethod["SWITCHED"] = SWITCHED;
149 +    stringToCutoffMethod["SHIFTED_POTENTIAL"] = SHIFTED_POTENTIAL;    
150 +    stringToCutoffMethod["SHIFTED_FORCE"] = SHIFTED_FORCE;
151    
152 <  void ForceManager::calcForces() {
152 >    if (simParams_->haveCutoffMethod()) {
153 >      string cutMeth = toUpperCopy(simParams_->getCutoffMethod());
154 >      map<string, CutoffMethod>::iterator i;
155 >      i = stringToCutoffMethod.find(cutMeth);
156 >      if (i == stringToCutoffMethod.end()) {
157 >        sprintf(painCave.errMsg,
158 >                "ForceManager::setupCutoffs: Could not find chosen cutoffMethod %s\n"
159 >                "\tShould be one of: "
160 >                "HARD, SWITCHED, SHIFTED_POTENTIAL, or SHIFTED_FORCE\n",
161 >                cutMeth.c_str());
162 >        painCave.isFatal = 1;
163 >        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
164 >        simError();
165 >      } else {
166 >        cutoffMethod_ = i->second;
167 >      }
168 >    } else {
169 >      sprintf(painCave.errMsg,
170 >              "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the cutoffMethod.\n"
171 >              "\tOpenMD will use SHIFTED_FORCE.\n");
172 >      painCave.isFatal = 0;
173 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
174 >      simError();
175 >      cutoffMethod_ = SHIFTED_FORCE;        
176 >    }
177 >
178 >    map<string, CutoffPolicy> stringToCutoffPolicy;
179 >    stringToCutoffPolicy["MIX"] = MIX;
180 >    stringToCutoffPolicy["MAX"] = MAX;
181 >    stringToCutoffPolicy["TRADITIONAL"] = TRADITIONAL;    
182 >
183 >    std::string cutPolicy;
184 >    if (forceFieldOptions_.haveCutoffPolicy()){
185 >      cutPolicy = forceFieldOptions_.getCutoffPolicy();
186 >    }else if (simParams_->haveCutoffPolicy()) {
187 >      cutPolicy = simParams_->getCutoffPolicy();
188 >    }
189 >
190 >    if (!cutPolicy.empty()){
191 >      toUpper(cutPolicy);
192 >      map<string, CutoffPolicy>::iterator i;
193 >      i = stringToCutoffPolicy.find(cutPolicy);
194 >
195 >      if (i == stringToCutoffPolicy.end()) {
196 >        sprintf(painCave.errMsg,
197 >                "ForceManager::setupCutoffs: Could not find chosen cutoffPolicy %s\n"
198 >                "\tShould be one of: "
199 >                "MIX, MAX, or TRADITIONAL\n",
200 >                cutPolicy.c_str());
201 >        painCave.isFatal = 1;
202 >        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
203 >        simError();
204 >      } else {
205 >        cutoffPolicy_ = i->second;
206 >      }
207 >    } else {
208 >      sprintf(painCave.errMsg,
209 >              "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the cutoffPolicy.\n"
210 >              "\tOpenMD will use TRADITIONAL.\n");
211 >      painCave.isFatal = 0;
212 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
213 >      simError();
214 >      cutoffPolicy_ = TRADITIONAL;        
215 >    }
216 >
217 >    fDecomp_->setCutoffPolicy(cutoffPolicy_);
218 >        
219 >    // create the switching function object:
220 >
221 >    switcher_ = new SwitchingFunction();
222 >  
223 >    if (cutoffMethod_ == SWITCHED) {
224 >      if (simParams_->haveSwitchingRadius()) {
225 >        rSwitch_ = simParams_->getSwitchingRadius();
226 >        if (rSwitch_ > rCut_) {        
227 >          sprintf(painCave.errMsg,
228 >                  "ForceManager::setupCutoffs: switchingRadius (%f) is larger "
229 >                  "than the cutoffRadius(%f)\n", rSwitch_, rCut_);
230 >          painCave.isFatal = 1;
231 >          painCave.severity = OPENMD_ERROR;
232 >          simError();
233 >        }
234 >      } else {      
235 >        rSwitch_ = 0.85 * rCut_;
236 >        sprintf(painCave.errMsg,
237 >                "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the switchingRadius.\n"
238 >                "\tOpenMD will use a default value of 85 percent of the cutoffRadius.\n"
239 >                "\tswitchingRadius = %f. for this simulation\n", rSwitch_);
240 >        painCave.isFatal = 0;
241 >        painCave.severity = OPENMD_WARNING;
242 >        simError();
243 >      }
244 >    } else {
245 >      if (simParams_->haveSwitchingRadius()) {
246 >        map<string, CutoffMethod>::const_iterator it;
247 >        string theMeth;
248 >        for (it = stringToCutoffMethod.begin();
249 >             it != stringToCutoffMethod.end(); ++it) {
250 >          if (it->second == cutoffMethod_) {
251 >            theMeth = it->first;
252 >            break;
253 >          }
254 >        }
255 >        sprintf(painCave.errMsg,
256 >                "ForceManager::setupCutoffs: the cutoffMethod (%s)\n"
257 >                "\tis not set to SWITCHED, so switchingRadius value\n"
258 >                "\twill be ignored for this simulation\n", theMeth.c_str());
259 >        painCave.isFatal = 0;
260 >        painCave.severity = OPENMD_WARNING;
261 >        simError();
262 >      }
263 >
264 >      rSwitch_ = rCut_;
265 >    }
266      
267 <    if (!info_->isFortranInitialized()) {
268 <      info_->update();
269 <      nbiMan_->setSimInfo(info_);
270 <      nbiMan_->initialize();
271 <      swfun_ = nbiMan_->getSwitchingFunction();
272 <      decomp_->distributeInitialData();
273 <      info_->setupFortran();
267 >    // Default to cubic switching function.
268 >    sft_ = cubic;
269 >    if (simParams_->haveSwitchingFunctionType()) {
270 >      string funcType = simParams_->getSwitchingFunctionType();
271 >      toUpper(funcType);
272 >      if (funcType == "CUBIC") {
273 >        sft_ = cubic;
274 >      } else {
275 >        if (funcType == "FIFTH_ORDER_POLYNOMIAL") {
276 >          sft_ = fifth_order_poly;
277 >        } else {
278 >          // throw error        
279 >          sprintf( painCave.errMsg,
280 >                   "ForceManager::setupSwitching : Unknown switchingFunctionType. (Input file specified %s .)\n"
281 >                   "\tswitchingFunctionType must be one of: "
282 >                   "\"cubic\" or \"fifth_order_polynomial\".",
283 >                   funcType.c_str() );
284 >          painCave.isFatal = 1;
285 >          painCave.severity = OPENMD_ERROR;
286 >          simError();
287 >        }          
288 >      }
289      }
290 +    switcher_->setSwitchType(sft_);
291 +    switcher_->setSwitch(rSwitch_, rCut_);
292 +    interactionMan_->setSwitchingRadius(rSwitch_);
293 +  }
294 +  
295 +  void ForceManager::initialize() {
296 +
297 +    if (!info_->isTopologyDone()) {
298 +
299 +      info_->update();
300 +      interactionMan_->setSimInfo(info_);
301 +      interactionMan_->initialize();
302 +
303 +      // We want to delay the cutoffs until after the interaction
304 +      // manager has set up the atom-atom interactions so that we can
305 +      // query them for suggested cutoff values
306 +      setupCutoffs();
307 +
308 +      info_->prepareTopology();      
309 +    }
310 +
311 +    ForceFieldOptions& fopts = forceField_->getForceFieldOptions();
312      
313 <    preCalculation();  
314 <    calcShortRangeInteraction();
315 <    calcLongRangeInteraction();
316 <    postCalculation();
313 >    // Force fields can set options on how to scale van der Waals and
314 >    // electrostatic interactions for atoms connected via bonds, bends
315 >    // and torsions in this case the topological distance between
316 >    // atoms is:
317 >    // 0 = topologically unconnected
318 >    // 1 = bonded together
319 >    // 2 = connected via a bend
320 >    // 3 = connected via a torsion
321      
322 +    vdwScale_.reserve(4);
323 +    fill(vdwScale_.begin(), vdwScale_.end(), 0.0);
324 +
325 +    electrostaticScale_.reserve(4);
326 +    fill(electrostaticScale_.begin(), electrostaticScale_.end(), 0.0);
327 +
328 +    vdwScale_[0] = 1.0;
329 +    vdwScale_[1] = fopts.getvdw12scale();
330 +    vdwScale_[2] = fopts.getvdw13scale();
331 +    vdwScale_[3] = fopts.getvdw14scale();
332 +    
333 +    electrostaticScale_[0] = 1.0;
334 +    electrostaticScale_[1] = fopts.getelectrostatic12scale();
335 +    electrostaticScale_[2] = fopts.getelectrostatic13scale();
336 +    electrostaticScale_[3] = fopts.getelectrostatic14scale();    
337 +    
338 +    fDecomp_->distributeInitialData();
339 +
340 +    initialized_ = true;
341 +
342    }
343 +
344 +  void ForceManager::calcForces() {
345 +    
346 +    if (!initialized_) initialize();
347 +
348 +    preCalculation();  
349 +    shortRangeInteractions();
350 + //    longRangeInteractions();
351 +    longRangeInteractionsRapaport();
352 +    postCalculation();    
353 +  }
354    
355    void ForceManager::preCalculation() {
356      SimInfo::MoleculeIterator mi;
# Line 104 | Line 366 | namespace OpenMD {
366      
367      for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL;
368           mol = info_->nextMolecule(mi)) {
369 <      for(atom = mol->beginAtom(ai); atom != NULL; atom = mol->nextAtom(ai)) {
369 >      for(atom = mol->beginAtom(ai); atom != NULL;
370 >          atom = mol->nextAtom(ai)) {
371          atom->zeroForcesAndTorques();
372        }
373 <          
373 >      
374        //change the positions of atoms which belong to the rigidbodies
375        for (rb = mol->beginRigidBody(rbIter); rb != NULL;
376             rb = mol->nextRigidBody(rbIter)) {
377          rb->zeroForcesAndTorques();
378        }        
379 <
379 >      
380        if(info_->getNGlobalCutoffGroups() != info_->getNGlobalAtoms()){
381          for(cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL;
382              cg = mol->nextCutoffGroup(ci)) {
# Line 122 | Line 385 | namespace OpenMD {
385          }
386        }      
387      }
388 <  
388 >    
389      // Zero out the stress tensor
390      tau *= 0.0;
391      
392    }
393    
394 <  void ForceManager::calcShortRangeInteraction() {
394 >  void ForceManager::shortRangeInteractions() {
395      Molecule* mol;
396      RigidBody* rb;
397      Bond* bond;
# Line 176 | Line 439 | namespace OpenMD {
439            dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
440            dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currBendPot;
441            dataSet.deltaV = 0.0;
442 <          bendDataSets.insert(map<Bend*, BendDataSet>::value_type(bend, dataSet));
442 >          bendDataSets.insert(map<Bend*, BendDataSet>::value_type(bend,
443 >                                                                  dataSet));
444          }else {
445            i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
446            i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
# Line 245 | Line 509 | namespace OpenMD {
509      curSnapshot->statData[Stats::INVERSION_POTENTIAL] = inversionPotential;    
510    }
511    
512 <  void ForceManager::calcLongRangeInteraction() {
512 >  void ForceManager::longRangeInteractionsRapaport() {
513  
250 –    // some of this initial stuff will go away:
514      Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
515      DataStorage* config = &(curSnapshot->atomData);
516      DataStorage* cgConfig = &(curSnapshot->cgData);
254 –    RealType* frc = config->getArrayPointer(DataStorage::dslForce);
255 –    RealType* pos = config->getArrayPointer(DataStorage::dslPosition);
256 –    RealType* trq = config->getArrayPointer(DataStorage::dslTorque);
257 –    RealType* A = config->getArrayPointer(DataStorage::dslAmat);
258 –    RealType* electroFrame = config->getArrayPointer(DataStorage::dslElectroFrame);
259 –    RealType* particlePot = config->getArrayPointer(DataStorage::dslParticlePot);
260 –    RealType* rc;    
517  
518 <    if(info_->getNGlobalCutoffGroups() != info_->getNGlobalAtoms()){
519 <      rc = cgConfig->getArrayPointer(DataStorage::dslPosition);
518 >    //calculate the center of mass of cutoff group
519 >
520 >    SimInfo::MoleculeIterator mi;
521 >    Molecule* mol;
522 >    Molecule::CutoffGroupIterator ci;
523 >    CutoffGroup* cg;
524 >
525 >    if(info_->getNCutoffGroups() > 0){
526 >      for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL;
527 >           mol = info_->nextMolecule(mi)) {
528 >        for(cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL;
529 >            cg = mol->nextCutoffGroup(ci)) {
530 >          cerr << "branch1\n";
531 >          cerr << "globind = " << cg->getGlobalIndex() << "\n";
532 >          cg->updateCOM();
533 >        }
534 >      }
535      } else {
536 <      // center of mass of the group is the same as position of the atom  
536 >      // center of mass of the group is the same as position of the atom
537        // if cutoff group does not exist
538 <      rc = pos;
538 >      cerr << "branch2\n";
539 >      cgConfig->position = config->position;
540      }
269 –    
270 –    //initialize data before passing to fortran
271 –    RealType longRangePotential[LR_POT_TYPES];
272 –    RealType lrPot = 0.0;
273 –    int isError = 0;
541  
542 <    for (int i=0; i<LR_POT_TYPES;i++){
543 <      longRangePotential[i]=0.0; //Initialize array
277 <    }
542 >    fDecomp_->zeroWorkArrays();
543 >    fDecomp_->distributeData();
544  
545 <    // new stuff starts here:
546 <
547 <    decomp_->distributeData();
548 <
283 <    int cg1, cg2;
284 <    Vector3d d_grp;
285 <    RealType rgrpsq, rgrp;
545 >    int cg1, cg2, atom1, atom2, topoDist;
546 >    Vector3d d_grp, dag, d;
547 >    RealType rgrpsq, rgrp, r2, r;
548 >    RealType electroMult, vdwMult;
549      RealType vij;
550 <    Vector3d fij, fg;
551 <    pair<int, int> gtypes;
550 >    Vector3d fij, fg, f1;
551 >    tuple3<RealType, RealType, RealType> cuts;
552      RealType rCutSq;
553      bool in_switching_region;
554      RealType sw, dswdr, swderiv;
555 <    vector<int> atomListI;
293 <    vector<int> atomListJ;
555 >    vector<int> atomListColumn, atomListRow, atomListLocal;
556      InteractionData idat;
557 +    SelfData sdat;
558 +    RealType mf;
559 +    RealType lrPot;
560 +    RealType vpair;
561 +    potVec longRangePotential(0.0);
562 +    potVec workPot(0.0);
563  
564      int loopStart, loopEnd;
565  
566 +    idat.vdwMult = &vdwMult;
567 +    idat.electroMult = &electroMult;
568 +    idat.pot = &workPot;
569 +    sdat.pot = fDecomp_->getEmbeddingPotential();
570 +    idat.vpair = &vpair;
571 +    idat.f1 = &f1;
572 +    idat.sw = &sw;
573 +    idat.shiftedPot = (cutoffMethod_ == SHIFTED_POTENTIAL) ? true : false;
574 +    idat.shiftedForce = (cutoffMethod_ == SHIFTED_FORCE) ? true : false;
575 +
576      loopEnd = PAIR_LOOP;
577 <    if (info_->requiresPrepair_) {
577 >    if (info_->requiresPrepair() ) {
578        loopStart = PREPAIR_LOOP;
579      } else {
580        loopStart = PAIR_LOOP;
581      }
582  
583 <    for (int iLoop = loopStart; iLoop < loopEnd; iLoop++) {
584 <      
583 >    for (int iLoop = loopStart; iLoop <= loopEnd; iLoop++) {
584 >
585        if (iLoop == loopStart) {
586 <        bool update_nlist = decomp_->checkNeighborList();
587 <        if (update_nlist)
588 <          neighborList = decomp_->buildNeighborList();
586 >        bool update_nlist = fDecomp_->checkNeighborList();
587 >        if (update_nlist)
588 >                neighborMatW = fDecomp_->buildLayerBasedNeighborList();
589        }
590  
591 <      for (vector<pair<int, int> >::iterator it = neighborList.begin();
592 <             it != neighborList.end(); ++it) {
591 >      int i;
592 > #pragma omp parallel for num_threads(2) private(i)
593 >      for(i = 0; i < neighborMatW.size(); ++i)
594 >          for(vector<int>::iterator j = neighborMatW[i].begin(); j != neighborMatW[i].end(); ++j)
595 >                  {
596 >                         cg1 = i;
597 >                         cg2 = *j;
598 >
599 >                        cuts = fDecomp_->getGroupCutoffs(cg1, cg2);
600 >
601 >                        d_grp  = fDecomp_->getIntergroupVector(cg1, cg2);
602 >                        curSnapshot->wrapVector(d_grp);
603 >                        rgrpsq = d_grp.lengthSquare();
604 >
605 >                        rCutSq = cuts.second;
606 >
607 >                        if (rgrpsq < rCutSq) {
608 >                          idat.rcut = &cuts.first;
609 >                          if (iLoop == PAIR_LOOP) {
610 >                                vij = 0.0;
611 >                                fij = V3Zero;
612 >                          }
613 >
614 >                          in_switching_region = switcher_->getSwitch(rgrpsq, sw, dswdr,
615 >                                                                                                                 rgrp);
616 >
617 >                          atomListRow = fDecomp_->getAtomsInGroupRow(cg1);
618 >                          atomListColumn = fDecomp_->getAtomsInGroupColumn(cg2);
619 >
620 >                          for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin();
621 >                                   ia != atomListRow.end(); ++ia) {
622 >                                atom1 = (*ia);
623 >
624 >                                for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin();
625 >                                         jb != atomListColumn.end(); ++jb) {
626 >                                  atom2 = (*jb);
627 >
628 >                                  if (!fDecomp_->skipAtomPair(atom1, atom2)) {
629 >                                        vpair = 0.0;
630 >                                        workPot = 0.0;
631 >                                        f1 = V3Zero;
632 >
633 >                                        fDecomp_->fillInteractionData(idat, atom1, atom2);
634 >
635 >                                        topoDist = fDecomp_->getTopologicalDistance(atom1, atom2);
636 >                                        vdwMult = vdwScale_[topoDist];
637 >                                        electroMult = electrostaticScale_[topoDist];
638 >
639 >                                        if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1) {
640 >                                          idat.d = &d_grp;
641 >                                          idat.r2 = &rgrpsq;
642 >                                          cerr << "dgrp = " << d_grp << "\n";
643 >                                        } else {
644 >                                          d = fDecomp_->getInteratomicVector(atom1, atom2);
645 >                                          curSnapshot->wrapVector( d );
646 >                                          r2 = d.lengthSquare();
647 >                                          cerr << "datm = " << d<< "\n";
648 >                                          idat.d = &d;
649 >                                          idat.r2 = &r2;
650 >                                        }
651 >
652 >                                        cerr << "idat.d = " << *(idat.d) << "\n";
653 >                                        r = sqrt( *(idat.r2) );
654 >                                        idat.rij = &r;
655 >
656 >                                        if (iLoop == PREPAIR_LOOP) {
657 >                                          interactionMan_->doPrePair(idat);
658 >                                        } else {
659 >                                          interactionMan_->doPair(idat);
660 >                                          fDecomp_->unpackInteractionData(idat, atom1, atom2);
661 >
662 >                                          cerr << "d = " << *(idat.d) << "\tv=" << vpair << "\tf=" << f1 << "\n";
663 >                                          vij += vpair;
664 >                                          fij += f1;
665 >                                          tau -= outProduct( *(idat.d), f1);
666 >                                        }
667 >                                  }
668 >                                }
669 >                          }
670 >
671 >                          if (iLoop == PAIR_LOOP) {
672 >                                if (in_switching_region) {
673 >                                  swderiv = vij * dswdr / rgrp;
674 >                                  fg = swderiv * d_grp;
675 >                                  fij += fg;
676 >
677 >                                  if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1) {
678 >                                        tau -= outProduct( *(idat.d), fg);
679 >                                  }
680 >
681 >                                  for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin();
682 >                                           ia != atomListRow.end(); ++ia) {
683 >                                        atom1 = (*ia);
684 >                                        mf = fDecomp_->getMassFactorRow(atom1);
685 >                                        // fg is the force on atom ia due to cutoff group's
686 >                                        // presence in switching region
687 >                                        fg = swderiv * d_grp * mf;
688 >                                        fDecomp_->addForceToAtomRow(atom1, fg);
689 >
690 >                                        if (atomListRow.size() > 1) {
691 >                                          if (info_->usesAtomicVirial()) {
692 >                                                // find the distance between the atom
693 >                                                // and the center of the cutoff group:
694 >                                                dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorRow(atom1, cg1);
695 >                                                tau -= outProduct(dag, fg);
696 >                                          }
697 >                                        }
698 >                                  }
699 >                                  for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin();
700 >                                           jb != atomListColumn.end(); ++jb) {
701 >                                        atom2 = (*jb);
702 >                                        mf = fDecomp_->getMassFactorColumn(atom2);
703 >                                        // fg is the force on atom jb due to cutoff group's
704 >                                        // presence in switching region
705 >                                        fg = -swderiv * d_grp * mf;
706 >                                        fDecomp_->addForceToAtomColumn(atom2, fg);
707 >
708 >                                        if (atomListColumn.size() > 1) {
709 >                                          if (info_->usesAtomicVirial()) {
710 >                                                // find the distance between the atom
711 >                                                // and the center of the cutoff group:
712 >                                                dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorColumn(atom2, cg2);
713 >                                                tau -= outProduct(dag, fg);
714 >                                          }
715 >                                        }
716 >                                  }
717 >                                }
718 >                                //if (!SIM_uses_AtomicVirial) {
719 >                                //  tau -= outProduct(d_grp, fij);
720 >                                //}
721 >                          }
722 >                        }
723 >                  }
724 >
725 >      if (iLoop == PREPAIR_LOOP) {
726 >        if (info_->requiresPrepair()) {
727 >
728 >          fDecomp_->collectIntermediateData();
729 >
730 >          for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++) {
731 >            fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
732 >            interactionMan_->doPreForce(sdat);
733 >          }
734 >
735 >          fDecomp_->distributeIntermediateData();
736 >
737 >        }
738 >      }
739 >
740 >    }
741 >
742 >    fDecomp_->collectData();
743 >
744 >    if (info_->requiresSelfCorrection()) {
745 >
746 >      for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++) {
747 >        fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
748 >        interactionMan_->doSelfCorrection(sdat);
749 >      }
750 >
751 >    }
752 >
753 >    longRangePotential = *(fDecomp_->getEmbeddingPotential()) +
754 >      *(fDecomp_->getPairwisePotential());
755 >
756 >    lrPot = longRangePotential.sum();
757 >
758 >    //store the tau and long range potential
759 >    curSnapshot->statData[Stats::LONG_RANGE_POTENTIAL] = lrPot;
760 >    curSnapshot->statData[Stats::VANDERWAALS_POTENTIAL] = longRangePotential[VANDERWAALS_FAMILY];
761 >    curSnapshot->statData[Stats::ELECTROSTATIC_POTENTIAL] = longRangePotential[ELECTROSTATIC_FAMILY];
762 >  }
763 >
764 >  void ForceManager::longRangeInteractions() {
765 >
766 >    Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
767 >    DataStorage* config = &(curSnapshot->atomData);
768 >    DataStorage* cgConfig = &(curSnapshot->cgData);
769 >
770 >    //calculate the center of mass of cutoff group
771 >
772 >    SimInfo::MoleculeIterator mi;
773 >    Molecule* mol;
774 >    Molecule::CutoffGroupIterator ci;
775 >    CutoffGroup* cg;
776 >
777 >    if(info_->getNCutoffGroups() > 0){      
778 >      for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL;
779 >           mol = info_->nextMolecule(mi)) {
780 >        for(cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL;
781 >            cg = mol->nextCutoffGroup(ci)) {
782 >          cerr << "branch1\n";
783 >          cerr << "globind = " << cg->getGlobalIndex() << "\n";
784 >          cg->updateCOM();
785 >        }
786 >      }      
787 >    } else {
788 >      // center of mass of the group is the same as position of the atom  
789 >      // if cutoff group does not exist
790 >      cerr << "branch2\n";
791 >      cgConfig->position = config->position;
792 >    }
793 >
794 >    fDecomp_->zeroWorkArrays();
795 >    fDecomp_->distributeData();
796 >    
797 >    int cg1, cg2, atom1, atom2, topoDist;
798 >    Vector3d d_grp, dag, d;
799 >    RealType rgrpsq, rgrp, r2, r;
800 >    RealType electroMult, vdwMult;
801 >    RealType vij;
802 >    Vector3d fij, fg, f1;
803 >    tuple3<RealType, RealType, RealType> cuts;
804 >    RealType rCutSq;
805 >    bool in_switching_region;
806 >    RealType sw, dswdr, swderiv;
807 >    vector<int> atomListColumn, atomListRow, atomListLocal;
808 >    InteractionData idat;
809 >    SelfData sdat;
810 >    RealType mf;
811 >    RealType lrPot;
812 >    RealType vpair;
813 >    potVec longRangePotential(0.0);
814 >    potVec workPot(0.0);
815 >
816 >    int loopStart, loopEnd;
817 >
818 >    idat.vdwMult = &vdwMult;
819 >    idat.electroMult = &electroMult;
820 >    idat.pot = &workPot;
821 >    sdat.pot = fDecomp_->getEmbeddingPotential();
822 >    idat.vpair = &vpair;
823 >    idat.f1 = &f1;
824 >    idat.sw = &sw;
825 >    idat.shiftedPot = (cutoffMethod_ == SHIFTED_POTENTIAL) ? true : false;
826 >    idat.shiftedForce = (cutoffMethod_ == SHIFTED_FORCE) ? true : false;
827 >    
828 >    loopEnd = PAIR_LOOP;
829 >    if (info_->requiresPrepair() ) {
830 >      loopStart = PREPAIR_LOOP;
831 >    } else {
832 >      loopStart = PAIR_LOOP;
833 >    }
834 >  
835 >    for (int iLoop = loopStart; iLoop <= loopEnd; iLoop++) {
836 >    
837 >      if (iLoop == loopStart) {
838 >        bool update_nlist = fDecomp_->checkNeighborList();
839 >        if (update_nlist)
840 >          neighborList = fDecomp_->buildNeighborList();
841 >
842 >      }      
843          
844 +      for (vector<pair<int, int> >::iterator it = neighborList.begin();
845 +             it != neighborList.end(); ++it)
846 +      {
847          cg1 = (*it).first;
848          cg2 = (*it).second;
849 +        
850 +        cuts = fDecomp_->getGroupCutoffs(cg1, cg2);
851  
852 <        gtypes = decomp_->getGroupTypes(cg1, cg2);
320 <        d_grp  = decomp_->getIntergroupVector(cg1, cg2);
852 >        d_grp  = fDecomp_->getIntergroupVector(cg1, cg2);
853          curSnapshot->wrapVector(d_grp);        
854          rgrpsq = d_grp.lengthSquare();
323 –        rCutSq = groupCutoffMap(gtypes).first;
855  
856 +        rCutSq = cuts.second;
857 +
858          if (rgrpsq < rCutSq) {
859 <          idat.rcut = groupCutoffMap(gtypes).second;
859 >          idat.rcut = &cuts.first;
860            if (iLoop == PAIR_LOOP) {
861              vij = 0.0;
862              fij = V3Zero;
863            }
864            
865 <          in_switching_region = swfun_->getSwitch(rgrpsq, idat.sw, idat.dswdr, rgrp);    
866 <          
867 <          atomListI = decomp_->getAtomsInGroupI(cg1);
868 <          atomListJ = decomp_->getAtomsInGroupJ(cg2);
865 >          in_switching_region = switcher_->getSwitch(rgrpsq, sw, dswdr,
866 >                                                     rgrp);
867 >              
868 >          atomListRow = fDecomp_->getAtomsInGroupRow(cg1);
869 >          atomListColumn = fDecomp_->getAtomsInGroupColumn(cg2);
870  
871 <          for (vector<int>::iterator ia = atomListI.begin();
872 <               ia != atomListI.end(); ++ia) {            
871 >          for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin();
872 >               ia != atomListRow.end(); ++ia) {            
873              atom1 = (*ia);
874              
875 <            for (vector<int>::iterator jb = atomListJ.begin();
876 <                 jb != atomListJ.end(); ++jb) {              
875 >            for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin();
876 >                 jb != atomListColumn.end(); ++jb) {              
877                atom2 = (*jb);
878 <              
879 <              if (!decomp_->skipAtomPair(atom1, atom2)) {
878 >
879 >              if (!fDecomp_->skipAtomPair(atom1, atom2)) {
880 >                vpair = 0.0;
881 >                workPot = 0.0;
882 >                f1 = V3Zero;
883 >
884 >                fDecomp_->fillInteractionData(idat, atom1, atom2);
885                  
886 <                if (atomListI.size() == 1 && atomListJ.size() == 1) {
887 <                  idat.d = d_grp;
888 <                  idat.r2 = rgrpsq;
886 >                topoDist = fDecomp_->getTopologicalDistance(atom1, atom2);
887 >                vdwMult = vdwScale_[topoDist];
888 >                electroMult = electrostaticScale_[topoDist];
889 >
890 >                if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1) {
891 >                  idat.d = &d_grp;
892 >                  idat.r2 = &rgrpsq;
893 >                  cerr << "dgrp = " << d_grp << "\n";
894                  } else {
895 <                  idat.d = decomp_->getInteratomicVector(atom1, atom2);
896 <                  curSnapshot->wrapVector(idat.d);
897 <                  idat.r2 = idat.d.lengthSquare();
895 >                  d = fDecomp_->getInteratomicVector(atom1, atom2);
896 >                  curSnapshot->wrapVector( d );
897 >                  r2 = d.lengthSquare();
898 >                  cerr << "datm = " << d<< "\n";
899 >                  idat.d = &d;
900 >                  idat.r2 = &r2;
901                  }
902                  
903 <                idat.r = sqrt(idat.r2);
904 <                decomp_->fillInteractionData(atom1, atom2, idat);
905 <                
903 >                cerr << "idat.d = " << *(idat.d) << "\n";
904 >                r = sqrt( *(idat.r2) );
905 >                idat.rij = &r;
906 >              
907                  if (iLoop == PREPAIR_LOOP) {
908                    interactionMan_->doPrePair(idat);
909                  } else {
910                    interactionMan_->doPair(idat);
911 <                  vij += idat.vpair;
912 <                  fij += idat.f1;
913 <                  tau -= outProduct(idat.d, idat.f);
911 >                  fDecomp_->unpackInteractionData(idat, atom1, atom2);
912 >
913 >                  cerr << "d = " << *(idat.d) << "\tv=" << vpair << "\tf=" << f1 << "\n";
914 >                  vij += vpair;
915 >                  fij += f1;
916 >                  tau -= outProduct( *(idat.d), f1);
917                  }
918                }
919              }
# Line 372 | Line 923 | namespace OpenMD {
923              if (in_switching_region) {
924                swderiv = vij * dswdr / rgrp;
925                fg = swderiv * d_grp;
375 –
926                fij += fg;
927  
928 <              if (atomListI.size() == 1 && atomListJ.size() == 1) {
929 <                tau -= outProduct(idat.d, fg);
928 >              if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1) {
929 >                tau -= outProduct( *(idat.d), fg);
930                }
931            
932 <              for (vector<int>::iterator ia = atomListI.begin();
933 <                   ia != atomListI.end(); ++ia) {            
932 >              for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin();
933 >                   ia != atomListRow.end(); ++ia) {            
934                  atom1 = (*ia);                
935 <                mf = decomp_->getMfactI(atom1);
935 >                mf = fDecomp_->getMassFactorRow(atom1);
936                  // fg is the force on atom ia due to cutoff group's
937                  // presence in switching region
938                  fg = swderiv * d_grp * mf;
939 <                decomp_->addForceToAtomI(atom1, fg);
939 >                fDecomp_->addForceToAtomRow(atom1, fg);
940  
941 <                if (atomListI.size() > 1) {
942 <                  if (info_->usesAtomicVirial_) {
941 >                if (atomListRow.size() > 1) {
942 >                  if (info_->usesAtomicVirial()) {
943                      // find the distance between the atom
944                      // and the center of the cutoff group:
945 <                    dag = decomp_->getAtomToGroupVectorI(atom1, cg1);
945 >                    dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorRow(atom1, cg1);
946                      tau -= outProduct(dag, fg);
947                    }
948                  }
949                }
950 <              for (vector<int>::iterator jb = atomListJ.begin();
951 <                   jb != atomListJ.end(); ++jb) {              
950 >              for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin();
951 >                   jb != atomListColumn.end(); ++jb) {              
952                  atom2 = (*jb);
953 <                mf = decomp_->getMfactJ(atom2);
953 >                mf = fDecomp_->getMassFactorColumn(atom2);
954                  // fg is the force on atom jb due to cutoff group's
955                  // presence in switching region
956                  fg = -swderiv * d_grp * mf;
957 <                decomp_->addForceToAtomJ(atom2, fg);
957 >                fDecomp_->addForceToAtomColumn(atom2, fg);
958  
959 <                if (atomListJ.size() > 1) {
960 <                  if (info_->usesAtomicVirial_) {
959 >                if (atomListColumn.size() > 1) {
960 >                  if (info_->usesAtomicVirial()) {
961                      // find the distance between the atom
962                      // and the center of the cutoff group:
963 <                    dag = decomp_->getAtomToGroupVectorJ(atom2, cg2);
963 >                    dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorColumn(atom2, cg2);
964                      tau -= outProduct(dag, fg);
965                    }
966                  }
# Line 424 | Line 974 | namespace OpenMD {
974        }
975  
976        if (iLoop == PREPAIR_LOOP) {
977 <        if (info_->requiresPrepair_) {            
978 <          decomp_->collectIntermediateData();
979 <          atomList = decomp_->getAtomList();
980 <          for (vector<int>::iterator ia = atomList.begin();
981 <               ia != atomList.end(); ++ia) {              
982 <            atom1 = (*ia);            
433 <            decomp_->populateSelfData(atom1, SelfData sdat);
977 >        if (info_->requiresPrepair()) {
978 >
979 >          fDecomp_->collectIntermediateData();
980 >
981 >          for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++) {
982 >            fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
983              interactionMan_->doPreForce(sdat);
984            }
985 <          decomp_->distributeIntermediateData();        
985 >
986 >          fDecomp_->distributeIntermediateData();
987 >
988          }
989        }
990  
991      }
992      
993 <    decomp_->collectData();
994 <    
995 <    if (info_->requiresSkipCorrection_ || info_->requiresSelfCorrection_) {
445 <      atomList = decomp_->getAtomList();
446 <      for (vector<int>::iterator ia = atomList.begin();
447 <           ia != atomList.end(); ++ia) {              
448 <        atom1 = (*ia);    
993 >    fDecomp_->collectData();
994 >        
995 >    if (info_->requiresSelfCorrection()) {
996  
997 <        if (info_->requiresSkipCorrection_) {
998 <          vector<int> skipList = decomp_->getSkipsForAtom(atom1);
999 <          for (vector<int>::iterator jb = skipList.begin();
453 <               jb != skipList.end(); ++jb) {              
454 <            atom2 = (*jb);
455 <            decomp_->populateSkipData(atom1, atom2, InteractionData idat);
456 <            interactionMan_->doSkipCorrection(idat);
457 <          }
458 <        }
459 <          
460 <        if (info_->requiresSelfCorrection_) {
461 <          decomp_->populateSelfData(atom1, SelfData sdat);
462 <          interactionMan_->doSelfCorrection(sdat);
997 >      for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++) {          
998 >        fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
999 >        interactionMan_->doSelfCorrection(sdat);
1000        }
464 –      
465 –      
466 –    }
1001  
468 –    for (int i=0; i<LR_POT_TYPES;i++){
469 –      lrPot += longRangePotential[i]; //Quick hack
1002      }
1003 <        
1003 >
1004 >    longRangePotential = *(fDecomp_->getEmbeddingPotential()) +
1005 >      *(fDecomp_->getPairwisePotential());
1006 >
1007 >    lrPot = longRangePotential.sum();
1008 >
1009      //store the tau and long range potential    
1010      curSnapshot->statData[Stats::LONG_RANGE_POTENTIAL] = lrPot;
1011 <    curSnapshot->statData[Stats::VANDERWAALS_POTENTIAL] = longRangePotential[VDW_POT];
1012 <    curSnapshot->statData[Stats::ELECTROSTATIC_POTENTIAL] = longRangePotential[ELECTROSTATIC_POT];
1011 >    curSnapshot->statData[Stats::VANDERWAALS_POTENTIAL] = longRangePotential[VANDERWAALS_FAMILY];
1012 >    curSnapshot->statData[Stats::ELECTROSTATIC_POTENTIAL] = longRangePotential[ELECTROSTATIC_FAMILY];
1013    }
1014  
1015    

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