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

Comparing:
trunk/src/brains/ForceManager.cpp (file contents), Revision 963 by tim, Wed May 17 21:51:42 2006 UTC vs.
branches/devel_omp/src/brains/ForceManager.cpp (file contents), Revision 1614 by mciznick, Tue Aug 23 20:55:51 2011 UTC

# Line 6 | Line 6
6   * redistribute this software in source and binary code form, provided
7   * that the following conditions are met:
8   *
9 < * 1. Acknowledgement of the program authors must be made in any
10 < *    publication of scientific results based in part on use of the
11 < *    program.  An acceptable form of acknowledgement is citation of
12 < *    the article in which the program was described (Matthew
13 < *    A. Meineke, Charles F. Vardeman II, Teng Lin, Christopher
14 < *    J. Fennell and J. Daniel Gezelter, "OOPSE: An Object-Oriented
15 < *    Parallel Simulation Engine for Molecular Dynamics,"
16 < *    J. Comput. Chem. 26, pp. 252-271 (2005))
17 < *
18 < * 2. Redistributions of source code must retain the above copyright
9 > * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10   *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11   *
12 < * 3. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12 > * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13   *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14   *    documentation and/or other materials provided with the
15   *    distribution.
# Line 37 | Line 28
28   * arising out of the use of or inability to use software, even if the
29   * University of Notre Dame has been advised of the possibility of
30   * such damages.
31 + *
32 + * SUPPORT OPEN SCIENCE!  If you use OpenMD or its source code in your
33 + * research, please cite the appropriate papers when you publish your
34 + * work.  Good starting points are:
35 + *                                                                      
36 + * [1]  Meineke, et al., J. Comp. Chem. 26, 252-271 (2005).            
37 + * [2]  Fennell & Gezelter, J. Chem. Phys. 124, 234104 (2006).          
38 + * [3]  Sun, Lin & Gezelter, J. Chem. Phys. 128, 24107 (2008).          
39 + * [4]  Vardeman & Gezelter, in progress (2009).                        
40   */
41 <
41 >
42   /**
43   * @file ForceManager.cpp
44   * @author tlin
# Line 49 | Line 49
49  
50   #include "brains/ForceManager.hpp"
51   #include "primitives/Molecule.hpp"
52 < #include "UseTheForce/doForces_interface.h"
53 < #define __C
54 < #include "UseTheForce/DarkSide/fInteractionMap.h"
52 > #define __OPENMD_C
53   #include "utils/simError.h"
54 + #include "primitives/Bond.hpp"
55   #include "primitives/Bend.hpp"
56 < #include "primitives/Bend.hpp"
57 < namespace oopse {
56 > #include "primitives/Torsion.hpp"
57 > #include "primitives/Inversion.hpp"
58 > #include "nonbonded/NonBondedInteraction.hpp"
59 > #include "parallel/ForceMatrixDecomposition.hpp"
60  
61 < /*
62 <  struct BendOrderStruct {
63 <    Bend* bend;
63 <    BendDataSet dataSet;
64 <  };
65 <  struct TorsionOrderStruct {
66 <    Torsion* torsion;
67 <    TorsionDataSet dataSet;
68 <  };
61 > #include <cstdio>
62 > #include <iostream>
63 > #include <iomanip>
64  
65 <  bool  BendSortFunctor(const BendOrderStruct& b1, const BendOrderStruct& b2) {
66 <    return b1.dataSet.deltaV < b2.dataSet.deltaV;
67 <  }
65 > #include <omp.h>
66 > //#include <time.h>
67 > #include <sys/time.h>
68  
69 <  bool  TorsionSortFunctor(const TorsionOrderStruct& t1, const TorsionOrderStruct& t2) {
70 <    return t1.dataSet.deltaV < t2.dataSet.deltaV;
76 <  }
77 <  */
78 <  void ForceManager::calcForces(bool needPotential, bool needStress) {
69 > using namespace std;
70 > namespace OpenMD {
71  
72 <    if (!info_->isFortranInitialized()) {
81 <      info_->update();
82 <    }
72 > //long int elapsedTime = 0;
73  
74 <    preCalculation();
75 <    
76 <    calcShortRangeInteraction();
74 > ForceManager::ForceManager(SimInfo * info) :
75 >        info_(info) {
76 >        forceField_ = info_->getForceField();
77 >        interactionMan_ = new InteractionManager();
78 >        fDecomp_ = new ForceMatrixDecomposition(info_, interactionMan_);
79 > }
80  
81 <    calcLongRangeInteraction(needPotential, needStress);
81 > /**
82 > * setupCutoffs
83 > *
84 > * Sets the values of cutoffRadius, switchingRadius, cutoffMethod,
85 > * and cutoffPolicy
86 > *
87 > * cutoffRadius : realType
88 > *  If the cutoffRadius was explicitly set, use that value.
89 > *  If the cutoffRadius was not explicitly set:
90 > *      Are there electrostatic atoms?  Use 12.0 Angstroms.
91 > *      No electrostatic atoms?  Poll the atom types present in the
92 > *      simulation for suggested cutoff values (e.g. 2.5 * sigma).
93 > *      Use the maximum suggested value that was found.
94 > *
95 > * cutoffMethod : (one of HARD, SWITCHED, SHIFTED_FORCE,
96 > *                        or SHIFTED_POTENTIAL)
97 > *      If cutoffMethod was explicitly set, use that choice.
98 > *      If cutoffMethod was not explicitly set, use SHIFTED_FORCE
99 > *
100 > * cutoffPolicy : (one of MIX, MAX, TRADITIONAL)
101 > *      If cutoffPolicy was explicitly set, use that choice.
102 > *      If cutoffPolicy was not explicitly set, use TRADITIONAL
103 > *
104 > * switchingRadius : realType
105 > *  If the cutoffMethod was set to SWITCHED:
106 > *      If the switchingRadius was explicitly set, use that value
107 > *          (but do a sanity check first).
108 > *      If the switchingRadius was not explicitly set: use 0.85 *
109 > *      cutoffRadius_
110 > *  If the cutoffMethod was not set to SWITCHED:
111 > *      Set switchingRadius equal to cutoffRadius for safety.
112 > */
113 > void ForceManager::setupCutoffs() {
114  
115 <    postCalculation();
115 >        Globals* simParams_ = info_->getSimParams();
116 >        ForceFieldOptions& forceFieldOptions_ = forceField_->getForceFieldOptions();
117  
118 < /*
119 <    std::vector<BendOrderStruct> bendOrderStruct;
120 <    for(std::map<Bend*, BendDataSet>::iterator i = bendDataSets.begin(); i != bendDataSets.end(); ++i) {
121 <        BendOrderStruct tmp;
122 <        tmp.bend= const_cast<Bend*>(i->first);
123 <        tmp.dataSet = i->second;
124 <        bendOrderStruct.push_back(tmp);
125 <    }
118 >        if (simParams_->haveCutoffRadius())
119 >        {
120 >                rCut_ = simParams_->getCutoffRadius();
121 >        } else
122 >        {
123 >                if (info_->usesElectrostaticAtoms())
124 >                {
125 >                        sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the cutoffRadius.\n"
126 >                                "\tOpenMD will use a default value of 12.0 angstroms"
127 >                                "\tfor the cutoffRadius.\n");
128 >                        painCave.isFatal = 0;
129 >                        painCave.severity = OPENMD_INFO;
130 >                        simError();
131 >                        rCut_ = 12.0;
132 >                } else
133 >                {
134 >                        RealType thisCut;
135 >                        set<AtomType*>::iterator i;
136 >                        set<AtomType*> atomTypes;
137 >                        atomTypes = info_->getSimulatedAtomTypes();
138 >                        for (i = atomTypes.begin(); i != atomTypes.end(); ++i)
139 >                        {
140 >                                thisCut = interactionMan_->getSuggestedCutoffRadius((*i));
141 >                                rCut_ = max(thisCut, rCut_);
142 >                        }
143 >                        sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the cutoffRadius.\n"
144 >                                "\tOpenMD will use %lf angstroms.\n", rCut_);
145 >                        painCave.isFatal = 0;
146 >                        painCave.severity = OPENMD_INFO;
147 >                        simError();
148 >                }
149 >        }
150  
151 <    std::vector<TorsionOrderStruct> torsionOrderStruct;
152 <    for(std::map<Torsion*, TorsionDataSet>::iterator j = torsionDataSets.begin(); j != torsionDataSets.end(); ++j) {
103 <        TorsionOrderStruct tmp;
104 <        tmp.torsion = const_cast<Torsion*>(j->first);
105 <        tmp.dataSet = j->second;
106 <        torsionOrderStruct.push_back(tmp);
107 <    }
108 <    
109 <    std::sort(bendOrderStruct.begin(), bendOrderStruct.end(), std::ptr_fun(BendSortFunctor));
110 <    std::sort(torsionOrderStruct.begin(), torsionOrderStruct.end(), std::ptr_fun(TorsionSortFunctor));
111 <    for (std::vector<BendOrderStruct>::iterator k = bendOrderStruct.begin(); k != bendOrderStruct.end(); ++k) {
112 <        Bend* bend = k->bend;
113 <        std::cout << "Bend: atom1=" <<bend->getAtomA()->getGlobalIndex() << ",atom2 = "<< bend->getAtomB()->getGlobalIndex() << ",atom3="<<bend->getAtomC()->getGlobalIndex() << " ";
114 <        std::cout << "deltaV=" << k->dataSet.deltaV << ",p_theta=" << k->dataSet.prev.angle <<",p_pot=" << k->dataSet.prev.potential<< ",c_theta=" << k->dataSet.curr.angle << ", c_pot = " << k->dataSet.curr.potential <<std::endl;
115 <    }
116 <    for (std::vector<TorsionOrderStruct>::iterator l = torsionOrderStruct.begin(); l != torsionOrderStruct.end(); ++l) {
117 <        Torsion* torsion = l->torsion;
118 <        std::cout << "Torsion: atom1=" <<torsion->getAtomA()->getGlobalIndex() << ",atom2 = "<< torsion->getAtomB()->getGlobalIndex() << ",atom3="<<torsion->getAtomC()->getGlobalIndex() << ",atom4="<<torsion->getAtomD()->getGlobalIndex()<< " ";
119 <        std::cout << "deltaV=" << l->dataSet.deltaV << ",p_theta=" << l->dataSet.prev.angle <<",p_pot=" << l->dataSet.prev.potential<< ",c_theta=" << l->dataSet.curr.angle << ", c_pot = " << l->dataSet.curr.potential <<std::endl;
120 <    }
121 <   */
122 <  }
151 >        fDecomp_->setUserCutoff(rCut_);
152 >        interactionMan_->setCutoffRadius(rCut_);
153  
154 <  void ForceManager::preCalculation() {
155 <    SimInfo::MoleculeIterator mi;
156 <    Molecule* mol;
157 <    Molecule::AtomIterator ai;
158 <    Atom* atom;
129 <    Molecule::RigidBodyIterator rbIter;
130 <    RigidBody* rb;
131 <    
132 <    // forces are zeroed here, before any are accumulated.
133 <    // NOTE: do not rezero the forces in Fortran.
134 <    for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi)) {
135 <      for(atom = mol->beginAtom(ai); atom != NULL; atom = mol->nextAtom(ai)) {
136 <        atom->zeroForcesAndTorques();
137 <      }
138 <        
139 <      //change the positions of atoms which belong to the rigidbodies
140 <      for (rb = mol->beginRigidBody(rbIter); rb != NULL; rb = mol->nextRigidBody(rbIter)) {
141 <        rb->zeroForcesAndTorques();
142 <      }        
143 <    }
144 <    
145 <  }
154 >        map<string, CutoffMethod> stringToCutoffMethod;
155 >        stringToCutoffMethod["HARD"] = HARD;
156 >        stringToCutoffMethod["SWITCHED"] = SWITCHED;
157 >        stringToCutoffMethod["SHIFTED_POTENTIAL"] = SHIFTED_POTENTIAL;
158 >        stringToCutoffMethod["SHIFTED_FORCE"] = SHIFTED_FORCE;
159  
160 <  void ForceManager::calcShortRangeInteraction() {
161 <    Molecule* mol;
162 <    RigidBody* rb;
163 <    Bond* bond;
164 <    Bend* bend;
165 <    Torsion* torsion;
166 <    SimInfo::MoleculeIterator mi;
167 <    Molecule::RigidBodyIterator rbIter;
168 <    Molecule::BondIterator bondIter;;
169 <    Molecule::BendIterator  bendIter;
170 <    Molecule::TorsionIterator  torsionIter;
171 <    RealType bondPotential = 0.0;
172 <    RealType bendPotential = 0.0;
173 <    RealType torsionPotential = 0.0;
174 <
175 <    //calculate short range interactions    
176 <    for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi)) {
177 <
178 <      //change the positions of atoms which belong to the rigidbodies
179 <      for (rb = mol->beginRigidBody(rbIter); rb != NULL; rb = mol->nextRigidBody(rbIter)) {
180 <          rb->updateAtoms();
181 <      }
160 >        if (simParams_->haveCutoffMethod())
161 >        {
162 >                string cutMeth = toUpperCopy(simParams_->getCutoffMethod());
163 >                map<string, CutoffMethod>::iterator i;
164 >                i = stringToCutoffMethod.find(cutMeth);
165 >                if (i == stringToCutoffMethod.end())
166 >                {
167 >                        sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: Could not find chosen cutoffMethod %s\n"
168 >                                "\tShould be one of: "
169 >                                "HARD, SWITCHED, SHIFTED_POTENTIAL, or SHIFTED_FORCE\n", cutMeth.c_str());
170 >                        painCave.isFatal = 1;
171 >                        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
172 >                        simError();
173 >                } else
174 >                {
175 >                        cutoffMethod_ = i->second;
176 >                }
177 >        } else
178 >        {
179 >                sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the cutoffMethod.\n"
180 >                        "\tOpenMD will use SHIFTED_FORCE.\n");
181 >                painCave.isFatal = 0;
182 >                painCave.severity = OPENMD_INFO;
183 >                simError();
184 >                cutoffMethod_ = SHIFTED_FORCE;
185 >        }
186  
187 <      for (bond = mol->beginBond(bondIter); bond != NULL; bond = mol->nextBond(bondIter)) {
188 <        bond->calcForce();
189 <        bondPotential += bond->getPotential();
190 <      }
187 >        map<string, CutoffPolicy> stringToCutoffPolicy;
188 >        stringToCutoffPolicy["MIX"] = MIX;
189 >        stringToCutoffPolicy["MAX"] = MAX;
190 >        stringToCutoffPolicy["TRADITIONAL"] = TRADITIONAL;
191  
192 +        std::string cutPolicy;
193 +        if (forceFieldOptions_.haveCutoffPolicy())
194 +        {
195 +                cutPolicy = forceFieldOptions_.getCutoffPolicy();
196 +        } else if (simParams_->haveCutoffPolicy())
197 +        {
198 +                cutPolicy = simParams_->getCutoffPolicy();
199 +        }
200  
201 <      for (bend = mol->beginBend(bendIter); bend != NULL; bend = mol->nextBend(bendIter)) {
201 >        if (!cutPolicy.empty())
202 >        {
203 >                toUpper(cutPolicy);
204 >                map<string, CutoffPolicy>::iterator i;
205 >                i = stringToCutoffPolicy.find(cutPolicy);
206  
207 <          RealType angle;
208 <            bend->calcForce(angle);
209 <          RealType currBendPot = bend->getPotential();          
210 <            bendPotential += bend->getPotential();
211 <          std::map<Bend*, BendDataSet>::iterator i = bendDataSets.find(bend);
212 <          if (i == bendDataSets.end()) {
213 <            BendDataSet dataSet;
214 <            dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
215 <            dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currBendPot;
216 <            dataSet.deltaV = 0.0;
217 <            bendDataSets.insert(std::map<Bend*, BendDataSet>::value_type(bend, dataSet));
218 <          }else {
219 <            i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
220 <            i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
221 <            i->second.curr.angle = angle;
222 <            i->second.curr.potential = currBendPot;
223 <            i->second.deltaV =  fabs(i->second.curr.potential -  i->second.prev.potential);
224 <          }
225 <      }
207 >                if (i == stringToCutoffPolicy.end())
208 >                {
209 >                        sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: Could not find chosen cutoffPolicy %s\n"
210 >                                "\tShould be one of: "
211 >                                "MIX, MAX, or TRADITIONAL\n", cutPolicy.c_str());
212 >                        painCave.isFatal = 1;
213 >                        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
214 >                        simError();
215 >                } else
216 >                {
217 >                        cutoffPolicy_ = i->second;
218 >                }
219 >        } else
220 >        {
221 >                sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the cutoffPolicy.\n"
222 >                        "\tOpenMD will use TRADITIONAL.\n");
223 >                painCave.isFatal = 0;
224 >                painCave.severity = OPENMD_INFO;
225 >                simError();
226 >                cutoffPolicy_ = TRADITIONAL;
227 >        }
228  
229 <      for (torsion = mol->beginTorsion(torsionIter); torsion != NULL; torsion = mol->nextTorsion(torsionIter)) {
199 <        RealType angle;
200 <          torsion->calcForce(angle);
201 <        RealType currTorsionPot = torsion->getPotential();
202 <          torsionPotential += torsion->getPotential();
203 <          std::map<Torsion*, TorsionDataSet>::iterator i = torsionDataSets.find(torsion);
204 <          if (i == torsionDataSets.end()) {
205 <            TorsionDataSet dataSet;
206 <            dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
207 <            dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currTorsionPot;
208 <            dataSet.deltaV = 0.0;
209 <            torsionDataSets.insert(std::map<Torsion*, TorsionDataSet>::value_type(torsion, dataSet));
210 <          }else {
211 <            i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
212 <            i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
213 <            i->second.curr.angle = angle;
214 <            i->second.curr.potential = currTorsionPot;
215 <            i->second.deltaV =  fabs(i->second.curr.potential -  i->second.prev.potential);
216 <          }      
217 <      }
229 >        fDecomp_->setCutoffPolicy(cutoffPolicy_);
230  
231 <    }
220 <    
221 <    RealType  shortRangePotential = bondPotential + bendPotential + torsionPotential;    
222 <    Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
223 <    curSnapshot->statData[Stats::SHORT_RANGE_POTENTIAL] = shortRangePotential;
224 <    curSnapshot->statData[Stats::BOND_POTENTIAL] = bondPotential;
225 <    curSnapshot->statData[Stats::BEND_POTENTIAL] = bendPotential;
226 <    curSnapshot->statData[Stats::DIHEDRAL_POTENTIAL] = torsionPotential;
227 <    
228 <  }
231 >        // create the switching function object:
232  
233 <  void ForceManager::calcLongRangeInteraction(bool needPotential, bool needStress) {
231 <    Snapshot* curSnapshot;
232 <    DataStorage* config;
233 <    RealType* frc;
234 <    RealType* pos;
235 <    RealType* trq;
236 <    RealType* A;
237 <    RealType* electroFrame;
238 <    RealType* rc;
239 <    
240 <    //get current snapshot from SimInfo
241 <    curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
233 >        switcher_ = new SwitchingFunction();
234  
235 <    //get array pointers
236 <    config = &(curSnapshot->atomData);
237 <    frc = config->getArrayPointer(DataStorage::dslForce);
238 <    pos = config->getArrayPointer(DataStorage::dslPosition);
239 <    trq = config->getArrayPointer(DataStorage::dslTorque);
240 <    A   = config->getArrayPointer(DataStorage::dslAmat);
241 <    electroFrame = config->getArrayPointer(DataStorage::dslElectroFrame);
235 >        if (cutoffMethod_ == SWITCHED)
236 >        {
237 >                if (simParams_->haveSwitchingRadius())
238 >                {
239 >                        rSwitch_ = simParams_->getSwitchingRadius();
240 >                        if (rSwitch_ > rCut_)
241 >                        {
242 >                                sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: switchingRadius (%f) is larger "
243 >                                        "than the cutoffRadius(%f)\n", rSwitch_, rCut_);
244 >                                painCave.isFatal = 1;
245 >                                painCave.severity = OPENMD_ERROR;
246 >                                simError();
247 >                        }
248 >                } else
249 >                {
250 >                        rSwitch_ = 0.85 * rCut_;
251 >                        sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: No value was set for the switchingRadius.\n"
252 >                                "\tOpenMD will use a default value of 85 percent of the cutoffRadius.\n"
253 >                                "\tswitchingRadius = %f. for this simulation\n", rSwitch_);
254 >                        painCave.isFatal = 0;
255 >                        painCave.severity = OPENMD_WARNING;
256 >                        simError();
257 >                }
258 >        } else
259 >        {
260 >                if (simParams_->haveSwitchingRadius())
261 >                {
262 >                        map<string, CutoffMethod>::const_iterator it;
263 >                        string theMeth;
264 >                        for (it = stringToCutoffMethod.begin(); it != stringToCutoffMethod.end(); ++it)
265 >                        {
266 >                                if (it->second == cutoffMethod_)
267 >                                {
268 >                                        theMeth = it->first;
269 >                                        break;
270 >                                }
271 >                        }
272 >                        sprintf(painCave.errMsg, "ForceManager::setupCutoffs: the cutoffMethod (%s)\n"
273 >                                "\tis not set to SWITCHED, so switchingRadius value\n"
274 >                                "\twill be ignored for this simulation\n", theMeth.c_str());
275 >                        painCave.isFatal = 0;
276 >                        painCave.severity = OPENMD_WARNING;
277 >                        simError();
278 >                }
279  
280 <    //calculate the center of mass of cutoff group
281 <    SimInfo::MoleculeIterator mi;
282 <    Molecule* mol;
283 <    Molecule::CutoffGroupIterator ci;
284 <    CutoffGroup* cg;
285 <    Vector3d com;
286 <    std::vector<Vector3d> rcGroup;
280 >                rSwitch_ = rCut_;
281 >        }
282 >
283 >        // Default to cubic switching function.
284 >        sft_ = cubic;
285 >        if (simParams_->haveSwitchingFunctionType())
286 >        {
287 >                string funcType = simParams_->getSwitchingFunctionType();
288 >                toUpper(funcType);
289 >                if (funcType == "CUBIC")
290 >                {
291 >                        sft_ = cubic;
292 >                } else
293 >                {
294 >                        if (funcType == "FIFTH_ORDER_POLYNOMIAL")
295 >                        {
296 >                                sft_ = fifth_order_poly;
297 >                        } else
298 >                        {
299 >                                // throw error
300 >                                sprintf(painCave.errMsg,
301 >                                                "ForceManager::setupSwitching : Unknown switchingFunctionType. (Input file specified %s .)\n"
302 >                                                        "\tswitchingFunctionType must be one of: "
303 >                                                        "\"cubic\" or \"fifth_order_polynomial\".", funcType.c_str());
304 >                                painCave.isFatal = 1;
305 >                                painCave.severity = OPENMD_ERROR;
306 >                                simError();
307 >                        }
308 >                }
309 >        }
310 >        switcher_->setSwitchType(sft_);
311 >        switcher_->setSwitch(rSwitch_, rCut_);
312 >        interactionMan_->setSwitchingRadius(rSwitch_);
313 > }
314  
315 <    if(info_->getNCutoffGroups() > 0){
260 <
261 <      for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi)) {
262 <        for(cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci)) {
263 <          cg->getCOM(com);
264 <          rcGroup.push_back(com);
265 <        }
266 <      }// end for (mol)
267 <      
268 <      rc = rcGroup[0].getArrayPointer();
269 <    } else {
270 <      // center of mass of the group is the same as position of the atom  if cutoff group does not exist
271 <      rc = pos;
272 <    }
273 <  
274 <    //initialize data before passing to fortran
275 <    RealType longRangePotential[LR_POT_TYPES];
276 <    RealType lrPot = 0.0;
277 <    
278 <    Mat3x3d tau;
279 <    short int passedCalcPot = needPotential;
280 <    short int passedCalcStress = needStress;
281 <    int isError = 0;
315 > void ForceManager::initialize() {
316  
317 <    for (int i=0; i<LR_POT_TYPES;i++){
318 <      longRangePotential[i]=0.0; //Initialize array
285 <    }
317 >        if (!info_->isTopologyDone())
318 >        {
319  
320 <    doForceLoop( pos,
321 <                 rc,
322 <                 A,
290 <                 electroFrame,
291 <                 frc,
292 <                 trq,
293 <                 tau.getArrayPointer(),
294 <                 longRangePotential,
295 <                 &passedCalcPot,
296 <                 &passedCalcStress,
297 <                 &isError );
320 >                info_->update();
321 >                interactionMan_->setSimInfo(info_);
322 >                interactionMan_->initialize();
323  
324 <    if( isError ){
325 <      sprintf( painCave.errMsg,
326 <               "Error returned from the fortran force calculation.\n" );
327 <      painCave.isFatal = 1;
303 <      simError();
304 <    }
305 <    for (int i=0; i<LR_POT_TYPES;i++){
306 <      lrPot += longRangePotential[i]; //Quick hack
307 <    }
324 >                // We want to delay the cutoffs until after the interaction
325 >                // manager has set up the atom-atom interactions so that we can
326 >                // query them for suggested cutoff values
327 >                setupCutoffs();
328  
329 <    //store the tau and long range potential    
330 <    curSnapshot->statData[Stats::LONG_RANGE_POTENTIAL] = lrPot;
311 <    curSnapshot->statData[Stats::VANDERWAALS_POTENTIAL] = longRangePotential[VDW_POT];
312 <    curSnapshot->statData[Stats::ELECTROSTATIC_POTENTIAL] = longRangePotential[ELECTROSTATIC_POT];
329 >                info_->prepareTopology();
330 >        }
331  
332 <    curSnapshot->statData.setTau(tau);
315 <  }
332 >        ForceFieldOptions& fopts = forceField_->getForceFieldOptions();
333  
334 +        // Force fields can set options on how to scale van der Waals and
335 +        // electrostatic interactions for atoms connected via bonds, bends
336 +        // and torsions in this case the topological distance between
337 +        // atoms is:
338 +        // 0 = topologically unconnected
339 +        // 1 = bonded together
340 +        // 2 = connected via a bend
341 +        // 3 = connected via a torsion
342  
343 <  void ForceManager::postCalculation() {
344 <    SimInfo::MoleculeIterator mi;
320 <    Molecule* mol;
321 <    Molecule::RigidBodyIterator rbIter;
322 <    RigidBody* rb;
323 <    
324 <    // collect the atomic forces onto rigid bodies
325 <    for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi)) {
326 <      for (rb = mol->beginRigidBody(rbIter); rb != NULL; rb = mol->nextRigidBody(rbIter)) {
327 <        rb->calcForcesAndTorques();
328 <      }
329 <    }
343 >        vdwScale_.reserve(4);
344 >        fill(vdwScale_.begin(), vdwScale_.end(), 0.0);
345  
346 <  }
346 >        electrostaticScale_.reserve(4);
347 >        fill(electrostaticScale_.begin(), electrostaticScale_.end(), 0.0);
348  
349 < } //end namespace oopse
349 >        vdwScale_[0] = 1.0;
350 >        vdwScale_[1] = fopts.getvdw12scale();
351 >        vdwScale_[2] = fopts.getvdw13scale();
352 >        vdwScale_[3] = fopts.getvdw14scale();
353 >
354 >        electrostaticScale_[0] = 1.0;
355 >        electrostaticScale_[1] = fopts.getelectrostatic12scale();
356 >        electrostaticScale_[2] = fopts.getelectrostatic13scale();
357 >        electrostaticScale_[3] = fopts.getelectrostatic14scale();
358 >
359 >        fDecomp_->distributeInitialData();
360 >
361 >        initialized_ = true;
362 >
363 > }
364 >
365 > void ForceManager::calcForces() {
366 >
367 >        if (!initialized_)
368 >                initialize();
369 >
370 >        preCalculation();
371 >        shortRangeInteractions();
372 >        //    longRangeInteractions();
373 >        //      longRangeInteractionsRapaport();
374 >        longRangeInteractionsParallel();
375 >        postCalculation();
376 > }
377 >
378 > void ForceManager::preCalculation() {
379 >        SimInfo::MoleculeIterator mi;
380 >        Molecule* mol;
381 >        Molecule::AtomIterator ai;
382 >        Atom* atom;
383 >        Molecule::RigidBodyIterator rbIter;
384 >        RigidBody* rb;
385 >        Molecule::CutoffGroupIterator ci;
386 >        CutoffGroup* cg;
387 >
388 >        // forces are zeroed here, before any are accumulated.
389 >
390 >        for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
391 >        {
392 >                for (atom = mol->beginAtom(ai); atom != NULL; atom = mol->nextAtom(ai))
393 >                {
394 >                        atom->zeroForcesAndTorques();
395 >                }
396 >
397 >                //change the positions of atoms which belong to the rigidbodies
398 >                for (rb = mol->beginRigidBody(rbIter); rb != NULL; rb = mol->nextRigidBody(rbIter))
399 >                {
400 >                        rb->zeroForcesAndTorques();
401 >                }
402 >
403 >                if (info_->getNGlobalCutoffGroups() != info_->getNGlobalAtoms())
404 >                {
405 >                        for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
406 >                        {
407 >                                //calculate the center of mass of cutoff group
408 >                                cg->updateCOM();
409 >                        }
410 >                }
411 >        }
412 >
413 >        // Zero out the stress tensor
414 >        tau *= 0.0;
415 >
416 > }
417 >
418 > void ForceManager::shortRangeInteractions() {
419 >        Molecule* mol;
420 >        RigidBody* rb;
421 >        Bond* bond;
422 >        Bend* bend;
423 >        Torsion* torsion;
424 >        Inversion* inversion;
425 >        SimInfo::MoleculeIterator mi;
426 >        Molecule::RigidBodyIterator rbIter;
427 >        Molecule::BondIterator bondIter;
428 >        ;
429 >        Molecule::BendIterator bendIter;
430 >        Molecule::TorsionIterator torsionIter;
431 >        Molecule::InversionIterator inversionIter;
432 >        RealType bondPotential = 0.0;
433 >        RealType bendPotential = 0.0;
434 >        RealType torsionPotential = 0.0;
435 >        RealType inversionPotential = 0.0;
436 >
437 >        //calculate short range interactions
438 >        for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
439 >        {
440 >
441 >                //change the positions of atoms which belong to the rigidbodies
442 >                for (rb = mol->beginRigidBody(rbIter); rb != NULL; rb = mol->nextRigidBody(rbIter))
443 >                {
444 >                        rb->updateAtoms();
445 >                }
446 >
447 >                for (bond = mol->beginBond(bondIter); bond != NULL; bond = mol->nextBond(bondIter))
448 >                {
449 >                        bond->calcForce();
450 >                        bondPotential += bond->getPotential();
451 >                }
452 >
453 >                for (bend = mol->beginBend(bendIter); bend != NULL; bend = mol->nextBend(bendIter))
454 >                {
455 >
456 >                        RealType angle;
457 >                        bend->calcForce(angle);
458 >                        RealType currBendPot = bend->getPotential();
459 >
460 >                        bendPotential += bend->getPotential();
461 >                        map<Bend*, BendDataSet>::iterator i = bendDataSets.find(bend);
462 >                        if (i == bendDataSets.end())
463 >                        {
464 >                                BendDataSet dataSet;
465 >                                dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
466 >                                dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currBendPot;
467 >                                dataSet.deltaV = 0.0;
468 >                                bendDataSets.insert(map<Bend*, BendDataSet>::value_type(bend, dataSet));
469 >                        } else
470 >                        {
471 >                                i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
472 >                                i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
473 >                                i->second.curr.angle = angle;
474 >                                i->second.curr.potential = currBendPot;
475 >                                i->second.deltaV = fabs(i->second.curr.potential - i->second.prev.potential);
476 >                        }
477 >                }
478 >
479 >                for (torsion = mol->beginTorsion(torsionIter); torsion != NULL; torsion = mol->nextTorsion(torsionIter))
480 >                {
481 >                        RealType angle;
482 >                        torsion->calcForce(angle);
483 >                        RealType currTorsionPot = torsion->getPotential();
484 >                        torsionPotential += torsion->getPotential();
485 >                        map<Torsion*, TorsionDataSet>::iterator i = torsionDataSets.find(torsion);
486 >                        if (i == torsionDataSets.end())
487 >                        {
488 >                                TorsionDataSet dataSet;
489 >                                dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
490 >                                dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currTorsionPot;
491 >                                dataSet.deltaV = 0.0;
492 >                                torsionDataSets.insert(map<Torsion*, TorsionDataSet>::value_type(torsion, dataSet));
493 >                        } else
494 >                        {
495 >                                i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
496 >                                i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
497 >                                i->second.curr.angle = angle;
498 >                                i->second.curr.potential = currTorsionPot;
499 >                                i->second.deltaV = fabs(i->second.curr.potential - i->second.prev.potential);
500 >                        }
501 >                }
502 >
503 >                for (inversion = mol->beginInversion(inversionIter); inversion != NULL; inversion = mol->nextInversion(
504 >                                inversionIter))
505 >                {
506 >                        RealType angle;
507 >                        inversion->calcForce(angle);
508 >                        RealType currInversionPot = inversion->getPotential();
509 >                        inversionPotential += inversion->getPotential();
510 >                        map<Inversion*, InversionDataSet>::iterator i = inversionDataSets.find(inversion);
511 >                        if (i == inversionDataSets.end())
512 >                        {
513 >                                InversionDataSet dataSet;
514 >                                dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
515 >                                dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currInversionPot;
516 >                                dataSet.deltaV = 0.0;
517 >                                inversionDataSets.insert(map<Inversion*, InversionDataSet>::value_type(inversion, dataSet));
518 >                        } else
519 >                        {
520 >                                i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
521 >                                i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
522 >                                i->second.curr.angle = angle;
523 >                                i->second.curr.potential = currInversionPot;
524 >                                i->second.deltaV = fabs(i->second.curr.potential - i->second.prev.potential);
525 >                        }
526 >                }
527 >        }
528 >
529 >        RealType shortRangePotential = bondPotential + bendPotential + torsionPotential + inversionPotential;
530 >        Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
531 >        curSnapshot->statData[Stats::SHORT_RANGE_POTENTIAL] = shortRangePotential;
532 >        curSnapshot->statData[Stats::BOND_POTENTIAL] = bondPotential;
533 >        curSnapshot->statData[Stats::BEND_POTENTIAL] = bendPotential;
534 >        curSnapshot->statData[Stats::DIHEDRAL_POTENTIAL] = torsionPotential;
535 >        curSnapshot->statData[Stats::INVERSION_POTENTIAL] = inversionPotential;
536 > }
537 >
538 > void ForceManager::longRangeInteractionsParallel() {
539 >
540 >        Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
541 >        DataStorage* config = &(curSnapshot->atomData);
542 >        DataStorage* cgConfig = &(curSnapshot->cgData);
543 >
544 >        //calculate the center of mass of cutoff group
545 >
546 >        SimInfo::MoleculeIterator mi;
547 >        Molecule* mol;
548 >        Molecule::CutoffGroupIterator ci;
549 >        CutoffGroup* cg;
550 >
551 >        if (info_->getNCutoffGroups() > 0)
552 >        {
553 >                for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
554 >                {
555 >                        for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
556 >                        {
557 >                                //                              cerr << "branch1\n";
558 >                                //                              cerr << "globind = " << cg->getGlobalIndex() << ":" << __LINE__ << "\n";
559 >                                cg->updateCOM();
560 >
561 >                                //                              cerr << "gbI: " << cg->getGlobalIndex() << " locI: " << cg->getLocalIndex() << " x: "
562 >                                //                                              << cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].x() << " y: " << cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].y()
563 >                                //                                              << " z: " << cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].z() << "\n";
564 >                        }
565 >                }
566 >        } else
567 >        {
568 >                // center of mass of the group is the same as position of the atom
569 >                // if cutoff group does not exist
570 >                //              cerr << ":" << __LINE__ << "branch2\n";
571 >                cgConfig->position = config->position;
572 >        }
573 >
574 >        fDecomp_->zeroWorkArrays();
575 >        fDecomp_->distributeData();
576 >
577 >        int atom1, atom2, topoDist;
578 >        Vector3d d_grp, dag, d;
579 >        RealType rgrpsq, rgrp, r2, r;
580 >        RealType electroMult, vdwMult;
581 >        RealType vij;
582 >        Vector3d fij, fg, f1;
583 >        tuple3<RealType, RealType, RealType> cuts;
584 >        RealType rCutSq;
585 >        bool in_switching_region;
586 >        RealType sw, dswdr, swderiv;
587 >        vector<int> atomListColumn, atomListRow, atomListLocal;
588 >
589 >        /* Defines local interaction data to each thread */
590 >        InteractionDataPrv idatPrv;
591 >
592 >        SelfData sdat;
593 >        RealType mf;
594 >        RealType lrPot;
595 >        RealType vpair;
596 >        potVec longRangePotential(0.0);
597 >        potVec workPot(0.0);
598 >
599 >        int loopStart, loopEnd;
600 >        sdat.pot = fDecomp_->getEmbeddingPotential();
601 >
602 >        vector<CutoffGroup *> cgs;
603 >
604 >        for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
605 >        {
606 >                for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
607 >                {
608 >                        cgs.push_back(cg);
609 >                }
610 >        }
611 >
612 >        loopEnd = PAIR_LOOP;
613 >        if (info_->requiresPrepair())
614 >        {
615 >                loopStart = PREPAIR_LOOP;
616 >        } else
617 >        {
618 >                loopStart = PAIR_LOOP;
619 >        }
620 >
621 >        for (int iLoop = loopStart; iLoop <= loopEnd; iLoop++)
622 >        {
623 >
624 >                if (iLoop == loopStart)
625 >                {
626 >                        bool update_nlist = fDecomp_->checkNeighborList();
627 >                        if (update_nlist)
628 >                                neighborMatW = fDecomp_->buildLayerBasedNeighborList();
629 >                }
630 >
631 >                /* Eager initialization */
632 >                /* Initializes InteractionManager before force calculations */
633 >                interactionMan_->initializeOMP();
634 >                /* Initializes forces used in simulation before force calculations */
635 >                interactionMan_->initNonbondedForces();
636 >
637 >                vector<CutoffGroup *>::iterator cg1;
638 >                vector<CutoffGroup *>::iterator cg2;
639 >
640 >                /* Defines local accumulators for each thread */
641 >                vector<Vector3d> forceLcl;
642 >                Vector3d fatom1Lcl;
643 >                Mat3x3d tauLcl;
644 >                potVec potLcl;
645 >
646 >                /* Defines the size of chunks into which the loop iterations will be split */
647 >                int chunkSize = cgs.size() / (omp_get_max_threads() * 5);
648 >
649 >                /*struct timeval tv, tv2;
650 >
651 >                gettimeofday(&tv, NULL);*/
652 >
653 >                /* Defines the parallel region and the list of variables that should be shared and private to each thread */
654 >                #pragma omp parallel default(none) shared(curSnapshot, iLoop, cgs, chunkSize, config) \
655 >                        private(cg1, cg2, cuts, d_grp, rgrpsq, rCutSq, idatPrv, vij, fij, in_switching_region, \
656 >                        dswdr, rgrp, atomListRow, atomListColumn, atom1, atom2, topoDist, d, r2, swderiv, fg, mf, \
657 >                        dag, tauLcl, forceLcl, fatom1Lcl, potLcl)
658 >                {
659 >                        idatPrv.shiftedPot = (cutoffMethod_ == SHIFTED_POTENTIAL) ? true : false;
660 >                        idatPrv.shiftedForce = (cutoffMethod_ == SHIFTED_FORCE) ? true : false;
661 >                        forceLcl = vector<Vector3d>(config->force.size());
662 >                        tauLcl *= 0;
663 >
664 >                        /* Spreads force calculations between threads. Each thread receives chunkSize portion of the CutoffGroups. */
665 >                        #pragma omp for schedule(dynamic, chunkSize)
666 >                        for (cg1 = cgs.begin(); cg1 < cgs.end(); ++cg1)
667 >                        {
668 >                                /* Iterates between neighbors of the CutoffGroup */
669 >                                for (cg2 = neighborMatW[(*cg1)->getGlobalIndex()].begin(); cg2 < neighborMatW[(*cg1)->getGlobalIndex()].end(); ++cg2)
670 >                                {
671 >
672 >                                        cuts = fDecomp_->getGroupCutoffs((*cg1)->getGlobalIndex(), (*cg2)->getGlobalIndex());
673 >
674 >                                        d_grp = fDecomp_->getIntergroupVector((*cg1), (*cg2));
675 >                                        curSnapshot->wrapVector(d_grp);
676 >                                        rgrpsq = d_grp.lengthSquare();
677 >
678 >                                        rCutSq = cuts.second;
679 >
680 > //                                      printf("Thread %d\tcg1:%d\tcg2:%d d_grp\tx:%f\ty:%f\tz:%f\trgrpsq:%f\n", omp_get_thread_num(), (*cg1)->getGlobalIndex(), (*cg2)->getGlobalIndex(), d_grp.x(), d_grp.y(), d_grp.z(), rgrpsq);
681 >
682 >                                        if (rgrpsq < rCutSq)
683 >                                        {
684 >                                                idatPrv.rcut = cuts.first;
685 >                                                if (iLoop == PAIR_LOOP)
686 >                                                {
687 >                                                        vij = 0.0;
688 >                                                        fij = V3Zero;
689 >                                                }
690 >
691 >                                                in_switching_region = switcher_->getSwitch(rgrpsq, idatPrv.sw, dswdr, rgrp);
692 >
693 > //                                              printf("in_switching_region:%d\trgrpsq:%f\t*idatPrv.sw:%f\tdswdr:%f\trgrp:%f\n", (in_switching_region == false ? 0 : 1), rgrpsq, idatPrv.sw, dswdr, rgrp);
694 >
695 >                                                atomListRow = fDecomp_->getAtomsInGroupRow((*cg1)->getGlobalIndex());
696 >                                                atomListColumn = fDecomp_->getAtomsInGroupColumn((*cg2)->getGlobalIndex());
697 >
698 >                                                for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin(); ia != atomListRow.end(); ++ia)
699 >                                                {
700 >                                                        atom1 = (*ia);
701 >                                                        fatom1Lcl = V3Zero;
702 >
703 >                                                        for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin(); jb != atomListColumn.end(); ++jb)
704 >                                                        {
705 >                                                                atom2 = (*jb);
706 >
707 >                                                                if (!fDecomp_->skipAtomPair(atom1, atom2))
708 >                                                                {
709 >                                                                        idatPrv.vpair = 0.0;
710 >                                                                        idatPrv.pot = 0.0;
711 >                                                                        idatPrv.f1 = V3Zero;
712 >
713 >                                                                        fDecomp_->fillInteractionDataOMP(idatPrv, atom1, atom2);
714 >
715 >                                                                        topoDist = fDecomp_->getTopologicalDistance(atom1, atom2);
716 >                                                                        idatPrv.vdwMult = vdwScale_[topoDist];
717 >                                                                        idatPrv.electroMult = electrostaticScale_[topoDist];
718 >
719 > //                                                                      printf("topoDist:%d\tidatPrv.vdwMult:%f\tidatPrv.electroMult:%f\n", topoDist, idatPrv.vdwMult, idatPrv.electroMult);
720 >
721 >                                                                        if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1)
722 >                                                                        {
723 >                                                                                idatPrv.d = d_grp;
724 >                                                                                idatPrv.r2 = rgrpsq;
725 >                                                                                //cerr << "dgrp = " << d_grp << ":" << __LINE__ << "\n";
726 >                                                                        } else
727 >                                                                        {
728 >                                                                                d = fDecomp_->getInteratomicVector(atom1, atom2);
729 >                                                                                curSnapshot->wrapVector(d);
730 >                                                                                r2 = d.lengthSquare();
731 >                                                                                //cerr << "datm = " << d << ":" << __LINE__ << "\n";
732 >                                                                                idatPrv.d = d;
733 >                                                                                idatPrv.r2 = r2;
734 >                                                                        }
735 >
736 >                                                                        //printf("idatPrv.d x:%f\ty:%f\tz:%f\tidatPrv.r2:%f\n", (idatPrv.d).x(), (idatPrv.d).y(), (idatPrv.d).z(), idatPrv.r2);
737 >                                                                        //cerr << "idat.d = " << *(idat.d) << ":" << __LINE__ << "\n";
738 >                                                                        idatPrv.rij = sqrt((idatPrv.r2));
739 >                                                                        //cerr << "idat.rij = " << *(idat.rij) << "\n";
740 >
741 >                                                                        if (iLoop == PREPAIR_LOOP)
742 >                                                                        {
743 >                                                                                interactionMan_->doPrePairOMP(idatPrv);
744 >                                                                        } else
745 >                                                                        {
746 >                                                                                interactionMan_->doPairOMP(idatPrv);
747 >
748 >                                                                                /* Accumulates potential and forces in local arrays */
749 >                                                                                potLcl += idatPrv.pot;
750 >                                                                                fatom1Lcl += idatPrv.f1;
751 >                                                                                forceLcl[atom2] -= idatPrv.f1;
752 >                                                                                //cerr << "d = " << *(idat.d) << "\tv=" << vpair << "\tf=" << f1 << ":" << __LINE__ << "\n";
753 >                                                                                //printf("d x:%f y:%f z:%f vpair:%f f1 x:%f y:%f z:%f\n", idatPrv.d.x(), idatPrv.d.y(), idatPrv.d.z(), idatPrv.vpair, idatPrv.f1.x(), idatPrv.f1.y(), idatPrv.f1.z());
754 >                                                                                vij += idatPrv.vpair;
755 >                                                                                fij += idatPrv.f1;
756 >                                                                                tauLcl -= outProduct(idatPrv.d, idatPrv.f1);
757 >                                                                                //printf("vij:%f fij x:%f y:%f z:%f\n", vij, fij.x(), fij.y(), fij.z());
758 >                                                                        }
759 >                                                                }
760 >                                                        }
761 >                                                        /* We can accumulate force for current CutoffGroup in shared memory without worring about read after write bugs*/
762 >                                                        config->force[atom1] += fatom1Lcl;
763 >                                                }
764 >
765 >                                                if (iLoop == PAIR_LOOP)
766 >                                                {
767 >                                                        if (in_switching_region)
768 >                                                        {
769 >                                                                swderiv = vij * dswdr / rgrp;
770 >                                                                fg = swderiv * d_grp;
771 >                                                                fij += fg;
772 >
773 >                                                                if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1)
774 >                                                                {
775 >                                                                                tauLcl -= outProduct(idatPrv.d, fg);
776 >                                                                }
777 >
778 >                                                                for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin(); ia != atomListRow.end(); ++ia)
779 >                                                                {
780 >                                                                        atom1 = (*ia);
781 >                                                                        mf = fDecomp_->getMassFactorRow(atom1);
782 >                                                                        // fg is the force on atom ia due to cutoff group's
783 >                                                                        // presence in switching region
784 >                                                                        fg = swderiv * d_grp * mf;
785 >                                                                        #pragma omp critical (forceLck)
786 >                                                                        {
787 >                                                                                fDecomp_->addForceToAtomRow(atom1, fg);
788 >                                                                        }
789 >
790 >                                                                        if (atomListRow.size() > 1)
791 >                                                                        {
792 >                                                                                if (info_->usesAtomicVirial())
793 >                                                                                {
794 >                                                                                        // find the distance between the atom
795 >                                                                                        // and the center of the cutoff group:
796 >                                                                                        dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorRow(atom1, (*cg1)->getGlobalIndex());
797 >                                                                                        tauLcl -= outProduct(dag, fg);
798 >                                                                                }
799 >                                                                        }
800 >                                                                }
801 >                                                                for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin(); jb != atomListColumn.end(); ++jb)
802 >                                                                {
803 >                                                                        atom2 = (*jb);
804 >                                                                        mf = fDecomp_->getMassFactorColumn(atom2);
805 >                                                                        // fg is the force on atom jb due to cutoff group's
806 >                                                                        // presence in switching region
807 >                                                                        fg = -swderiv * d_grp * mf;
808 >                                                                        #pragma omp critical (forceLck)
809 >                                                                        {
810 >                                                                                fDecomp_->addForceToAtomColumn(atom2, fg);
811 >                                                                        }
812 >
813 >                                                                        if (atomListColumn.size() > 1)
814 >                                                                        {
815 >                                                                                if (info_->usesAtomicVirial())
816 >                                                                                {
817 >                                                                                        // find the distance between the atom
818 >                                                                                        // and the center of the cutoff group:
819 >                                                                                        dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorColumn(atom2, (*cg2)->getGlobalIndex());
820 >                                                                                        tauLcl -= outProduct(dag, fg);
821 >                                                                                }
822 >                                                                        }
823 >                                                                }
824 >                                                        }
825 >                                                        //if (!SIM_uses_AtomicVirial) {
826 >                                                        //  tau -= outProduct(d_grp, fij);
827 >                                                        //}
828 >                                                }
829 >                                        }
830 >                                }
831 >                        }// END: omp for loop
832 >                        /* Critical region which accumulates forces from local to shared arrays  */
833 >                        #pragma omp critical (forceAdd)
834 >                        {
835 >                                for (int currAtom = 0; currAtom < config->force.size(); ++currAtom)
836 >                                {
837 >                                        config->force[currAtom] += forceLcl[currAtom];
838 >                                }
839 >
840 >                                tau -= tauLcl;
841 >                                *(fDecomp_->getPairwisePotential()) += potLcl;
842 >                        }
843 >                }// END: omp parallel region
844 >
845 >                /*gettimeofday(&tv2, NULL);
846 >
847 >                elapsedTime += 1000000 * (tv2.tv_sec - tv.tv_sec)
848 >                                                + (tv2.tv_usec - tv.tv_usec);
849 >
850 >                Globals *simParams_ = info_->getSimParams();
851 >
852 >                if(curSnapshot->getTime() >= simParams_->getRunTime() - 1)
853 >                {
854 >                        printf("Force calculation time: %ld [us]\n", elapsedTime);
855 >                }*/
856 >
857 >                if (iLoop == PREPAIR_LOOP)
858 >                {
859 >                        if (info_->requiresPrepair())
860 >                        {
861 >
862 >                                fDecomp_->collectIntermediateData();
863 >
864 >                                for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++)
865 >                                {
866 >                                        fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
867 >                                        interactionMan_->doPreForce(sdat);
868 >                                }
869 >
870 >                                fDecomp_->distributeIntermediateData();
871 >
872 >                        }
873 >                }
874 >        }
875 >
876 >        fDecomp_->collectData();
877 >
878 >        if (info_->requiresSelfCorrection())
879 >        {
880 >
881 >                for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++)
882 >                {
883 >                        fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
884 >                        interactionMan_->doSelfCorrection(sdat);
885 >                }
886 >
887 >        }
888 >
889 >        longRangePotential = *(fDecomp_->getEmbeddingPotential()) + *(fDecomp_->getPairwisePotential());
890 >
891 >        lrPot = longRangePotential.sum();
892 >
893 >        //store the tau and long range potential
894 >        curSnapshot->statData[Stats::LONG_RANGE_POTENTIAL] = lrPot;
895 >        curSnapshot->statData[Stats::VANDERWAALS_POTENTIAL] = longRangePotential[VANDERWAALS_FAMILY];
896 >        curSnapshot->statData[Stats::ELECTROSTATIC_POTENTIAL] = longRangePotential[ELECTROSTATIC_FAMILY];
897 > }
898 >
899 > void ForceManager::longRangeInteractionsRapaport() {
900 >
901 >        Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
902 >        DataStorage* config = &(curSnapshot->atomData);
903 >        DataStorage* cgConfig = &(curSnapshot->cgData);
904 >
905 >        //calculate the center of mass of cutoff group
906 >
907 >        SimInfo::MoleculeIterator mi;
908 >        Molecule* mol;
909 >        Molecule::CutoffGroupIterator ci;
910 >        CutoffGroup* cg;
911 >
912 >        if (info_->getNCutoffGroups() > 0)
913 >        {
914 >                for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
915 >                {
916 >                        for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
917 >                        {
918 >                                //                              cerr << "branch1\n";
919 >                                //                              cerr << "globind = " << cg->getGlobalIndex() << ":" << __LINE__ << "\n";
920 >                                cg->updateCOM();
921 >
922 >                                //                              cerr << "gbI: " << cg->getGlobalIndex() << " locI: " << cg->getLocalIndex() << " x: "
923 >                                //                                              << cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].x() << " y: " << cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].y()
924 >                                //                                              << " z: " << cgConfig->position[cg->getLocalIndex()].z() << "\n";
925 >                        }
926 >                }
927 >        } else
928 >        {
929 >                // center of mass of the group is the same as position of the atom
930 >                // if cutoff group does not exist
931 >                //              cerr << ":" << __LINE__ << "branch2\n";
932 >                cgConfig->position = config->position;
933 >        }
934 >
935 >        fDecomp_->zeroWorkArrays();
936 >        fDecomp_->distributeData();
937 >
938 >        int atom1, atom2, topoDist;
939 >        CutoffGroup *cg1;
940 >        Vector3d d_grp, dag, d;
941 >        RealType rgrpsq, rgrp, r2, r;
942 >        RealType electroMult, vdwMult;
943 >        RealType vij;
944 >        Vector3d fij, fg, f1;
945 >        tuple3<RealType, RealType, RealType> cuts;
946 >        RealType rCutSq;
947 >        bool in_switching_region;
948 >        RealType sw, dswdr, swderiv;
949 >        vector<int> atomListColumn, atomListRow, atomListLocal;
950 >        InteractionData idat;
951 >        SelfData sdat;
952 >        RealType mf;
953 >        RealType lrPot;
954 >        RealType vpair;
955 >        potVec longRangePotential(0.0);
956 >        potVec workPot(0.0);
957 >
958 >        int loopStart, loopEnd;
959 >
960 >        idat.vdwMult = &vdwMult;
961 >        idat.electroMult = &electroMult;
962 >        idat.pot = &workPot;
963 >        sdat.pot = fDecomp_->getEmbeddingPotential();
964 >        idat.vpair = &vpair;
965 >        idat.f1 = &f1;
966 >        idat.sw = &sw;
967 >        idat.shiftedPot = (cutoffMethod_ == SHIFTED_POTENTIAL) ? true : false;
968 >        idat.shiftedForce = (cutoffMethod_ == SHIFTED_FORCE) ? true : false;
969 >
970 >        loopEnd = PAIR_LOOP;
971 >        if (info_->requiresPrepair())
972 >        {
973 >                loopStart = PREPAIR_LOOP;
974 >        } else
975 >        {
976 >                loopStart = PAIR_LOOP;
977 >        }
978 >
979 >        for (int iLoop = loopStart; iLoop <= loopEnd; iLoop++)
980 >        {
981 >
982 >                if (iLoop == loopStart)
983 >                {
984 >                        bool update_nlist = fDecomp_->checkNeighborList();
985 >                        if (update_nlist)
986 >                                neighborMatW = fDecomp_->buildLayerBasedNeighborList();
987 >                }
988 >
989 >                for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
990 >                {
991 >                        for (cg1 = mol->beginCutoffGroup(ci); cg1 != NULL; cg1 = mol->nextCutoffGroup(ci))
992 >                        {
993 >                                //                      printf("Thread %d executes loop iteration %d\n", omp_get_thread_num(), i);
994 >                                for (vector<CutoffGroup *>::iterator cg2 = neighborMatW[cg1->getGlobalIndex()].begin(); cg2
995 >                                                != neighborMatW[cg1->getGlobalIndex()].end(); ++cg2)
996 >                                {
997 >
998 >                                        cuts = fDecomp_->getGroupCutoffs(cg1->getGlobalIndex(), (*cg2)->getGlobalIndex());
999 >
1000 >                                        d_grp = fDecomp_->getIntergroupVector(cg1, (*cg2));
1001 >                                        curSnapshot->wrapVector(d_grp);
1002 >                                        rgrpsq = d_grp.lengthSquare();
1003 >
1004 >                                        rCutSq = cuts.second;
1005 >
1006 >                                        if (rgrpsq < rCutSq)
1007 >                                        {
1008 >                                                idat.rcut = &cuts.first;
1009 >                                                if (iLoop == PAIR_LOOP)
1010 >                                                {
1011 >                                                        vij = 0.0;
1012 >                                                        fij = V3Zero;
1013 >                                                }
1014 >
1015 >                                                in_switching_region = switcher_->getSwitch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp);
1016 >
1017 >                                                atomListRow = fDecomp_->getAtomsInGroupRow(cg1->getGlobalIndex());
1018 >                                                atomListColumn = fDecomp_->getAtomsInGroupColumn((*cg2)->getGlobalIndex());
1019 >
1020 >                                                for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin(); ia != atomListRow.end(); ++ia)
1021 >                                                {
1022 >                                                        atom1 = (*ia);
1023 >
1024 >                                                        for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin(); jb != atomListColumn.end(); ++jb)
1025 >                                                        {
1026 >                                                                atom2 = (*jb);
1027 >
1028 >                                                                if (!fDecomp_->skipAtomPair(atom1, atom2))
1029 >                                                                {
1030 >                                                                        vpair = 0.0;
1031 >                                                                        workPot = 0.0;
1032 >                                                                        f1 = V3Zero;
1033 >
1034 >                                                                        fDecomp_->fillInteractionData(idat, atom1, atom2);
1035 >
1036 >                                                                        topoDist = fDecomp_->getTopologicalDistance(atom1, atom2);
1037 >                                                                        vdwMult = vdwScale_[topoDist];
1038 >                                                                        electroMult = electrostaticScale_[topoDist];
1039 >
1040 >                                                                        if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1)
1041 >                                                                        {
1042 >                                                                                idat.d = &d_grp;
1043 >                                                                                idat.r2 = &rgrpsq;
1044 >                                                                                //                                                                              cerr << "dgrp = " << d_grp << ":" << __LINE__ << "\n";
1045 >                                                                        } else
1046 >                                                                        {
1047 >                                                                                d = fDecomp_->getInteratomicVector(atom1, atom2);
1048 >                                                                                curSnapshot->wrapVector(d);
1049 >                                                                                r2 = d.lengthSquare();
1050 >                                                                                //                                                                              cerr << "datm = " << d << ":" << __LINE__ << "\n";
1051 >                                                                                idat.d = &d;
1052 >                                                                                idat.r2 = &r2;
1053 >                                                                        }
1054 >
1055 >                                                                        //                                                                      cerr << "idat.d = " << *(idat.d) << ":" << __LINE__ << "\n";
1056 >                                                                        r = sqrt(*(idat.r2));
1057 >                                                                        idat.rij = &r;
1058 >                                                                        //                                                                      cerr << "idat.rij = " << *(idat.rij) << "\n";
1059 >
1060 >                                                                        if (iLoop == PREPAIR_LOOP)
1061 >                                                                        {
1062 >                                                                                interactionMan_->doPrePair(idat);
1063 >                                                                        } else
1064 >                                                                        {
1065 >                                                                                interactionMan_->doPair(idat);
1066 >                                                                                fDecomp_->unpackInteractionData(idat, atom1, atom2);
1067 >
1068 >                                                                                //                                                                              cerr << "d = " << *(idat.d) << "\tv=" << vpair << "\tf=" << f1 << ":" << __LINE__ << "\n";
1069 >                                                                                vij += vpair;
1070 >                                                                                fij += f1;
1071 >                                                                                tau -= outProduct(*(idat.d), f1);
1072 >                                                                        }
1073 >                                                                }
1074 >                                                        }
1075 >                                                }
1076 >
1077 >                                                if (iLoop == PAIR_LOOP)
1078 >                                                {
1079 >                                                        if (in_switching_region)
1080 >                                                        {
1081 >                                                                swderiv = vij * dswdr / rgrp;
1082 >                                                                fg = swderiv * d_grp;
1083 >                                                                fij += fg;
1084 >
1085 >                                                                if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1)
1086 >                                                                {
1087 >                                                                        tau -= outProduct(*(idat.d), fg);
1088 >                                                                }
1089 >
1090 >                                                                for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin(); ia != atomListRow.end(); ++ia)
1091 >                                                                {
1092 >                                                                        atom1 = (*ia);
1093 >                                                                        mf = fDecomp_->getMassFactorRow(atom1);
1094 >                                                                        // fg is the force on atom ia due to cutoff group's
1095 >                                                                        // presence in switching region
1096 >                                                                        fg = swderiv * d_grp * mf;
1097 >                                                                        fDecomp_->addForceToAtomRow(atom1, fg);
1098 >
1099 >                                                                        if (atomListRow.size() > 1)
1100 >                                                                        {
1101 >                                                                                if (info_->usesAtomicVirial())
1102 >                                                                                {
1103 >                                                                                        // find the distance between the atom
1104 >                                                                                        // and the center of the cutoff group:
1105 >                                                                                        dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorRow(atom1, cg1->getGlobalIndex());
1106 >                                                                                        tau -= outProduct(dag, fg);
1107 >                                                                                }
1108 >                                                                        }
1109 >                                                                }
1110 >                                                                for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin(); jb != atomListColumn.end(); ++jb)
1111 >                                                                {
1112 >                                                                        atom2 = (*jb);
1113 >                                                                        mf = fDecomp_->getMassFactorColumn(atom2);
1114 >                                                                        // fg is the force on atom jb due to cutoff group's
1115 >                                                                        // presence in switching region
1116 >                                                                        fg = -swderiv * d_grp * mf;
1117 >                                                                        fDecomp_->addForceToAtomColumn(atom2, fg);
1118 >
1119 >                                                                        if (atomListColumn.size() > 1)
1120 >                                                                        {
1121 >                                                                                if (info_->usesAtomicVirial())
1122 >                                                                                {
1123 >                                                                                        // find the distance between the atom
1124 >                                                                                        // and the center of the cutoff group:
1125 >                                                                                        dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorColumn(atom2, (*cg2)->getGlobalIndex());
1126 >                                                                                        tau -= outProduct(dag, fg);
1127 >                                                                                }
1128 >                                                                        }
1129 >                                                                }
1130 >                                                        }
1131 >                                                        //if (!SIM_uses_AtomicVirial) {
1132 >                                                        //  tau -= outProduct(d_grp, fij);
1133 >                                                        //}
1134 >                                                }
1135 >                                        }
1136 >                                }
1137 >                        }
1138 >                }
1139 >
1140 >                if (iLoop == PREPAIR_LOOP)
1141 >                {
1142 >                        if (info_->requiresPrepair())
1143 >                        {
1144 >
1145 >                                fDecomp_->collectIntermediateData();
1146 >
1147 >                                for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++)
1148 >                                {
1149 >                                        fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
1150 >                                        interactionMan_->doPreForce(sdat);
1151 >                                }
1152 >
1153 >                                fDecomp_->distributeIntermediateData();
1154 >
1155 >                        }
1156 >                }
1157 >        }
1158 >
1159 >        fDecomp_->collectData();
1160 >
1161 >        if (info_->requiresSelfCorrection())
1162 >        {
1163 >
1164 >                for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++)
1165 >                {
1166 >                        fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
1167 >                        interactionMan_->doSelfCorrection(sdat);
1168 >                }
1169 >
1170 >        }
1171 >
1172 >        longRangePotential = *(fDecomp_->getEmbeddingPotential()) + *(fDecomp_->getPairwisePotential());
1173 >
1174 >        lrPot = longRangePotential.sum();
1175 >
1176 >        //store the tau and long range potential
1177 >        curSnapshot->statData[Stats::LONG_RANGE_POTENTIAL] = lrPot;
1178 >        curSnapshot->statData[Stats::VANDERWAALS_POTENTIAL] = longRangePotential[VANDERWAALS_FAMILY];
1179 >        curSnapshot->statData[Stats::ELECTROSTATIC_POTENTIAL] = longRangePotential[ELECTROSTATIC_FAMILY];
1180 > }
1181 >
1182 > void ForceManager::longRangeInteractions() {
1183 >
1184 >        Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1185 >        DataStorage* config = &(curSnapshot->atomData);
1186 >        DataStorage* cgConfig = &(curSnapshot->cgData);
1187 >
1188 >        //calculate the center of mass of cutoff group
1189 >
1190 >        SimInfo::MoleculeIterator mi;
1191 >        Molecule* mol;
1192 >        Molecule::CutoffGroupIterator ci;
1193 >        CutoffGroup* cg;
1194 >
1195 >        if (info_->getNCutoffGroups() > 0)
1196 >        {
1197 >                for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
1198 >                {
1199 >                        for (cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL; cg = mol->nextCutoffGroup(ci))
1200 >                        {
1201 >                                cerr << "branch1\n";
1202 >                                cerr << "globind = " << cg->getGlobalIndex() << "\n";
1203 >                                cg->updateCOM();
1204 >                        }
1205 >                }
1206 >        } else
1207 >        {
1208 >                // center of mass of the group is the same as position of the atom
1209 >                // if cutoff group does not exist
1210 >                cerr << "branch2\n";
1211 >                cgConfig->position = config->position;
1212 >        }
1213 >
1214 >        fDecomp_->zeroWorkArrays();
1215 >        fDecomp_->distributeData();
1216 >
1217 >        int cg1, cg2, atom1, atom2, topoDist;
1218 >        Vector3d d_grp, dag, d;
1219 >        RealType rgrpsq, rgrp, r2, r;
1220 >        RealType electroMult, vdwMult;
1221 >        RealType vij;
1222 >        Vector3d fij, fg, f1;
1223 >        tuple3<RealType, RealType, RealType> cuts;
1224 >        RealType rCutSq;
1225 >        bool in_switching_region;
1226 >        RealType sw, dswdr, swderiv;
1227 >        vector<int> atomListColumn, atomListRow, atomListLocal;
1228 >        InteractionData idat;
1229 >        SelfData sdat;
1230 >        RealType mf;
1231 >        RealType lrPot;
1232 >        RealType vpair;
1233 >        potVec longRangePotential(0.0);
1234 >        potVec workPot(0.0);
1235 >
1236 >        int loopStart, loopEnd;
1237 >
1238 >        idat.vdwMult = &vdwMult;
1239 >        idat.electroMult = &electroMult;
1240 >        idat.pot = &workPot;
1241 >        sdat.pot = fDecomp_->getEmbeddingPotential();
1242 >        idat.vpair = &vpair;
1243 >        idat.f1 = &f1;
1244 >        idat.sw = &sw;
1245 >        idat.shiftedPot = (cutoffMethod_ == SHIFTED_POTENTIAL) ? true : false;
1246 >        idat.shiftedForce = (cutoffMethod_ == SHIFTED_FORCE) ? true : false;
1247 >
1248 >        loopEnd = PAIR_LOOP;
1249 >        if (info_->requiresPrepair())
1250 >        {
1251 >                loopStart = PREPAIR_LOOP;
1252 >        } else
1253 >        {
1254 >                loopStart = PAIR_LOOP;
1255 >        }
1256 >
1257 >        for (int iLoop = loopStart; iLoop <= loopEnd; iLoop++)
1258 >        {
1259 >
1260 >                if (iLoop == loopStart)
1261 >                {
1262 >                        bool update_nlist = fDecomp_->checkNeighborList();
1263 >                        if (update_nlist)
1264 >                                neighborList = fDecomp_->buildNeighborList();
1265 >
1266 >                }
1267 >
1268 >                for (vector<pair<int, int> >::iterator it = neighborList.begin(); it != neighborList.end(); ++it)
1269 >                {
1270 >                        cg1 = (*it).first;
1271 >                        cg2 = (*it).second;
1272 >
1273 >                        cuts = fDecomp_->getGroupCutoffs(cg1, cg2);
1274 >
1275 >                        d_grp = fDecomp_->getIntergroupVector(cg1, cg2);
1276 >                        curSnapshot->wrapVector(d_grp);
1277 >                        rgrpsq = d_grp.lengthSquare();
1278 >
1279 >                        rCutSq = cuts.second;
1280 >
1281 >                        if (rgrpsq < rCutSq)
1282 >                        {
1283 >                                idat.rcut = &cuts.first;
1284 >                                if (iLoop == PAIR_LOOP)
1285 >                                {
1286 >                                        vij = 0.0;
1287 >                                        fij = V3Zero;
1288 >                                }
1289 >
1290 >                                in_switching_region = switcher_->getSwitch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp);
1291 >
1292 >                                atomListRow = fDecomp_->getAtomsInGroupRow(cg1);
1293 >                                atomListColumn = fDecomp_->getAtomsInGroupColumn(cg2);
1294 >
1295 >                                for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin(); ia != atomListRow.end(); ++ia)
1296 >                                {
1297 >                                        atom1 = (*ia);
1298 >
1299 >                                        for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin(); jb != atomListColumn.end(); ++jb)
1300 >                                        {
1301 >                                                atom2 = (*jb);
1302 >
1303 >                                                if (!fDecomp_->skipAtomPair(atom1, atom2))
1304 >                                                {
1305 >                                                        vpair = 0.0;
1306 >                                                        workPot = 0.0;
1307 >                                                        f1 = V3Zero;
1308 >
1309 >                                                        fDecomp_->fillInteractionData(idat, atom1, atom2);
1310 >
1311 >                                                        topoDist = fDecomp_->getTopologicalDistance(atom1, atom2);
1312 >                                                        vdwMult = vdwScale_[topoDist];
1313 >                                                        electroMult = electrostaticScale_[topoDist];
1314 >
1315 >                                                        if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1)
1316 >                                                        {
1317 >                                                                idat.d = &d_grp;
1318 >                                                                idat.r2 = &rgrpsq;
1319 >                                                                cerr << "dgrp = " << d_grp << "\n";
1320 >                                                        } else
1321 >                                                        {
1322 >                                                                d = fDecomp_->getInteratomicVector(atom1, atom2);
1323 >                                                                curSnapshot->wrapVector(d);
1324 >                                                                r2 = d.lengthSquare();
1325 >                                                                cerr << "datm = " << d << "\n";
1326 >                                                                idat.d = &d;
1327 >                                                                idat.r2 = &r2;
1328 >                                                        }
1329 >
1330 >                                                        cerr << "idat.d = " << *(idat.d) << "\n";
1331 >                                                        r = sqrt(*(idat.r2));
1332 >                                                        idat.rij = &r;
1333 >
1334 >                                                        if (iLoop == PREPAIR_LOOP)
1335 >                                                        {
1336 >                                                                interactionMan_->doPrePair(idat);
1337 >                                                        } else
1338 >                                                        {
1339 >                                                                interactionMan_->doPair(idat);
1340 >                                                                fDecomp_->unpackInteractionData(idat, atom1, atom2);
1341 >
1342 >                                                                cerr << "d = " << *(idat.d) << "\tv=" << vpair << "\tf=" << f1 << "\n";
1343 >                                                                vij += vpair;
1344 >                                                                fij += f1;
1345 >                                                                tau -= outProduct(*(idat.d), f1);
1346 >                                                        }
1347 >                                                }
1348 >                                        }
1349 >                                }
1350 >
1351 >                                if (iLoop == PAIR_LOOP)
1352 >                                {
1353 >                                        if (in_switching_region)
1354 >                                        {
1355 >                                                swderiv = vij * dswdr / rgrp;
1356 >                                                fg = swderiv * d_grp;
1357 >                                                fij += fg;
1358 >
1359 >                                                if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1)
1360 >                                                {
1361 >                                                        tau -= outProduct(*(idat.d), fg);
1362 >                                                }
1363 >
1364 >                                                for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin(); ia != atomListRow.end(); ++ia)
1365 >                                                {
1366 >                                                        atom1 = (*ia);
1367 >                                                        mf = fDecomp_->getMassFactorRow(atom1);
1368 >                                                        // fg is the force on atom ia due to cutoff group's
1369 >                                                        // presence in switching region
1370 >                                                        fg = swderiv * d_grp * mf;
1371 >                                                        fDecomp_->addForceToAtomRow(atom1, fg);
1372 >
1373 >                                                        if (atomListRow.size() > 1)
1374 >                                                        {
1375 >                                                                if (info_->usesAtomicVirial())
1376 >                                                                {
1377 >                                                                        // find the distance between the atom
1378 >                                                                        // and the center of the cutoff group:
1379 >                                                                        dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorRow(atom1, cg1);
1380 >                                                                        tau -= outProduct(dag, fg);
1381 >                                                                }
1382 >                                                        }
1383 >                                                }
1384 >                                                for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin(); jb != atomListColumn.end(); ++jb)
1385 >                                                {
1386 >                                                        atom2 = (*jb);
1387 >                                                        mf = fDecomp_->getMassFactorColumn(atom2);
1388 >                                                        // fg is the force on atom jb due to cutoff group's
1389 >                                                        // presence in switching region
1390 >                                                        fg = -swderiv * d_grp * mf;
1391 >                                                        fDecomp_->addForceToAtomColumn(atom2, fg);
1392 >
1393 >                                                        if (atomListColumn.size() > 1)
1394 >                                                        {
1395 >                                                                if (info_->usesAtomicVirial())
1396 >                                                                {
1397 >                                                                        // find the distance between the atom
1398 >                                                                        // and the center of the cutoff group:
1399 >                                                                        dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorColumn(atom2, cg2);
1400 >                                                                        tau -= outProduct(dag, fg);
1401 >                                                                }
1402 >                                                        }
1403 >                                                }
1404 >                                        }
1405 >                                        //if (!SIM_uses_AtomicVirial) {
1406 >                                        //  tau -= outProduct(d_grp, fij);
1407 >                                        //}
1408 >                                }
1409 >                        }
1410 >                }
1411 >
1412 >                if (iLoop == PREPAIR_LOOP)
1413 >                {
1414 >                        if (info_->requiresPrepair())
1415 >                        {
1416 >
1417 >                                fDecomp_->collectIntermediateData();
1418 >
1419 >                                for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++)
1420 >                                {
1421 >                                        fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
1422 >                                        interactionMan_->doPreForce(sdat);
1423 >                                }
1424 >
1425 >                                fDecomp_->distributeIntermediateData();
1426 >
1427 >                        }
1428 >                }
1429 >
1430 >        }
1431 >
1432 >        fDecomp_->collectData();
1433 >
1434 >        if (info_->requiresSelfCorrection())
1435 >        {
1436 >
1437 >                for (int atom1 = 0; atom1 < info_->getNAtoms(); atom1++)
1438 >                {
1439 >                        fDecomp_->fillSelfData(sdat, atom1);
1440 >                        interactionMan_->doSelfCorrection(sdat);
1441 >                }
1442 >
1443 >        }
1444 >
1445 >        longRangePotential = *(fDecomp_->getEmbeddingPotential()) + *(fDecomp_->getPairwisePotential());
1446 >
1447 >        lrPot = longRangePotential.sum();
1448 >
1449 >        //store the tau and long range potential
1450 >        curSnapshot->statData[Stats::LONG_RANGE_POTENTIAL] = lrPot;
1451 >        curSnapshot->statData[Stats::VANDERWAALS_POTENTIAL] = longRangePotential[VANDERWAALS_FAMILY];
1452 >        curSnapshot->statData[Stats::ELECTROSTATIC_POTENTIAL] = longRangePotential[ELECTROSTATIC_FAMILY];
1453 > }
1454 >
1455 > void ForceManager::postCalculation() {
1456 >        SimInfo::MoleculeIterator mi;
1457 >        Molecule* mol;
1458 >        Molecule::RigidBodyIterator rbIter;
1459 >        RigidBody* rb;
1460 >        Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1461 >
1462 >        // collect the atomic forces onto rigid bodies
1463 >
1464 >        for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL; mol = info_->nextMolecule(mi))
1465 >        {
1466 >                for (rb = mol->beginRigidBody(rbIter); rb != NULL; rb = mol->nextRigidBody(rbIter))
1467 >                {
1468 >                        Mat3x3d rbTau = rb->calcForcesAndTorquesAndVirial();
1469 >                        tau += rbTau;
1470 >                }
1471 >        }
1472 >
1473 > #ifdef IS_MPI
1474 >        Mat3x3d tmpTau(tau);
1475 >        MPI_Allreduce(tmpTau.getArrayPointer(), tau.getArrayPointer(),
1476 >                        9, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1477 > #endif
1478 >        curSnapshot->statData.setTau(tau);
1479 > }
1480 >
1481 > } //end namespace OpenMD

Comparing:
trunk/src/brains/ForceManager.cpp (property svn:keywords), Revision 963 by tim, Wed May 17 21:51:42 2006 UTC vs.
branches/devel_omp/src/brains/ForceManager.cpp (property svn:keywords), Revision 1614 by mciznick, Tue Aug 23 20:55:51 2011 UTC

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