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root/group/trunk/OOPSE-4/src/UseTheForce/DarkSide/electrostatic.F90
(Generate patch)

Comparing trunk/OOPSE-4/src/UseTheForce/DarkSide/electrostatic.F90 (file contents):
Revision 2402 by chrisfen, Tue Nov 1 19:09:30 2005 UTC vs.
Revision 2548 by chrisfen, Thu Jan 12 04:13:46 2006 UTC

# Line 58 | Line 58 | module electrostatic_module
58   #define __FORTRAN90
59   #include "UseTheForce/DarkSide/fInteractionMap.h"
60   #include "UseTheForce/DarkSide/fElectrostaticSummationMethod.h"
61 + #include "UseTheForce/DarkSide/fElectrostaticScreeningMethod.h"
62  
63  
64    !! these prefactors convert the multipole interactions into kcal / mol
# Line 74 | Line 75 | module electrostatic_module
75    !! This unit is also known affectionately as an esu centi-barn.
76    real(kind=dp), parameter :: pre14 = 69.13373_dp
77  
78 <  !! variables to handle different summation methods for long-range electrostatics:
78 >  !! variables to handle different summation methods for long-range
79 >  !! electrostatics:
80    integer, save :: summationMethod = NONE
81 +  integer, save :: screeningMethod = UNDAMPED
82    logical, save :: summationMethodChecked = .false.
83    real(kind=DP), save :: defaultCutoff = 0.0_DP
84    real(kind=DP), save :: defaultCutoff2 = 0.0_DP
85    logical, save :: haveDefaultCutoff = .false.
86    real(kind=DP), save :: dampingAlpha = 0.0_DP
87 +  real(kind=DP), save :: alpha2 = 0.0_DP
88    logical, save :: haveDampingAlpha = .false.
89    real(kind=DP), save :: dielectric = 1.0_DP
90    logical, save :: haveDielectric = .false.
87 –  real(kind=DP), save :: constERFC = 0.0_DP
91    real(kind=DP), save :: constEXP = 0.0_DP
92    real(kind=dp), save :: rcuti = 0.0_DP
93    real(kind=dp), save :: rcuti2 = 0.0_DP
# Line 97 | Line 100 | module electrostatic_module
100    real(kind=dp), save :: rrfsq = 1.0_DP
101    real(kind=dp), save :: preRF = 0.0_DP
102    real(kind=dp), save :: preRF2 = 0.0_DP
103 <
104 < #ifdef __IFC
103 >  real(kind=dp), save :: f0 = 1.0_DP
104 >  real(kind=dp), save :: f1 = 1.0_DP
105 >  real(kind=dp), save :: f2 = 0.0_DP
106 >  real(kind=dp), save :: f3 = 0.0_DP
107 >  real(kind=dp), save :: f4 = 0.0_DP
108 >  real(kind=dp), save :: f0c = 1.0_DP
109 >  real(kind=dp), save :: f1c = 1.0_DP
110 >  real(kind=dp), save :: f2c = 0.0_DP
111 >  real(kind=dp), save :: f3c = 0.0_DP
112 >  real(kind=dp), save :: f4c = 0.0_DP
113 >
114 > #if defined(__IFC) || defined(__PGI)
115   ! error function for ifc version > 7.
116    double precision, external :: derfc
117   #endif
118    
119 <  public :: setElectrostaticSummationMethod
119 >  public :: setElectrostaticSumMethod
120 >  public :: setScreeningMethod
121    public :: setElectrostaticCutoffRadius
122 <  public :: setDampedWolfAlpha
122 >  public :: setDampingAlpha
123    public :: setReactionFieldDielectric
124    public :: newElectrostaticType
125    public :: setCharge
# Line 136 | Line 150 | contains
150  
151   contains
152  
153 <  subroutine setElectrostaticSummationMethod(the_ESM)
153 >  subroutine setElectrostaticSumMethod(the_ESM)
154      integer, intent(in) :: the_ESM    
155  
156      if ((the_ESM .le. 0) .or. (the_ESM .gt. REACTION_FIELD)) then
157 <       call handleError("setElectrostaticSummationMethod", "Unsupported Summation Method")
157 >       call handleError("setElectrostaticSumMethod", "Unsupported Summation Method")
158      endif
159  
160      summationMethod = the_ESM
161  
162 <  end subroutine setElectrostaticSummationMethod
162 >  end subroutine setElectrostaticSumMethod
163  
164 +  subroutine setScreeningMethod(the_SM)
165 +    integer, intent(in) :: the_SM    
166 +    screeningMethod = the_SM
167 +  end subroutine setScreeningMethod
168 +
169    subroutine setElectrostaticCutoffRadius(thisRcut, thisRsw)
170      real(kind=dp), intent(in) :: thisRcut
171      real(kind=dp), intent(in) :: thisRsw
172      defaultCutoff = thisRcut
173 +    defaultCutoff2 = defaultCutoff*defaultCutoff
174      rrf = defaultCutoff
175      rt = thisRsw
176      haveDefaultCutoff = .true.
177    end subroutine setElectrostaticCutoffRadius
178  
179 <  subroutine setDampedWolfAlpha(thisAlpha)
179 >  subroutine setDampingAlpha(thisAlpha)
180      real(kind=dp), intent(in) :: thisAlpha
181      dampingAlpha = thisAlpha
182 +    alpha2 = dampingAlpha*dampingAlpha
183      haveDampingAlpha = .true.
184 <  end subroutine setDampedWolfAlpha
184 >  end subroutine setDampingAlpha
185    
186    subroutine setReactionFieldDielectric(thisDielectric)
187      real(kind=dp), intent(in) :: thisDielectric
# Line 389 | Line 410 | contains
410      rcuti3 = rcuti2*rcuti
411      rcuti4 = rcuti2*rcuti2
412  
413 <    if (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
413 >    if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
414         if (.not.haveDampingAlpha) then
415            call handleError("checkSummationMethod", "no Damping Alpha set!")
416         endif
# Line 398 | Line 419 | contains
419            call handleError("checkSummationMethod", "no Default Cutoff set!")
420         endif
421  
422 <       constEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*defaultCutoff*defaultCutoff)
402 <       constERFC = derfc(dampingAlpha*defaultCutoff)
422 >       constEXP = exp(-alpha2*defaultCutoff2)
423         invRootPi = 0.56418958354775628695d0
424 <       alphaPi = 2*dampingAlpha*invRootPi
425 <      
424 >       alphaPi = 2.0d0*dampingAlpha*invRootPi
425 >       f0c = derfc(dampingAlpha*defaultCutoff)
426 >       f1c = alphaPi*defaultCutoff*constEXP + f0c
427 >       f2c = alphaPi*2.0d0*alpha2*constEXP
428 >       f3c = alphaPi*2.0d0*alpha2*constEXP*defaultCutoff2*defaultCutoff
429      endif
430  
431      if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
# Line 420 | Line 443 | contains
443      summationMethodChecked = .true.
444    end subroutine checkSummationMethod
445  
423 – !!$
424 – !!$  subroutine doElectrostaticPair(atom1, atom2, d, rij, r2, sw, &
425 – !!$       vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot)
426 –  subroutine doElectrostaticPair(atom1, atom2, d, rij, r2, sw, &
427 –       vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot, felec)
446  
447 +  subroutine doElectrostaticPair(atom1, atom2, d, rij, r2, rcut, sw, &
448 +       vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot)
449 +
450      logical, intent(in) :: do_pot
451  
452      integer, intent(in) :: atom1, atom2
453      integer :: localError
454  
455 <    real(kind=dp), intent(in) :: rij, r2, sw
455 >    real(kind=dp), intent(in) :: rij, r2, sw, rcut
456      real(kind=dp), intent(in), dimension(3) :: d
457      real(kind=dp), intent(inout) :: vpair
458      real(kind=dp), intent(inout), dimension(3) :: fpair    
438 –    real(kind=dp), intent(inout), dimension(3) :: felec
459  
460      real( kind = dp ) :: pot
461      real( kind = dp ), dimension(9,nLocal) :: eFrame
462      real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: f
463 +    real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: felec
464      real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: t
465  
466      real (kind = dp), dimension(3) :: ux_i, uy_i, uz_i
# Line 457 | Line 478 | contains
478      real (kind=dp) :: cx_i, cy_i, cz_i
479      real (kind=dp) :: cx_j, cy_j, cz_j
480      real (kind=dp) :: cx2, cy2, cz2
481 <    real (kind=dp) :: ct_i, ct_j, ct_ij, a1
481 >    real (kind=dp) :: ct_i, ct_j, ct_ij, a0, a1
482      real (kind=dp) :: riji, ri, ri2, ri3, ri4
483      real (kind=dp) :: pref, vterm, epot, dudr, vterm1, vterm2
484      real (kind=dp) :: xhat, yhat, zhat
485      real (kind=dp) :: dudx, dudy, dudz
486      real (kind=dp) :: scale, sc2, bigR
487 <    real (kind=dp) :: varERFC, varEXP
488 <    real (kind=dp) :: limScale
487 >    real (kind=dp) :: varEXP
488 >    real (kind=dp) :: pot_term
489      real (kind=dp) :: preVal, rfVal
490 +    real (kind=dp) :: f13, f134
491  
492      if (.not.allocated(ElectrostaticMap)) then
493         call handleError("electrostatic", "no ElectrostaticMap was present before first call of do_electrostatic_pair!")
# Line 626 | Line 648 | contains
648      if (i_is_Charge) then
649  
650         if (j_is_Charge) then
651 +          if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
652 +             f0 = derfc(dampingAlpha*rij)
653 +             varEXP = exp(-alpha2*rij*rij)
654 +             f1 = alphaPi*rij*varEXP + f0
655 +          endif
656  
657 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
631 <             vterm = pre11 * q_i * q_j * (riji - rcuti)
632 <             vpair = vpair + vterm
633 <             epot = epot + sw*vterm
634 <            
635 <             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (riji*riji-rcuti2)
636 <            
637 <             dudx = dudx + dudr * xhat
638 <             dudy = dudy + dudr * yhat
639 <             dudz = dudz + dudr * zhat
657 >          preVal = pre11 * q_i * q_j
658  
659 <          elseif (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
660 <             varERFC = derfc(dampingAlpha*rij)
643 <             varEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*rij*rij)
644 <             vterm = pre11 * q_i * q_j * (varERFC*riji - constERFC*rcuti)
645 <             vpair = vpair + vterm
646 <             epot = epot + sw*vterm
659 >          if (summationMethod .eq. SHIFTED_POTENTIAL) then
660 >             vterm = preVal * (riji*f0 - rcuti*f0c)
661              
662 <             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (((varERFC*riji*riji &
663 <                  + alphaPi*varEXP*riji) - (constERFC*rcuti2 &
664 <                  + alphaPi*constEXP*rcuti)) )
662 >             dudr  = -sw * preVal * riji * riji * f1
663 >  
664 >          elseif (summationMethod .eq. SHIFTED_FORCE) then
665 >             vterm = preVal * ( riji*f0 - rcuti*f0c + &
666 >                  f1c*rcuti2*(rij-defaultCutoff) )
667              
668 <             dudx = dudx + dudr * xhat
669 <             dudy = dudy + dudr * yhat
654 <             dudz = dudz + dudr * zhat
655 <
668 >             dudr  = -sw*preVal * (riji*riji*f1 - rcuti2*f1c)
669 >  
670            elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
657 –             preVal = pre11 * q_i * q_j
671               rfVal = preRF*rij*rij
672               vterm = preVal * ( riji + rfVal )
673              
661 –             vpair = vpair + vterm
662 –             epot = epot + sw*vterm
663 –            
674               dudr  = sw * preVal * ( 2.0d0*rfVal - riji )*riji
675 <            
666 <             dudx = dudx + dudr * xhat
667 <             dudy = dudy + dudr * yhat
668 <             dudz = dudz + dudr * zhat
669 <
675 >  
676            else
677 <             vterm = pre11 * q_i * q_j * riji
672 <             vpair = vpair + vterm
673 <             epot = epot + sw*vterm
677 >             vterm = preVal * riji*f0
678              
679 <             dudr  = - sw * vterm * riji
680 <            
677 <             dudx = dudx + dudr * xhat
678 <             dudy = dudy + dudr * yhat
679 <             dudz = dudz + dudr * zhat
680 <
679 >             dudr  = - sw * preVal * riji*riji*f1
680 >  
681            endif
682  
683 +          vpair = vpair + vterm
684 +          epot = epot + sw*vterm
685 +
686 +          dudx = dudx + dudr * xhat
687 +          dudy = dudy + dudr * yhat
688 +          dudz = dudz + dudr * zhat
689 +
690         endif
691  
692         if (j_is_Dipole) then
693 +          if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
694 +             f0 = derfc(dampingAlpha*rij)
695 +             varEXP = exp(-alpha2*rij*rij)
696 +             f1 = alphaPi*rij*varEXP + f0
697 +             f3 = alphaPi*2.0d0*alpha2*varEXP*rij*rij*rij
698 +          endif
699  
700            pref = pre12 * q_i * mu_j
701  
702 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
702 >          if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
703               ri2 = riji * riji
704               ri3 = ri2 * riji
692 –
693 –             pref = pre12 * q_i * mu_j
694 –             vterm = - pref * ct_j * (ri2 - rcuti2)
695 –             vpair = vpair + vterm
696 –             epot = epot + sw*vterm
697 –            
698 –             !! this has a + sign in the () because the rij vector is
699 –             !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
700 –             !! as the point dipole, which is atom j in this case.
701 –            
702 –             dudx = dudx - sw*pref * ( ri3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat) &
703 –                  - rcuti3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*d(1)*rcuti ) )
704 –             dudy = dudy - sw*pref * ( ri3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) &
705 –                  - rcuti3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*d(2)*rcuti ) )
706 –             dudz = dudz - sw*pref * ( ri3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) &
707 –                  - rcuti3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*d(3)*rcuti ) )
708 –            
709 –             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
710 –             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
711 –             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
712 –
713 –          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
714 –             ri2 = riji * riji
715 –             ri3 = ri2 * riji
705      
717 –             pref = pre12 * q_i * mu_j
706               vterm = - pref * ct_j * ( ri2 - preRF2*rij )
707               vpair = vpair + vterm
708               epot = epot + sw*vterm
# Line 747 | Line 735 | contains
735               ri3 = ri2 * ri
736               sc2 = scale * scale
737  
738 <             pref = pre12 * q_i * mu_j
739 <             vterm = - pref * ct_j * ri2 * scale
738 >             pot_term =  ri2 * scale * f1
739 >             vterm = - pref * ct_j * pot_term
740               vpair = vpair + vterm
741               epot = epot + sw*vterm
742              
# Line 756 | Line 744 | contains
744               !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
745               !! as the point dipole, which is atom j in this case.
746              
747 <             dudx = dudx - sw*pref * ri3 * ( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat*sc2)
748 <             dudy = dudy - sw*pref * ri3 * ( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat*sc2)
749 <             dudz = dudz - sw*pref * ri3 * ( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat*sc2)
750 <            
751 <             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref * ri2 * xhat * scale
752 <             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref * ri2 * yhat * scale
753 <             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref * ri2 * zhat * scale
747 >             dudx = dudx - sw*pref * ri3 * ( uz_j(1)*f1 - &
748 >                  ct_j*xhat*sc2*( 3.0d0*f1 + f3 ) )
749 >             dudy = dudy - sw*pref * ri3 * ( uz_j(2)*f1 - &
750 >                  ct_j*yhat*sc2*( 3.0d0*f1 + f3 ) )
751 >             dudz = dudz - sw*pref * ri3 * ( uz_j(3)*f1 - &
752 >                  ct_j*zhat*sc2*( 3.0d0*f1 + f3 ) )
753 >                          
754 >             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref * pot_term * xhat
755 >             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref * pot_term * yhat
756 >             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref * pot_term * zhat
757  
758            endif
759         endif
760  
761         if (j_is_Quadrupole) then
762 +          if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
763 +             f0 = derfc(dampingAlpha*rij)
764 +             varEXP = exp(-alpha2*rij*rij)
765 +             f1 = alphaPi*rij*varEXP + f0
766 +             f2 = alphaPi*2.0d0*alpha2*varEXP
767 +             f3 = f2*rij*rij*rij
768 +             f4 = 2.0d0*alpha2*f2*rij
769 +          endif
770 +
771            ri2 = riji * riji
772            ri3 = ri2 * riji
773            ri4 = ri2 * ri2
# Line 775 | Line 775 | contains
775            cy2 = cy_j * cy_j
776            cz2 = cz_j * cz_j
777  
778 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
779 <             pref =  pre14 * q_i / 3.0_dp
780 <             vterm1 = pref * ri3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
781 <                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
782 <                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
783 <             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
784 <                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
785 <                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
786 <             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
787 <             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
788 <            
789 <             dudx = dudx - (5.0_dp * &
790 <                  (vterm1*riji*xhat - vterm2*rcuti2*d(1))) + sw*pref * ( &
791 <                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(1)) - &
792 <                  qxx_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
793 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(1)) - &
794 <                  qyy_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
795 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(1)) - &
796 <                  qzz_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
797 <             dudy = dudy - (5.0_dp * &
798 <                  (vterm1*riji*yhat - vterm2*rcuti2*d(2))) + sw*pref * ( &
799 <                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(2)) - &
800 <                  qxx_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
801 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(2)) - &
802 <                  qyy_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
803 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(2)) - &
804 <                  qzz_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
805 <             dudz = dudz - (5.0_dp * &
806 <                  (vterm1*riji*zhat - vterm2*rcuti2*d(3))) + sw*pref * ( &
807 <                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(3)) - &
808 <                  qxx_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
809 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(3)) - &
810 <                  qyy_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
811 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(3)) - &
812 <                  qzz_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
813 <            
814 <             dudux_j(1) = dudux_j(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*xhat) -&
815 <                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
816 <             dudux_j(2) = dudux_j(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*yhat) -&
817 <                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
818 <             dudux_j(3) = dudux_j(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*zhat) -&
819 <                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
820 <            
821 <             duduy_j(1) = duduy_j(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*xhat) -&
822 <                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
823 <             duduy_j(2) = duduy_j(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*yhat) -&
824 <                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
825 <             duduy_j(3) = duduy_j(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*zhat) -&
826 <                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
827 <            
828 <             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*xhat) -&
829 <                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
830 <             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat) -&
831 <                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
832 <             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat) -&
833 <                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
834 <        
835 <          else
836 <             pref =  pre14 * q_i / 3.0_dp
837 <             vterm = pref * ri3 * (qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
838 <                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
839 <                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
840 <             vpair = vpair + vterm
841 <             epot = epot + sw*vterm
842 <            
843 <             dudx = dudx - 5.0_dp*sw*vterm*riji*xhat + sw*pref * ri4 * ( &
844 <                  qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(1) - 2.0_dp*xhat) + &
845 <                  qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(1) - 2.0_dp*xhat) + &
846 <                  qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(1) - 2.0_dp*xhat) )
847 <             dudy = dudy - 5.0_dp*sw*vterm*riji*yhat + sw*pref * ri4 * ( &
848 <                  qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(2) - 2.0_dp*yhat) + &
849 <                  qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(2) - 2.0_dp*yhat) + &
850 <                  qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(2) - 2.0_dp*yhat) )
851 <             dudz = dudz - 5.0_dp*sw*vterm*riji*zhat + sw*pref * ri4 * ( &
852 <                  qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(3) - 2.0_dp*zhat) + &
853 <                  qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(3) - 2.0_dp*zhat) + &
854 <                  qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(3) - 2.0_dp*zhat) )
855 <            
856 <             dudux_j(1) = dudux_j(1) + sw*pref * ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*xhat)
857 <             dudux_j(2) = dudux_j(2) + sw*pref * ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*yhat)
858 <             dudux_j(3) = dudux_j(3) + sw*pref * ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*zhat)
859 <            
860 <             duduy_j(1) = duduy_j(1) + sw*pref * ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*xhat)
861 <             duduy_j(2) = duduy_j(2) + sw*pref * ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*yhat)
862 <             duduy_j(3) = duduy_j(3) + sw*pref * ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*zhat)
863 <            
864 <             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref * ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*xhat)
865 <             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref * ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat)
866 <             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref * ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat)
778 >          pref =  pre14 * q_i / 3.0_dp
779 >          pot_term = ri3*(qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
780 >               qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
781 >               qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
782 >          vterm = pref * (pot_term*f1 + (qxx_j*cx2 + qyy_j*cy2 + qzz_j*cz2)*f2)
783 >          vpair = vpair + vterm
784 >          epot = epot + sw*vterm
785            
786 <          endif
786 >          dudx = dudx - sw*pref*pot_term*riji*xhat*(5.0d0*f1 + f3) + &
787 >               sw*pref*ri4 * ( &
788 >               qxx_j*(2.0_dp*cx_j*ux_j(1)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*xhat*f1) + &
789 >               qyy_j*(2.0_dp*cy_j*uy_j(1)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*xhat*f1) + &
790 >               qzz_j*(2.0_dp*cz_j*uz_j(1)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*xhat*f1) ) &
791 >               + (qxx_j*cx2 + qyy_j*cy2 + qzz_j*cz2)*f4
792 >          dudy = dudy - sw*pref*pot_term*riji*yhat*(5.0d0*f1 + f3) + &
793 >               sw*pref*ri4 * ( &
794 >               qxx_j*(2.0_dp*cx_j*ux_j(2)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*yhat*f1) + &
795 >               qyy_j*(2.0_dp*cy_j*uy_j(2)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*yhat*f1) + &
796 >               qzz_j*(2.0_dp*cz_j*uz_j(2)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*yhat*f1) ) &
797 >               + (qxx_j*cx2 + qyy_j*cy2 + qzz_j*cz2)*f4
798 >          dudz = dudz - sw*pref*pot_term*riji*zhat*(5.0d0*f1 + f3) + &
799 >               sw*pref*ri4 * ( &
800 >               qxx_j*(2.0_dp*cx_j*ux_j(3)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*zhat*f1) + &
801 >               qyy_j*(2.0_dp*cy_j*uy_j(3)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*zhat*f1) + &
802 >               qzz_j*(2.0_dp*cz_j*uz_j(3)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*zhat*f1) ) &
803 >               + (qxx_j*cx2 + qyy_j*cy2 + qzz_j*cz2)*f4
804 >          
805 >          dudux_j(1) = dudux_j(1) + sw*pref*ri3*( (qxx_j*2.0_dp*cx_j*xhat) &
806 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
807 >          dudux_j(2) = dudux_j(2) + sw*pref*ri3*( (qxx_j*2.0_dp*cx_j*yhat) &
808 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
809 >          dudux_j(3) = dudux_j(3) + sw*pref*ri3*( (qxx_j*2.0_dp*cx_j*zhat) &
810 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
811 >          
812 >          duduy_j(1) = duduy_j(1) + sw*pref*ri3*( (qyy_j*2.0_dp*cy_j*xhat) &
813 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
814 >          duduy_j(2) = duduy_j(2) + sw*pref*ri3*( (qyy_j*2.0_dp*cy_j*yhat) &
815 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
816 >          duduy_j(3) = duduy_j(3) + sw*pref*ri3*( (qyy_j*2.0_dp*cy_j*zhat) &
817 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
818 >          
819 >          duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*ri3*( (qzz_j*2.0_dp*cz_j*xhat) &
820 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
821 >          duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*ri3*( (qzz_j*2.0_dp*cz_j*yhat) &
822 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
823 >          duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*ri3*( (qzz_j*2.0_dp*cz_j*zhat) &
824 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
825 >          
826         endif
827      endif
828 <
828 >    
829      if (i_is_Dipole) then
830  
831         if (j_is_Charge) then
832 +          if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
833 +             f0 = derfc(dampingAlpha*rij)
834 +             varEXP = exp(-alpha2*rij*rij)
835 +             f1 = alphaPi*rij*varEXP + f0
836 +             f3 = alphaPi*2.0d0*alpha2*varEXP*rij*rij*rij
837 +          endif
838            
839            pref = pre12 * q_j * mu_i
840            
841 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
841 >          if (summationMethod .eq. SHIFTED_POTENTIAL) then
842               ri2 = riji * riji
843               ri3 = ri2 * riji
844 <
845 <             pref = pre12 * q_j * mu_i
846 <             vterm = pref * ct_i * (ri2 - rcuti2)
844 >            
845 >             pot_term = ri2*f1 - rcuti2*f1c
846 >             vterm = pref * ct_i * pot_term
847               vpair = vpair + vterm
848               epot = epot + sw*vterm
849              
850 <             dudx = dudx + sw*pref * ( ri3*( uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat) &
851 <                  - rcuti3*( uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*d(1)*rcuti ) )
852 <             dudy = dudy + sw*pref * ( ri3*( uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat) &
890 <                  - rcuti3*( uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*d(2)*rcuti ) )
891 <             dudz = dudz + sw*pref * ( ri3*( uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat) &
892 <                  - rcuti3*( uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*d(3)*rcuti ) )
850 >             dudx = dudx + sw*pref*( ri3*(uz_i(1)*f1-ct_i*xhat*(3.0d0*f1+f3)) )
851 >             dudy = dudy + sw*pref*( ri3*(uz_i(2)*f1-ct_i*yhat*(3.0d0*f1+f3)) )
852 >             dudz = dudz + sw*pref*( ri3*(uz_i(3)*f1-ct_i*zhat*(3.0d0*f1+f3)) )
853              
854 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
855 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
856 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
854 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * xhat * pot_term
855 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * yhat * pot_term
856 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * zhat * pot_term
857 >
858 >          elseif (summationMethod .eq. SHIFTED_FORCE) then
859 >             ri2 = riji * riji
860 >             ri3 = ri2 * riji
861  
862 +             !! might need a -(f1c-f0c) or dct_i/dr in the derivative term...
863 +             pot_term = ri2*f1 - rcuti2*f1c + &
864 +                  (2.0d0*rcuti3*f1c + f2c)*( rij - defaultCutoff )
865 +             vterm = pref * ct_i * pot_term
866 +             vpair = vpair + vterm
867 +             epot = epot + sw*vterm
868 +            
869 +             dudx = dudx + sw*pref*( ri3*(uz_i(1)*f1-ct_i*xhat*(3.0d0*f1+f3)) &
870 +                  - rcuti3*(uz_i(1)*f1c-ct_i*xhat*(3.0d0*f1c+f3c)) )
871 +             dudy = dudy + sw*pref*( ri3*(uz_i(2)*f1-ct_i*yhat*(3.0d0*f1+f3)) &
872 +                  - rcuti3*(uz_i(1)*f1c-ct_i*xhat*(3.0d0*f1c+f3c)) )
873 +             dudz = dudz + sw*pref*( ri3*(uz_i(3)*f1-ct_i*zhat*(3.0d0*f1+f3)) &
874 +                  - rcuti3*(uz_i(1)*f1c-ct_i*xhat*(3.0d0*f1c+f3c)) )
875 +            
876 +             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * xhat * pot_term
877 +             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * yhat * pot_term
878 +             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * zhat * pot_term
879 +
880            elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
881               ri2 = riji * riji
882               ri3 = ri2 * riji
883  
902 –             pref = pre12 * q_j * mu_i
884               vterm = pref * ct_i * ( ri2 - preRF2*rij )
885               vpair = vpair + vterm
886               epot = epot + sw*vterm
# Line 929 | Line 910 | contains
910               ri3 = ri2 * ri
911               sc2 = scale * scale
912  
913 <             pref = pre12 * q_j * mu_i
914 <             vterm = pref * ct_i * ri2 * scale
913 >             pot_term = ri2 * f1 * scale
914 >             vterm = pref * ct_i * pot_term
915               vpair = vpair + vterm
916               epot = epot + sw*vterm
917              
918 <             dudx = dudx + sw*pref * ri3 * ( uz_i(1) - 3.0d0 * ct_i * xhat*sc2)
919 <             dudy = dudy + sw*pref * ri3 * ( uz_i(2) - 3.0d0 * ct_i * yhat*sc2)
920 <             dudz = dudz + sw*pref * ri3 * ( uz_i(3) - 3.0d0 * ct_i * zhat*sc2)
918 >             dudx = dudx + sw*pref * ri3 * ( uz_i(1)*f1 - &
919 >                  ct_i*xhat*sc2*( 3.0d0*f1 + f3 ) )
920 >             dudy = dudy + sw*pref * ri3 * ( uz_i(2)*f1 - &
921 >                  ct_i*yhat*sc2*( 3.0d0*f1 + f3 ) )
922 >             dudz = dudz + sw*pref * ri3 * ( uz_i(3)*f1 - &
923 >                  ct_i*zhat*sc2*( 3.0d0*f1 + f3 ) )
924              
925 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * ri2 * xhat * scale
926 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * ri2 * yhat * scale
927 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * ri2 * zhat * scale
925 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * pot_term * xhat
926 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * pot_term * yhat
927 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * pot_term * zhat
928            endif
929         endif
930        
931         if (j_is_Dipole) then
932 +          if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
933 +             f0 = derfc(dampingAlpha*rij)
934 +             varEXP = exp(-alpha2*rij*rij)
935 +             f1 = alphaPi*rij*varEXP + f0
936 +             f2 = alphaPi*2.0d0*alpha2*varEXP
937 +             f3 = f2*rij*rij*rij
938 +             f4 = 2.0d0*alpha2*f3*rij*rij
939 +          endif
940  
941 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
950 < !!$             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
951 < !!$
952 < !!$             ri2 = riji * riji
953 < !!$             ri3 = ri2 * riji
954 < !!$             ri4 = ri2 * ri2
955 < !!$
956 < !!$             pref = pre22 * mu_i * mu_j
957 < !!$             vterm = pref * (ri3 - rcuti3) * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j)
958 < !!$             vpair = vpair + vterm
959 < !!$             epot = epot + sw*vterm
960 < !!$            
961 < !!$             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j - ct_ij
962 < !!$            
963 < !!$             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*( &
964 < !!$                  ri4*(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1)) &
965 < !!$                  - rcuti4*(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1)) )
966 < !!$             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*( &
967 < !!$                  ri4*(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2)) &
968 < !!$                  - rcuti4*(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2)) )
969 < !!$             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*( &
970 < !!$                  ri4*(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3)) &
971 < !!$                  - rcuti4*(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3)) )
972 < !!$            
973 < !!$             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(uz_j(1)-3.0d0*ct_j*xhat) &
974 < !!$                  - rcuti3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat))
975 < !!$             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(uz_j(2)-3.0d0*ct_j*yhat) &
976 < !!$                  - rcuti3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat))
977 < !!$             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(uz_j(3)-3.0d0*ct_j*zhat) &
978 < !!$                  - rcuti3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat))
979 < !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) &
980 < !!$                  - rcuti3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat))
981 < !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) &
982 < !!$                  - rcuti3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat))
983 < !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) &
984 < !!$                  - rcuti3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat))
941 >          ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
942            
943 <          elseif (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
944 <             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
945 <            
946 <             ri2 = riji * riji
947 <             ri3 = ri2 * riji
991 <             ri4 = ri2 * ri2
992 <             sc2 = scale * scale
993 <            
994 <             pref = pre22 * mu_i * mu_j
995 <             vterm = pref * ri3 * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j)
996 <             vpair = vpair + vterm
997 <             epot = epot + sw*vterm
998 <            
999 <             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j * sc2 - ct_ij
1000 <            
1001 <             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*ri4*(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1002 <             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*ri4*(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1003 <             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*ri4*(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1004 <            
1005 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*ri3 *(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat)
1006 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*ri3 *(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat)
1007 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*ri3 *(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat)
1008 <            
1009 <             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*ri3 *(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat)
1010 <             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*ri3 *(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat)
1011 <             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*ri3 *(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat)
1012 <            
1013 <          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
1014 <             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
943 >          ri2 = riji * riji
944 >          ri3 = ri2 * riji
945 >          ri4 = ri2 * ri2
946 >          
947 >          pref = pre22 * mu_i * mu_j
948  
949 <             ri2 = riji * riji
1017 <             ri3 = ri2 * riji
1018 <             ri4 = ri2 * ri2
1019 <
1020 <             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1021 <              
949 >          if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
950               vterm = pref*( ri3*(ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j) - &
951                    preRF2*ct_ij )
952               vpair = vpair + vterm
# Line 1066 | Line 994 | contains
994                  endif
995               endif
996              
1069 –             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
1070 –            
1071 –             ri2 = ri * ri
1072 –             ri3 = ri2 * ri
1073 –             ri4 = ri2 * ri2
997               sc2 = scale * scale
998 <            
999 <             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1000 <             vterm = pref * ri3 * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j * sc2)
998 >
999 >             pot_term = (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j * sc2)
1000 >             vterm = pref * ( ri3*pot_term*f1 + (ct_i * ct_j)*f2 )
1001               vpair = vpair + vterm
1002               epot = epot + sw*vterm
1003              
1004 <             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j * sc2 - ct_ij
1004 >             f13 = f1+f3
1005 >             f134 = f13 + f4
1006              
1007 <             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*ri4*scale &
1008 <                             *(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1009 <             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*ri4*scale &
1010 <                             *(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1011 <             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*ri4*scale &
1012 <                             *(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1007 > !!$             dudx = dudx + sw*pref * ( ri4*scale*( &
1008 > !!$                  3.0d0*(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))*f1 &
1009 > !!$                  - pot_term*f3) &
1010 > !!$                  + 2.0d0*ct_i*ct_j*xhat*(ct_i*uz_j(1)+ct_j*uz_i(1))*f3 &
1011 > !!$                  + (ct_i * ct_j)*f4 )
1012 > !!$             dudy = dudy + sw*pref * ( ri4*scale*( &
1013 > !!$                  3.0d0*(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))*f1 &
1014 > !!$                  - pot_term*f3) &
1015 > !!$                  + 2.0d0*ct_i*ct_j*yhat*(ct_i*uz_j(2)+ct_j*uz_i(2))*f3 &
1016 > !!$                  + (ct_i * ct_j)*f4 )
1017 > !!$             dudz = dudz + sw*pref * ( ri4*scale*( &
1018 > !!$                  3.0d0*(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))*f1 &
1019 > !!$                  - pot_term*f3) &
1020 > !!$                  + 2.0d0*ct_i*ct_j*zhat*(ct_i*uz_j(3)+ct_j*uz_i(3))*f3 &
1021 > !!$                  + (ct_i * ct_j)*f4 )
1022 >
1023 >             dudx = dudx + sw*pref * ( ri4*scale*( &
1024 >                  15.0d0*(ct_i * ct_j * sc2)*xhat*f134 - &
1025 >                  3.0d0*(ct_i*uz_j(1) + ct_j*uz_i(1) + ct_ij*xhat)*f134) )
1026 >             dudy = dudy + sw*pref * ( ri4*scale*( &
1027 >                  15.0d0*(ct_i * ct_j * sc2)*yhat*f134 - &
1028 >                  3.0d0*(ct_i*uz_j(2) + ct_j*uz_i(2) + ct_ij*yhat)*f134) )
1029 >             dudz = dudz + sw*pref * ( ri4*scale*( &
1030 >                  15.0d0*(ct_i * ct_j * sc2)*zhat*f134 - &
1031 >                  3.0d0*(ct_i*uz_j(3) + ct_j*uz_i(3) + ct_ij*zhat)*f134) )
1032              
1033 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*ri3 &
1034 <                                         *(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat*sc2)
1035 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*ri3 &
1036 <                                         *(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat*sc2)
1037 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*ri3 &
1038 <                                         *(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat*sc2)
1033 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * &
1034 >                  ( ri3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat*sc2)*f1 + (ct_j*xhat)*f2 )
1035 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * &
1036 >                  ( ri3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat*sc2)*f1 + (ct_j*yhat)*f2 )
1037 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * &
1038 >                  ( ri3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat*sc2)*f1 + (ct_j*zhat)*f2 )
1039              
1040 <             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*ri3 &
1041 <                                         *(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat*sc2)
1042 <             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*ri3 &
1043 <                                         *(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat*sc2)
1044 <             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*ri3 &
1045 <                                         *(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat*sc2)
1040 >             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref * &
1041 >                  ( ri3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat*sc2)*f1 + (ct_i*xhat)*f2 )
1042 >             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref * &
1043 >                  ( ri3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat*sc2)*f1 + (ct_i*yhat)*f2 )
1044 >             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref * &
1045 >                  ( ri3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat*sc2)*f1 + (ct_i*zhat)*f2 )
1046            endif
1047         endif
1048      endif
1049  
1050      if (i_is_Quadrupole) then
1051         if (j_is_Charge) then
1052 +          if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
1053 +             f0 = derfc(dampingAlpha*rij)
1054 +             varEXP = exp(-alpha2*rij*rij)
1055 +             f1 = alphaPi*rij*varEXP + f0
1056 +             f2 = alphaPi*2.0d0*alpha2*varEXP
1057 +             f3 = f2*rij*rij*rij
1058 +             f4 = 2.0d0*alpha2*f2*rij
1059 +          endif
1060  
1061            ri2 = riji * riji
1062            ri3 = ri2 * riji
# Line 1114 | Line 1065 | contains
1065            cy2 = cy_i * cy_i
1066            cz2 = cz_i * cz_i
1067  
1068 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
1069 <             pref = pre14 * q_j / 3.0_dp
1070 <             vterm1 = pref * ri3*( qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1071 <                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1072 <                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
1073 <             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1074 <                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1075 <                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
1076 <             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
1077 <             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
1078 <            
1079 <             dudx = dudx - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*xhat-vterm2*rcuti2*d(1))) +&
1080 <                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(1)) - &
1081 <                  qxx_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
1082 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(1)) - &
1083 <                  qyy_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
1084 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(1)) - &
1085 <                  qzz_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
1086 <             dudy = dudy - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*yhat-vterm2*rcuti2*d(2))) +&
1087 <                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(2)) - &
1088 <                  qxx_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
1089 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(2)) - &
1090 <                  qyy_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
1091 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(2)) - &
1092 <                  qzz_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
1093 <             dudz = dudz - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*zhat-vterm2*rcuti2*d(3))) +&
1094 <                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(3)) - &
1095 <                  qxx_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
1096 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(3)) - &
1097 <                  qyy_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
1098 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(3)) - &
1099 <                  qzz_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
1100 <            
1101 <             dudux_i(1) = dudux_i(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*xhat) -&
1102 <                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1103 <             dudux_i(2) = dudux_i(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*yhat) -&
1104 <                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1105 <             dudux_i(3) = dudux_i(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*zhat) -&
1106 <                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1107 <            
1108 <             duduy_i(1) = duduy_i(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*xhat) -&
1109 <                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1110 <             duduy_i(2) = duduy_i(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*yhat) -&
1111 <                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1112 <             duduy_i(3) = duduy_i(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*zhat) -&
1113 <                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1114 <            
1164 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*xhat) -&
1165 <                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1166 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*yhat) -&
1167 <                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1168 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*zhat) -&
1169 <                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1068 >          pref = pre14 * q_j / 3.0_dp
1069 >          pot_term = ri3 * (qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1070 >                            qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1071 >                            qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
1072 >          vterm = pref * (pot_term*f1 + (qxx_i*cx2 + qyy_i*cy2 + qzz_i*cz2)*f2)
1073 >          vpair = vpair + vterm
1074 >          epot = epot + sw*vterm
1075 >          
1076 >          dudx = dudx - sw*pref*pot_term*riji*xhat*(5.0d0*f1 + f3) + &
1077 >               sw*pref*ri4 * ( &
1078 >               qxx_i*(2.0_dp*cx_i*ux_i(1)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*xhat*f1) + &
1079 >               qyy_i*(2.0_dp*cy_i*uy_i(1)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*xhat*f1) + &
1080 >               qzz_i*(2.0_dp*cz_i*uz_i(1)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*xhat*f1) ) &
1081 >               + (qxx_i*cx2 + qyy_i*cy2 + qzz_i*cz2)*f4
1082 >          dudy = dudy - sw*pref*pot_term*riji*yhat*(5.0d0*f1 + f3) + &
1083 >               sw*pref*ri4 * ( &
1084 >               qxx_i*(2.0_dp*cx_i*ux_i(2)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*yhat*f1) + &
1085 >               qyy_i*(2.0_dp*cy_i*uy_i(2)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*yhat*f1) + &
1086 >               qzz_i*(2.0_dp*cz_i*uz_i(2)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*yhat*f1) ) &
1087 >               + (qxx_i*cx2 + qyy_i*cy2 + qzz_i*cz2)*f4
1088 >          dudz = dudz - sw*pref*pot_term*riji*zhat*(5.0d0*f1 + f3) + &
1089 >               sw*pref*ri4 * ( &
1090 >               qxx_i*(2.0_dp*cx_i*ux_i(3)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*zhat*f1) + &
1091 >               qyy_i*(2.0_dp*cy_i*uy_i(3)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*zhat*f1) + &
1092 >               qzz_i*(2.0_dp*cz_i*uz_i(3)*(3.0d0*f1 + f3) - 2.0_dp*zhat*f1) ) &
1093 >               + (qxx_i*cx2 + qyy_i*cy2 + qzz_i*cz2)*f4
1094 >          
1095 >          dudux_i(1) = dudux_i(1) + sw*pref*( ri3*(qxx_i*2.0_dp*cx_i*xhat) &
1096 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1097 >          dudux_i(2) = dudux_i(2) + sw*pref*( ri3*(qxx_i*2.0_dp*cx_i*yhat) &
1098 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1099 >          dudux_i(3) = dudux_i(3) + sw*pref*( ri3*(qxx_i*2.0_dp*cx_i*zhat) &
1100 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1101 >          
1102 >          duduy_i(1) = duduy_i(1) + sw*pref*( ri3*(qyy_i*2.0_dp*cy_i*xhat) &
1103 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1104 >          duduy_i(2) = duduy_i(2) + sw*pref*( ri3*(qyy_i*2.0_dp*cy_i*yhat) &
1105 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1106 >          duduy_i(3) = duduy_i(3) + sw*pref*( ri3*(qyy_i*2.0_dp*cy_i*zhat) &
1107 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1108 >          
1109 >          duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*( ri3*(qzz_i*2.0_dp*cz_i*xhat) &
1110 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1111 >          duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*( ri3*(qzz_i*2.0_dp*cz_i*yhat) &
1112 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1113 >          duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*( ri3*(qzz_i*2.0_dp*cz_i*zhat) &
1114 >               * (3.0d0*f1 + f3) )
1115  
1171 –          else
1172 –             pref = pre14 * q_j / 3.0_dp
1173 –             vterm = pref * ri3 * (qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1174 –                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1175 –                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
1176 –             vpair = vpair + vterm
1177 –             epot = epot + sw*vterm
1178 –            
1179 –             dudx = dudx - 5.0_dp*sw*vterm*riji*xhat + sw*pref*ri4 * ( &
1180 –                  qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(1) - 2.0_dp*xhat) + &
1181 –                  qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(1) - 2.0_dp*xhat) + &
1182 –                  qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(1) - 2.0_dp*xhat) )
1183 –             dudy = dudy - 5.0_dp*sw*vterm*riji*yhat + sw*pref*ri4 * ( &
1184 –                  qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(2) - 2.0_dp*yhat) + &
1185 –                  qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(2) - 2.0_dp*yhat) + &
1186 –                  qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(2) - 2.0_dp*yhat) )
1187 –             dudz = dudz - 5.0_dp*sw*vterm*riji*zhat + sw*pref*ri4 * ( &
1188 –                  qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(3) - 2.0_dp*zhat) + &
1189 –                  qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(3) - 2.0_dp*zhat) + &
1190 –                  qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(3) - 2.0_dp*zhat) )
1191 –            
1192 –             dudux_i(1) = dudux_i(1) + sw*pref*ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*xhat)
1193 –             dudux_i(2) = dudux_i(2) + sw*pref*ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*yhat)
1194 –             dudux_i(3) = dudux_i(3) + sw*pref*ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*zhat)
1195 –            
1196 –             duduy_i(1) = duduy_i(1) + sw*pref*ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*xhat)
1197 –             duduy_i(2) = duduy_i(2) + sw*pref*ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*yhat)
1198 –             duduy_i(3) = duduy_i(3) + sw*pref*ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*zhat)
1199 –            
1200 –             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*xhat)
1201 –             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*yhat)
1202 –             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*zhat)
1203 –          endif
1116         endif
1117      endif
1118  
# Line 1361 | Line 1273 | contains
1273            
1274         endif
1275  
1276 <    elseif (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
1276 >    elseif ( (summationMethod .eq. SHIFTED_FORCE) .or. &
1277 >         (summationMethod .eq. SHIFTED_POTENTIAL) ) then
1278         if (ElectrostaticMap(atid1)%is_Charge) then
1279            c1 = getCharge(atid1)
1280            
1281 <          mypot = mypot - (rcuti * 0.5_dp * c1 * c1)
1282 <       endif
1283 <      
1284 <    elseif (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
1285 <       if (ElectrostaticMap(atid1)%is_Charge) then
1286 <          c1 = getCharge(atid1)
1287 <          
1288 <          mypot = mypot - (constERFC * rcuti * 0.5_dp + &
1376 <               dampingAlpha*invRootPi) * c1 * c1      
1281 >          if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
1282 >             mypot = mypot - (f0c * rcuti * 0.5_dp + &
1283 >                  dampingAlpha*invRootPi) * c1 * c1    
1284 >            
1285 >          else            
1286 >             mypot = mypot - (rcuti * 0.5_dp * c1 * c1)
1287 >            
1288 >          endif
1289         endif
1290      endif
1291      

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+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines