ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | View Changeset | Root Listing
root/OpenMD/branches/development/src/brains/ForceManager.cpp
(Generate patch)

Comparing branches/development/src/brains/ForceManager.cpp (file contents):
Revision 1489 by gezelter, Tue Aug 10 18:34:59 2010 UTC vs.
Revision 1549 by gezelter, Wed Apr 27 18:38:15 2011 UTC

# Line 57 | Line 57
57   #include "primitives/Bend.hpp"
58   #include "primitives/Torsion.hpp"
59   #include "primitives/Inversion.hpp"
60 + #include "parallel/ForceMatrixDecomposition.hpp"
61 + //#include "parallel/ForceSerialDecomposition.hpp"
62  
63 + using namespace std;
64   namespace OpenMD {
65    
66 <  ForceManager::ForceManager(SimInfo * info) : info_(info),
64 <                                               NBforcesInitialized_(false) {
65 <    lj_ = LJ::Instance();
66 <    lj_->setForceField(info_->getForceField());
66 >  ForceManager::ForceManager(SimInfo * info) : info_(info) {
67  
68 <    gb_ = GB::Instance();
69 <    gb_->setForceField(info_->getForceField());
70 <
71 <    sticky_ = Sticky::Instance();
72 <    sticky_->setForceField(info_->getForceField());
73 <
74 <    eam_ = EAM::Instance();
75 <    eam_->setForceField(info_->getForceField());
76 <
77 <    sc_ = SC::Instance();
78 <    sc_->setForceField(info_->getForceField());
68 > #ifdef IS_MPI
69 >    fDecomp_ = new ForceMatrixDecomposition(info_);
70 > #else
71 >    // fDecomp_ = new ForceSerialDecomposition(info);
72 > #endif
73    }
74 <
74 >  
75    void ForceManager::calcForces() {
76      
77      if (!info_->isFortranInitialized()) {
78        info_->update();
79 +      interactionMan_->setSimInfo(info_);
80 +      interactionMan_->initialize();
81 +      swfun_ = interactionMan_->getSwitchingFunction();
82 +      fDecomp_->distributeInitialData();
83 +      info_->setupFortran();
84      }
85      
86 <    preCalculation();
87 <    
88 <    calcShortRangeInteraction();
90 <
91 <    calcLongRangeInteraction();
92 <
86 >    preCalculation();  
87 >    shortRangeInteractions();
88 >    longRangeInteractions();
89      postCalculation();
90      
91    }
# Line 101 | Line 97 | namespace OpenMD {
97      Atom* atom;
98      Molecule::RigidBodyIterator rbIter;
99      RigidBody* rb;
100 +    Molecule::CutoffGroupIterator ci;
101 +    CutoffGroup* cg;
102      
103      // forces are zeroed here, before any are accumulated.
106 –    // NOTE: do not rezero the forces in Fortran.
104      
105      for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL;
106           mol = info_->nextMolecule(mi)) {
# Line 116 | Line 113 | namespace OpenMD {
113             rb = mol->nextRigidBody(rbIter)) {
114          rb->zeroForcesAndTorques();
115        }        
116 <          
116 >
117 >      if(info_->getNGlobalCutoffGroups() != info_->getNGlobalAtoms()){
118 >        for(cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL;
119 >            cg = mol->nextCutoffGroup(ci)) {
120 >          //calculate the center of mass of cutoff group
121 >          cg->updateCOM();
122 >        }
123 >      }      
124      }
125 <    
125 >  
126      // Zero out the stress tensor
127      tau *= 0.0;
128      
129    }
130    
131 <  void ForceManager::calcShortRangeInteraction() {
131 >  void ForceManager::shortRangeInteractions() {
132      Molecule* mol;
133      RigidBody* rb;
134      Bond* bond;
# Line 166 | Line 170 | namespace OpenMD {
170          RealType currBendPot = bend->getPotential();          
171          
172          bendPotential += bend->getPotential();
173 <        std::map<Bend*, BendDataSet>::iterator i = bendDataSets.find(bend);
173 >        map<Bend*, BendDataSet>::iterator i = bendDataSets.find(bend);
174          if (i == bendDataSets.end()) {
175            BendDataSet dataSet;
176            dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
177            dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currBendPot;
178            dataSet.deltaV = 0.0;
179 <          bendDataSets.insert(std::map<Bend*, BendDataSet>::value_type(bend, dataSet));
179 >          bendDataSets.insert(map<Bend*, BendDataSet>::value_type(bend, dataSet));
180          }else {
181            i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
182            i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
# Line 189 | Line 193 | namespace OpenMD {
193          torsion->calcForce(angle);
194          RealType currTorsionPot = torsion->getPotential();
195          torsionPotential += torsion->getPotential();
196 <        std::map<Torsion*, TorsionDataSet>::iterator i = torsionDataSets.find(torsion);
196 >        map<Torsion*, TorsionDataSet>::iterator i = torsionDataSets.find(torsion);
197          if (i == torsionDataSets.end()) {
198            TorsionDataSet dataSet;
199            dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
200            dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currTorsionPot;
201            dataSet.deltaV = 0.0;
202 <          torsionDataSets.insert(std::map<Torsion*, TorsionDataSet>::value_type(torsion, dataSet));
202 >          torsionDataSets.insert(map<Torsion*, TorsionDataSet>::value_type(torsion, dataSet));
203          }else {
204            i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
205            i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
# Line 205 | Line 209 | namespace OpenMD {
209                                     i->second.prev.potential);
210          }      
211        }      
212 <
212 >      
213        for (inversion = mol->beginInversion(inversionIter);
214             inversion != NULL;
215             inversion = mol->nextInversion(inversionIter)) {
# Line 213 | Line 217 | namespace OpenMD {
217          inversion->calcForce(angle);
218          RealType currInversionPot = inversion->getPotential();
219          inversionPotential += inversion->getPotential();
220 <        std::map<Inversion*, InversionDataSet>::iterator i = inversionDataSets.find(inversion);
220 >        map<Inversion*, InversionDataSet>::iterator i = inversionDataSets.find(inversion);
221          if (i == inversionDataSets.end()) {
222            InversionDataSet dataSet;
223            dataSet.prev.angle = dataSet.curr.angle = angle;
224            dataSet.prev.potential = dataSet.curr.potential = currInversionPot;
225            dataSet.deltaV = 0.0;
226 <          inversionDataSets.insert(std::map<Inversion*, InversionDataSet>::value_type(inversion, dataSet));
226 >          inversionDataSets.insert(map<Inversion*, InversionDataSet>::value_type(inversion, dataSet));
227          }else {
228            i->second.prev.angle = i->second.curr.angle;
229            i->second.prev.potential = i->second.curr.potential;
# Line 238 | Line 242 | namespace OpenMD {
242      curSnapshot->statData[Stats::BOND_POTENTIAL] = bondPotential;
243      curSnapshot->statData[Stats::BEND_POTENTIAL] = bendPotential;
244      curSnapshot->statData[Stats::DIHEDRAL_POTENTIAL] = torsionPotential;
245 <    curSnapshot->statData[Stats::INVERSION_POTENTIAL] = inversionPotential;
242 <    
245 >    curSnapshot->statData[Stats::INVERSION_POTENTIAL] = inversionPotential;    
246    }
247    
248 <  void ForceManager::calcLongRangeInteraction() {
246 <    Snapshot* curSnapshot;
247 <    DataStorage* config;
248 <    RealType* frc;
249 <    RealType* pos;
250 <    RealType* trq;
251 <    RealType* A;
252 <    RealType* electroFrame;
253 <    RealType* rc;
254 <    RealType* particlePot;
255 <    
256 <    //get current snapshot from SimInfo
257 <    curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
258 <    
259 <    //get array pointers
260 <    config = &(curSnapshot->atomData);
261 <    frc = config->getArrayPointer(DataStorage::dslForce);
262 <    pos = config->getArrayPointer(DataStorage::dslPosition);
263 <    trq = config->getArrayPointer(DataStorage::dslTorque);
264 <    A   = config->getArrayPointer(DataStorage::dslAmat);
265 <    electroFrame = config->getArrayPointer(DataStorage::dslElectroFrame);
266 <    particlePot = config->getArrayPointer(DataStorage::dslParticlePot);
248 >  void ForceManager::longRangeInteractions() {
249  
250 <    //calculate the center of mass of cutoff group
251 <    SimInfo::MoleculeIterator mi;
252 <    Molecule* mol;
253 <    Molecule::CutoffGroupIterator ci;
254 <    CutoffGroup* cg;
255 <    Vector3d com;
256 <    std::vector<Vector3d> rcGroup;
257 <    
258 <    if(info_->getNCutoffGroups() > 0){
259 <      
260 <      for (mol = info_->beginMolecule(mi); mol != NULL;
261 <           mol = info_->nextMolecule(mi)) {
262 <        for(cg = mol->beginCutoffGroup(ci); cg != NULL;
263 <            cg = mol->nextCutoffGroup(ci)) {
282 <          cg->getCOM(com);
283 <          rcGroup.push_back(com);
284 <        }
285 <      }// end for (mol)
286 <      
287 <      rc = rcGroup[0].getArrayPointer();
250 >    // some of this initial stuff will go away:
251 >    Snapshot* curSnapshot = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
252 >    DataStorage* config = &(curSnapshot->atomData);
253 >    DataStorage* cgConfig = &(curSnapshot->cgData);
254 >    RealType* frc = config->getArrayPointer(DataStorage::dslForce);
255 >    RealType* pos = config->getArrayPointer(DataStorage::dslPosition);
256 >    RealType* trq = config->getArrayPointer(DataStorage::dslTorque);
257 >    RealType* A = config->getArrayPointer(DataStorage::dslAmat);
258 >    RealType* electroFrame = config->getArrayPointer(DataStorage::dslElectroFrame);
259 >    RealType* particlePot = config->getArrayPointer(DataStorage::dslParticlePot);
260 >    RealType* rc;    
261 >
262 >    if(info_->getNGlobalCutoffGroups() != info_->getNGlobalAtoms()){
263 >      rc = cgConfig->getArrayPointer(DataStorage::dslPosition);
264      } else {
265        // center of mass of the group is the same as position of the atom  
266        // if cutoff group does not exist
# Line 294 | Line 270 | namespace OpenMD {
270      //initialize data before passing to fortran
271      RealType longRangePotential[LR_POT_TYPES];
272      RealType lrPot = 0.0;
297 –    Vector3d totalDipole;
273      int isError = 0;
274  
275      for (int i=0; i<LR_POT_TYPES;i++){
276        longRangePotential[i]=0.0; //Initialize array
277      }
278 <    
279 <    doForceLoop(pos,
280 <                rc,
281 <                A,
282 <                electroFrame,
283 <                frc,
284 <                trq,
285 <                tau.getArrayPointer(),
286 <                longRangePotential,
287 <                particlePot,
288 <                &isError );
289 <    
290 <    if( isError ){
291 <      sprintf( painCave.errMsg,
292 <               "Error returned from the fortran force calculation.\n" );
293 <      painCave.isFatal = 1;
294 <      simError();
278 >
279 >    // new stuff starts here:
280 >
281 >    fDecomp_->distributeData();
282 >
283 >    int cg1, cg2, atom1, atom2;
284 >    Vector3d d_grp, dag;
285 >    RealType rgrpsq, rgrp;
286 >    RealType vij;
287 >    Vector3d fij, fg;
288 >    pair<int, int> gtypes;
289 >    RealType rCutSq;
290 >    bool in_switching_region;
291 >    RealType sw, dswdr, swderiv;
292 >    vector<int> atomListColumn, atomListRow, atomListLocal;
293 >    InteractionData idat;
294 >    SelfData sdat;
295 >    RealType mf;
296 >
297 >    int loopStart, loopEnd;
298 >
299 >    loopEnd = PAIR_LOOP;
300 >    if (info_->requiresPrepair() ) {
301 >      loopStart = PREPAIR_LOOP;
302 >    } else {
303 >      loopStart = PAIR_LOOP;
304 >    }
305 >
306 >    for (int iLoop = loopStart; iLoop < loopEnd; iLoop++) {
307 >      
308 >      if (iLoop == loopStart) {
309 >        bool update_nlist = fDecomp_->checkNeighborList();
310 >        if (update_nlist)
311 >          neighborList = fDecomp_->buildNeighborList();
312 >      }
313 >
314 >      for (vector<pair<int, int> >::iterator it = neighborList.begin();
315 >             it != neighborList.end(); ++it) {
316 >        
317 >        cg1 = (*it).first;
318 >        cg2 = (*it).second;
319 >
320 >        gtypes = fDecomp_->getGroupTypes(cg1, cg2);
321 >        d_grp  = fDecomp_->getIntergroupVector(cg1, cg2);
322 >        curSnapshot->wrapVector(d_grp);        
323 >        rgrpsq = d_grp.lengthSquare();
324 >        rCutSq = groupCutoffMap[gtypes].first;
325 >
326 >        if (rgrpsq < rCutSq) {
327 >          idat.rcut = groupCutoffMap[gtypes].second;
328 >          if (iLoop == PAIR_LOOP) {
329 >            vij *= 0.0;
330 >            fij = V3Zero;
331 >          }
332 >          
333 >          in_switching_region = swfun_->getSwitch(rgrpsq, idat.sw, dswdr, rgrp);              
334 >          atomListRow = fDecomp_->getAtomsInGroupRow(cg1);
335 >          atomListColumn = fDecomp_->getAtomsInGroupColumn(cg2);
336 >
337 >          for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin();
338 >               ia != atomListRow.end(); ++ia) {            
339 >            atom1 = (*ia);
340 >            
341 >            for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin();
342 >                 jb != atomListColumn.end(); ++jb) {              
343 >              atom2 = (*jb);
344 >              
345 >              if (!fDecomp_->skipAtomPair(atom1, atom2)) {
346 >                
347 >                idat = fDecomp_->fillInteractionData(atom1, atom2);
348 >
349 >                if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1) {
350 >                  idat.d = d_grp;
351 >                  idat.r2 = rgrpsq;
352 >                } else {
353 >                  idat.d = fDecomp_->getInteratomicVector(atom1, atom2);
354 >                  curSnapshot->wrapVector(idat.d);
355 >                  idat.r2 = idat.d.lengthSquare();
356 >                }
357 >                
358 >                idat.rij = sqrt(idat.r2);
359 >              
360 >                if (iLoop == PREPAIR_LOOP) {
361 >                  interactionMan_->doPrePair(idat);
362 >                } else {
363 >                  interactionMan_->doPair(idat);
364 >                  vij += idat.vpair;
365 >                  fij += idat.f1;
366 >                  tau -= outProduct(idat.d, idat.f1);
367 >                }
368 >              }
369 >            }
370 >          }
371 >
372 >          if (iLoop == PAIR_LOOP) {
373 >            if (in_switching_region) {
374 >              swderiv = vij * dswdr / rgrp;
375 >              fg = swderiv * d_grp;
376 >
377 >              fij += fg;
378 >
379 >              if (atomListRow.size() == 1 && atomListColumn.size() == 1) {
380 >                tau -= outProduct(idat.d, fg);
381 >              }
382 >          
383 >              for (vector<int>::iterator ia = atomListRow.begin();
384 >                   ia != atomListRow.end(); ++ia) {            
385 >                atom1 = (*ia);                
386 >                mf = fDecomp_->getMfactRow(atom1);
387 >                // fg is the force on atom ia due to cutoff group's
388 >                // presence in switching region
389 >                fg = swderiv * d_grp * mf;
390 >                fDecomp_->addForceToAtomRow(atom1, fg);
391 >
392 >                if (atomListRow.size() > 1) {
393 >                  if (info_->usesAtomicVirial()) {
394 >                    // find the distance between the atom
395 >                    // and the center of the cutoff group:
396 >                    dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorRow(atom1, cg1);
397 >                    tau -= outProduct(dag, fg);
398 >                  }
399 >                }
400 >              }
401 >              for (vector<int>::iterator jb = atomListColumn.begin();
402 >                   jb != atomListColumn.end(); ++jb) {              
403 >                atom2 = (*jb);
404 >                mf = fDecomp_->getMfactColumn(atom2);
405 >                // fg is the force on atom jb due to cutoff group's
406 >                // presence in switching region
407 >                fg = -swderiv * d_grp * mf;
408 >                fDecomp_->addForceToAtomColumn(atom2, fg);
409 >
410 >                if (atomListColumn.size() > 1) {
411 >                  if (info_->usesAtomicVirial()) {
412 >                    // find the distance between the atom
413 >                    // and the center of the cutoff group:
414 >                    dag = fDecomp_->getAtomToGroupVectorColumn(atom2, cg2);
415 >                    tau -= outProduct(dag, fg);
416 >                  }
417 >                }
418 >              }
419 >            }
420 >            //if (!SIM_uses_AtomicVirial) {
421 >            //  tau -= outProduct(d_grp, fij);
422 >            //}
423 >          }
424 >        }
425 >      }
426 >
427 >      if (iLoop == PREPAIR_LOOP) {
428 >        if (info_->requiresPrepair()) {            
429 >          fDecomp_->collectIntermediateData();
430 >          atomListLocal = fDecomp_->getAtomList();
431 >          for (vector<int>::iterator ia = atomListLocal.begin();
432 >               ia != atomListLocal.end(); ++ia) {              
433 >            atom1 = (*ia);            
434 >            sdat = fDecomp_->fillSelfData(atom1);
435 >            interactionMan_->doPreForce(sdat);
436 >          }
437 >          fDecomp_->distributeIntermediateData();        
438 >        }
439 >      }
440 >
441      }
442 +    
443 +    fDecomp_->collectData();
444 +    
445 +    if (info_->requiresSkipCorrection() || info_->requiresSelfCorrection()) {
446 +      atomListLocal = fDecomp_->getAtomList();
447 +      for (vector<int>::iterator ia = atomListLocal.begin();
448 +           ia != atomListLocal.end(); ++ia) {              
449 +        atom1 = (*ia);    
450 +
451 +        if (info_->requiresSkipCorrection()) {
452 +          vector<int> skipList = fDecomp_->getSkipsForAtom(atom1);
453 +          for (vector<int>::iterator jb = skipList.begin();
454 +               jb != skipList.end(); ++jb) {              
455 +            atom2 = (*jb);
456 +            idat = fDecomp_->fillSkipData(atom1, atom2);
457 +            interactionMan_->doSkipCorrection(idat);
458 +          }
459 +        }
460 +          
461 +        if (info_->requiresSelfCorrection()) {
462 +          sdat = fDecomp_->fillSelfData(atom1);
463 +          interactionMan_->doSelfCorrection(sdat);
464 +        }
465 +      }
466 +    }
467 +
468      for (int i=0; i<LR_POT_TYPES;i++){
469        lrPot += longRangePotential[i]; //Quick hack
470      }
471 <    
325 <    // grab the simulation box dipole moment if specified
326 <    if (info_->getCalcBoxDipole()){
327 <      getAccumulatedBoxDipole(totalDipole.getArrayPointer());
328 <      
329 <      curSnapshot->statData[Stats::BOX_DIPOLE_X] = totalDipole(0);
330 <      curSnapshot->statData[Stats::BOX_DIPOLE_Y] = totalDipole(1);
331 <      curSnapshot->statData[Stats::BOX_DIPOLE_Z] = totalDipole(2);
332 <    }
333 <    
471 >        
472      //store the tau and long range potential    
473      curSnapshot->statData[Stats::LONG_RANGE_POTENTIAL] = lrPot;
474      curSnapshot->statData[Stats::VANDERWAALS_POTENTIAL] = longRangePotential[VDW_POT];

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines