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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 2124 by gezelter, Tue Mar 15 14:20:50 2005 UTC vs.
Revision 2409 by chrisfen, Wed Nov 2 20:36:25 2005 UTC

# Line 40 | Line 40 | module electrostatic_module
40   !!
41  
42   module electrostatic_module
43 <  
43 >
44    use force_globals
45    use definitions
46    use atype_module
# Line 54 | Line 54 | module electrostatic_module
54  
55    PRIVATE
56  
57 +
58 + #define __FORTRAN90
59 + #include "UseTheForce/DarkSide/fInteractionMap.h"
60 + #include "UseTheForce/DarkSide/fElectrostaticSummationMethod.h"
61 + #include "UseTheForce/DarkSide/fScreeningMethod.h"
62 +
63 +
64    !! these prefactors convert the multipole interactions into kcal / mol
65    !! all were computed assuming distances are measured in angstroms
66    !! Charge-Charge, assuming charges are measured in electrons
# Line 68 | 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:
79 +  integer, save :: summationMethod = NONE
80 +  integer, save :: screeningMethod = UNDAMPED
81 +  logical, save :: summationMethodChecked = .false.
82 +  real(kind=DP), save :: defaultCutoff = 0.0_DP
83 +  real(kind=DP), save :: defaultCutoff2 = 0.0_DP
84 +  logical, save :: haveDefaultCutoff = .false.
85 +  real(kind=DP), save :: dampingAlpha = 0.0_DP
86 +  logical, save :: haveDampingAlpha = .false.
87 +  real(kind=DP), save :: dielectric = 1.0_DP
88 +  logical, save :: haveDielectric = .false.
89 +  real(kind=DP), save :: constERFC = 0.0_DP
90 +  real(kind=DP), save :: constEXP = 0.0_DP
91 +  real(kind=dp), save :: rcuti = 0.0_DP
92 +  real(kind=dp), save :: rcuti2 = 0.0_DP
93 +  real(kind=dp), save :: rcuti3 = 0.0_DP
94 +  real(kind=dp), save :: rcuti4 = 0.0_DP
95 +  real(kind=dp), save :: alphaPi = 0.0_DP
96 +  real(kind=dp), save :: invRootPi = 0.0_DP
97 +  real(kind=dp), save :: rrf = 1.0_DP
98 +  real(kind=dp), save :: rt = 1.0_DP
99 +  real(kind=dp), save :: rrfsq = 1.0_DP
100 +  real(kind=dp), save :: preRF = 0.0_DP
101 +  real(kind=dp), save :: preRF2 = 0.0_DP
102 +
103 + #ifdef __IFC
104 + ! error function for ifc version > 7.
105 +  double precision, external :: derfc
106 + #endif
107 +  
108 +  public :: setElectrostaticSummationMethod
109 +  public :: setScreeningMethod
110 +  public :: setElectrostaticCutoffRadius
111 +  public :: setDampingAlpha
112 +  public :: setReactionFieldDielectric
113    public :: newElectrostaticType
114    public :: setCharge
115    public :: setDipoleMoment
# Line 76 | Line 118 | module electrostatic_module
118    public :: doElectrostaticPair
119    public :: getCharge
120    public :: getDipoleMoment
121 +  public :: destroyElectrostaticTypes
122 +  public :: self_self
123 +  public :: rf_self_excludes
124  
125    type :: Electrostatic
126       integer :: c_ident
# Line 83 | Line 128 | module electrostatic_module
128       logical :: is_Dipole = .false.
129       logical :: is_SplitDipole = .false.
130       logical :: is_Quadrupole = .false.
131 +     logical :: is_Tap = .false.
132       real(kind=DP) :: charge = 0.0_DP
133       real(kind=DP) :: dipole_moment = 0.0_DP
134       real(kind=DP) :: split_dipole_distance = 0.0_DP
# Line 92 | Line 138 | contains
138    type(Electrostatic), dimension(:), allocatable :: ElectrostaticMap
139  
140   contains
141 +
142 +  subroutine setElectrostaticSummationMethod(the_ESM)
143 +    integer, intent(in) :: the_ESM    
144 +
145 +    if ((the_ESM .le. 0) .or. (the_ESM .gt. REACTION_FIELD)) then
146 +       call handleError("setElectrostaticSummationMethod", "Unsupported Summation Method")
147 +    endif
148 +
149 +    summationMethod = the_ESM
150 +
151 +  end subroutine setElectrostaticSummationMethod
152 +
153 +  subroutine setScreeningMethod(the_SM)
154 +    integer, intent(in) :: the_SM    
155 +    screeningMethod = the_SM
156 +  end subroutine setScreeningMethod
157 +
158 +  subroutine setElectrostaticCutoffRadius(thisRcut, thisRsw)
159 +    real(kind=dp), intent(in) :: thisRcut
160 +    real(kind=dp), intent(in) :: thisRsw
161 +    defaultCutoff = thisRcut
162 +    rrf = defaultCutoff
163 +    rt = thisRsw
164 +    haveDefaultCutoff = .true.
165 +  end subroutine setElectrostaticCutoffRadius
166 +
167 +  subroutine setDampingAlpha(thisAlpha)
168 +    real(kind=dp), intent(in) :: thisAlpha
169 +    dampingAlpha = thisAlpha
170 +    haveDampingAlpha = .true.
171 +  end subroutine setDampingAlpha
172 +  
173 +  subroutine setReactionFieldDielectric(thisDielectric)
174 +    real(kind=dp), intent(in) :: thisDielectric
175 +    dielectric = thisDielectric
176 +    haveDielectric = .true.
177 +  end subroutine setReactionFieldDielectric
178  
179    subroutine newElectrostaticType(c_ident, is_Charge, is_Dipole, &
180 <       is_SplitDipole, is_Quadrupole, status)
181 <    
180 >       is_SplitDipole, is_Quadrupole, is_Tap, status)
181 >
182      integer, intent(in) :: c_ident
183      logical, intent(in) :: is_Charge
184      logical, intent(in) :: is_Dipole
185      logical, intent(in) :: is_SplitDipole
186      logical, intent(in) :: is_Quadrupole
187 +    logical, intent(in) :: is_Tap
188      integer, intent(out) :: status
189      integer :: nAtypes, myATID, i, j
190  
191      status = 0
192      myATID = getFirstMatchingElement(atypes, "c_ident", c_ident)
193 <    
193 >
194      !! Be simple-minded and assume that we need an ElectrostaticMap that
195      !! is the same size as the total number of atom types
196  
197      if (.not.allocated(ElectrostaticMap)) then
198 <      
198 >
199         nAtypes = getSize(atypes)
200 <    
200 >
201         if (nAtypes == 0) then
202            status = -1
203            return
204         end if
205 <      
205 >
206         if (.not. allocated(ElectrostaticMap)) then
207            allocate(ElectrostaticMap(nAtypes))
208         endif
209 <      
209 >
210      end if
211  
212      if (myATID .gt. size(ElectrostaticMap)) then
213         status = -1
214         return
215      endif
216 <    
216 >
217      ! set the values for ElectrostaticMap for this atom type:
218  
219      ElectrostaticMap(myATID)%c_ident = c_ident
# Line 137 | Line 221 | contains
221      ElectrostaticMap(myATID)%is_Dipole = is_Dipole
222      ElectrostaticMap(myATID)%is_SplitDipole = is_SplitDipole
223      ElectrostaticMap(myATID)%is_Quadrupole = is_Quadrupole
224 <    
224 >    ElectrostaticMap(myATID)%is_Tap = is_Tap
225 >
226    end subroutine newElectrostaticType
227  
228    subroutine setCharge(c_ident, charge, status)
# Line 165 | Line 250 | contains
250         call handleError("electrostatic", "Attempt to setCharge of an atom type that is not a charge!")
251         status = -1
252         return
253 <    endif      
253 >    endif
254  
255      ElectrostaticMap(myATID)%charge = charge
256    end subroutine setCharge
# Line 256 | Line 341 | contains
341         status = -1
342         return
343      endif
344 <    
344 >
345      do i = 1, 3
346 <          ElectrostaticMap(myATID)%quadrupole_moments(i) = &
347 <               quadrupole_moments(i)
348 <       enddo
346 >       ElectrostaticMap(myATID)%quadrupole_moments(i) = &
347 >            quadrupole_moments(i)
348 >    enddo
349  
350    end subroutine setQuadrupoleMoments
351  
352 <  
352 >
353    function getCharge(atid) result (c)
354      integer, intent(in) :: atid
355      integer :: localError
356      real(kind=dp) :: c
357 <    
357 >
358      if (.not.allocated(ElectrostaticMap)) then
359         call handleError("electrostatic", "no ElectrostaticMap was present before first call of getCharge!")
360         return
361      end if
362 <    
362 >
363      if (.not.ElectrostaticMap(atid)%is_Charge) then
364         call handleError("electrostatic", "getCharge was called for an atom type that isn't a charge!")
365         return
366      endif
367 <    
367 >
368      c = ElectrostaticMap(atid)%charge
369    end function getCharge
370  
# Line 287 | Line 372 | contains
372      integer, intent(in) :: atid
373      integer :: localError
374      real(kind=dp) :: dm
375 <    
375 >
376      if (.not.allocated(ElectrostaticMap)) then
377         call handleError("electrostatic", "no ElectrostaticMap was present before first call of getDipoleMoment!")
378         return
379      end if
380 <    
380 >
381      if (.not.ElectrostaticMap(atid)%is_Dipole) then
382         call handleError("electrostatic", "getDipoleMoment was called for an atom type that isn't a dipole!")
383         return
384      endif
385 <    
385 >
386      dm = ElectrostaticMap(atid)%dipole_moment
387    end function getDipoleMoment
388  
389 <  subroutine doElectrostaticPair(atom1, atom2, d, rij, r2, sw, &
390 <       vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot)
391 <    
389 >  subroutine checkSummationMethod()
390 >
391 >    if (.not.haveDefaultCutoff) then
392 >       call handleError("checkSummationMethod", "no Default Cutoff set!")
393 >    endif
394 >
395 >    rcuti = 1.0d0 / defaultCutoff
396 >    rcuti2 = rcuti*rcuti
397 >    rcuti3 = rcuti2*rcuti
398 >    rcuti4 = rcuti2*rcuti2
399 >
400 >    if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
401 >       if (.not.haveDampingAlpha) then
402 >          call handleError("checkSummationMethod", "no Damping Alpha set!")
403 >       endif
404 >      
405 >       if (.not.haveDefaultCutoff) then
406 >          call handleError("checkSummationMethod", "no Default Cutoff set!")
407 >       endif
408 >
409 >       constEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*defaultCutoff*defaultCutoff)
410 >       constERFC = derfc(dampingAlpha*defaultCutoff)
411 >       invRootPi = 0.56418958354775628695d0
412 >       alphaPi = 2*dampingAlpha*invRootPi
413 >      
414 >    endif
415 >
416 >    if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
417 >       if (haveDielectric) then
418 >          defaultCutoff2 = defaultCutoff*defaultCutoff
419 >          preRF = (dielectric-1.0d0) / &
420 >               ((2.0d0*dielectric+1.0d0)*defaultCutoff2*defaultCutoff)
421 >          preRF2 = 2.0d0*preRF
422 >       else
423 >          call handleError("checkSummationMethod", "Dielectric not set")
424 >       endif
425 >      
426 >    endif
427 >
428 >    summationMethodChecked = .true.
429 >  end subroutine checkSummationMethod
430 >
431 > !!$
432 > !!$  subroutine doElectrostaticPair(atom1, atom2, d, rij, r2, sw, &
433 > !!$       vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot)
434 >  subroutine doElectrostaticPair(atom1, atom2, d, rij, r2, sw, &
435 >       vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot, fstrs)
436 >
437      logical, intent(in) :: do_pot
438 <    
438 >
439      integer, intent(in) :: atom1, atom2
440      integer :: localError
441  
442      real(kind=dp), intent(in) :: rij, r2, sw
443      real(kind=dp), intent(in), dimension(3) :: d
444      real(kind=dp), intent(inout) :: vpair
445 <    real(kind=dp), intent(inout), dimension(3) :: fpair
445 >    real(kind=dp), intent(inout), dimension(3) :: fpair    
446 >    real(kind=dp), intent(inout), dimension(3) :: fstrs
447  
448      real( kind = dp ) :: pot
449      real( kind = dp ), dimension(9,nLocal) :: eFrame
450      real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: f
451 +    real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: felec
452      real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: t
453 <    
453 >
454      real (kind = dp), dimension(3) :: ux_i, uy_i, uz_i
455      real (kind = dp), dimension(3) :: ux_j, uy_j, uz_j
456      real (kind = dp), dimension(3) :: dudux_i, duduy_i, duduz_i
# Line 326 | Line 458 | contains
458  
459      logical :: i_is_Charge, i_is_Dipole, i_is_SplitDipole, i_is_Quadrupole
460      logical :: j_is_Charge, j_is_Dipole, j_is_SplitDipole, j_is_Quadrupole
461 +    logical :: i_is_Tap, j_is_Tap
462      integer :: me1, me2, id1, id2
463      real (kind=dp) :: q_i, q_j, mu_i, mu_j, d_i, d_j
464      real (kind=dp) :: qxx_i, qyy_i, qzz_i
# Line 335 | Line 468 | contains
468      real (kind=dp) :: cx2, cy2, cz2
469      real (kind=dp) :: ct_i, ct_j, ct_ij, a1
470      real (kind=dp) :: riji, ri, ri2, ri3, ri4
471 <    real (kind=dp) :: pref, vterm, epot, dudr    
471 >    real (kind=dp) :: pref, vterm, epot, dudr, vterm1, vterm2
472      real (kind=dp) :: xhat, yhat, zhat
473      real (kind=dp) :: dudx, dudy, dudz
341    real (kind=dp) :: drdxj, drdyj, drdzj
474      real (kind=dp) :: scale, sc2, bigR
475 +    real (kind=dp) :: varERFC, varEXP
476 +    real (kind=dp) :: limScale
477 +    real (kind=dp) :: preVal, rfVal
478  
479      if (.not.allocated(ElectrostaticMap)) then
480         call handleError("electrostatic", "no ElectrostaticMap was present before first call of do_electrostatic_pair!")
481         return
482      end if
483  
484 +    if (.not.summationMethodChecked) then
485 +       call checkSummationMethod()
486 +    endif
487 +
488   #ifdef IS_MPI
489      me1 = atid_Row(atom1)
490      me2 = atid_Col(atom2)
# Line 354 | Line 493 | contains
493      me2 = atid(atom2)
494   #endif
495  
496 + !!$    if (rij .ge. defaultCutoff) then
497 + !!$       write(*,*) 'warning: rij = ', rij, ' rcut = ', defaultCutoff, ' sw = ', sw
498 + !!$    endif
499 +
500      !! some variables we'll need independent of electrostatic type:
501  
502      riji = 1.0d0 / rij
503 <
503 >  
504      xhat = d(1) * riji
505      yhat = d(2) * riji
506      zhat = d(3) * riji
507  
365    drdxj = xhat
366    drdyj = yhat
367    drdzj = zhat
368
508      !! logicals
370
509      i_is_Charge = ElectrostaticMap(me1)%is_Charge
510      i_is_Dipole = ElectrostaticMap(me1)%is_Dipole
511      i_is_SplitDipole = ElectrostaticMap(me1)%is_SplitDipole
512      i_is_Quadrupole = ElectrostaticMap(me1)%is_Quadrupole
513 +    i_is_Tap = ElectrostaticMap(me1)%is_Tap
514  
515      j_is_Charge = ElectrostaticMap(me2)%is_Charge
516      j_is_Dipole = ElectrostaticMap(me2)%is_Dipole
517      j_is_SplitDipole = ElectrostaticMap(me2)%is_SplitDipole
518      j_is_Quadrupole = ElectrostaticMap(me2)%is_Quadrupole
519 +    j_is_Tap = ElectrostaticMap(me2)%is_Tap
520  
521      if (i_is_Charge) then
522         q_i = ElectrostaticMap(me1)%charge      
523      endif
524 <    
524 >
525      if (i_is_Dipole) then
526         mu_i = ElectrostaticMap(me1)%dipole_moment
527   #ifdef IS_MPI
# Line 398 | Line 538 | contains
538         if (i_is_SplitDipole) then
539            d_i = ElectrostaticMap(me1)%split_dipole_distance
540         endif
541 <      
541 >
542      endif
543  
544      if (i_is_Quadrupole) then
# Line 431 | Line 571 | contains
571         cz_i = uz_i(1)*xhat + uz_i(2)*yhat + uz_i(3)*zhat
572      endif
573  
434
574      if (j_is_Charge) then
575         q_j = ElectrostaticMap(me2)%charge      
576      endif
577 <    
577 >
578      if (j_is_Dipole) then
579         mu_j = ElectrostaticMap(me2)%dipole_moment
580   #ifdef IS_MPI
# Line 447 | Line 586 | contains
586         uz_j(2) = eFrame(6,atom2)
587         uz_j(3) = eFrame(9,atom2)
588   #endif
589 <       ct_j = uz_j(1)*drdxj + uz_j(2)*drdyj + uz_j(3)*drdzj
589 >       ct_j = uz_j(1)*xhat + uz_j(2)*yhat + uz_j(3)*zhat
590  
591         if (j_is_SplitDipole) then
592            d_j = ElectrostaticMap(me2)%split_dipole_distance
# Line 483 | Line 622 | contains
622         cy_j = uy_j(1)*xhat + uy_j(2)*yhat + uy_j(3)*zhat
623         cz_j = uz_j(1)*xhat + uz_j(2)*yhat + uz_j(3)*zhat
624      endif
625 <
625 >  
626      epot = 0.0_dp
627      dudx = 0.0_dp
628      dudy = 0.0_dp
# Line 500 | Line 639 | contains
639      if (i_is_Charge) then
640  
641         if (j_is_Charge) then
503          
504          vterm = pre11 * q_i * q_j * riji
505          vpair = vpair + vterm
506          epot = epot + sw*vterm
642  
643 <          dudr  = - sw * vterm * riji
643 >          if (summationMethod .eq. SHIFTED_POTENTIAL) then
644  
645 <          dudx = dudx + dudr * drdxj
646 <          dudy = dudy + dudr * drdyj
647 <          dudz = dudz + dudr * drdzj
648 <      
649 <       endif
650 <
651 <       if (j_is_Dipole) then
645 >             vterm = pre11 * q_i * q_j * (riji - rcuti)
646 >             vpair = vpair + vterm
647 >             epot = epot + sw*vterm
648 >            
649 >             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (riji*riji)
650 >            
651 >             dudx = dudx + dudr * xhat
652 >             dudy = dudy + dudr * yhat
653 >             dudz = dudz + dudr * zhat
654  
655 <          if (j_is_SplitDipole) then
656 <             BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_j * d_j)
657 <             ri = 1.0_dp / BigR
658 <             scale = rij * ri
659 <          else
660 <             ri = riji
661 <             scale = 1.0_dp
662 <          endif
655 > !!$          elseif (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
656 > !!$             varERFC = derfc(dampingAlpha*rij)
657 > !!$             varEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*rij*rij)
658 > !!$             vterm = pre11 * q_i * q_j * (varERFC*riji - constERFC*rcuti)
659 > !!$             vpair = vpair + vterm
660 > !!$             epot = epot + sw*vterm
661 > !!$            
662 > !!$!             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (((varERFC*riji*riji &
663 > !!$!                  + alphaPi*varEXP*riji) - (constERFC*rcuti2 &
664 > !!$!                  + alphaPi*constEXP*rcuti)) )
665 > !!$             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (varERFC*riji*riji &
666 > !!$                  + alphaPi*varEXP*riji)
667 > !!$            
668 > !!$             dudx = dudx + dudr * xhat
669 > !!$             dudy = dudy + dudr * yhat
670 > !!$             dudz = dudz + dudr * zhat
671  
672 <          ri2 = ri * ri
673 <          ri3 = ri2 * ri
674 <          sc2 = scale * scale
672 >          elseif (summationMethod .eq. SHIFTED_FORCE) then
673 >             vterm = pre11 * q_i * q_j * (riji + rij*rcuti2 - 2.0d0*rcuti)
674 >             vpair = vpair + vterm
675 >             epot = epot + sw*vterm
676              
677 <          pref = pre12 * q_i * mu_j
678 <          vterm = pref * ct_j * ri2 * scale
679 <          vpair = vpair + vterm
680 <          epot = epot + sw * vterm
677 >             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (riji*riji-rcuti2)
678 >                          
679 >             dudx = dudx + dudr * xhat
680 >             dudy = dudy + dudr * yhat
681 >             dudz = dudz + dudr * zhat
682  
683 <          !! this has a + sign in the () because the rij vector is
684 <          !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
685 <          !! as the point dipole, which is atom j in this case.
683 > !!$          elseif (summationMethod .eq. DAMPED_SHIFTED_FORCE) then
684 > !!$             varERFC = derfc(dampingAlpha*rij)
685 > !!$             varEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*rij*rij)
686 > !!$             vterm = pre11 * q_i * q_j * (varERFC*riji - constERFC*rcuti)
687 > !!$             vpair = vpair + vterm
688 > !!$             epot = epot + sw*vterm
689 > !!$            
690 > !!$!             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (((varERFC*riji*riji &
691 > !!$!                  + alphaPi*varEXP*riji) - (constERFC*rcuti2 &
692 > !!$!                  + alphaPi*constEXP*rcuti)) )
693 > !!$             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (varERFC*riji*riji &
694 > !!$                  + alphaPi*varEXP*riji)
695 > !!$            
696 > !!$             dudx = dudx + dudr * xhat
697 > !!$             dudy = dudy + dudr * yhat
698 > !!$             dudz = dudz + dudr * zhat
699  
700 <          dudx = dudx + pref * sw * ri3 * ( uz_j(1) + 3.0d0*ct_j*xhat*sc2)
701 <          dudy = dudy + pref * sw * ri3 * ( uz_j(2) + 3.0d0*ct_j*yhat*sc2)
702 <          dudz = dudz + pref * sw * ri3 * ( uz_j(3) + 3.0d0*ct_j*zhat*sc2)
700 >          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
701 >             preVal = pre11 * q_i * q_j
702 >             rfVal = preRF*rij*rij
703 >             vterm = preVal * ( riji + rfVal )
704 >            
705 >             vpair = vpair + vterm
706 >             epot = epot + sw*vterm
707 >            
708 >             dudr  = sw * preVal * ( 2.0d0*rfVal - riji )*riji
709 >            
710 >             dudx = dudx + dudr * xhat
711 >             dudy = dudy + dudr * yhat
712 >             dudz = dudz + dudr * zhat
713  
714 <          duduz_j(1) = duduz_j(1) - pref * sw * ri2 * xhat * scale
715 <          duduz_j(2) = duduz_j(2) - pref * sw * ri2 * yhat * scale
716 <          duduz_j(3) = duduz_j(3) - pref * sw * ri2 * zhat * scale
717 <          
714 >          else
715 >             vterm = pre11 * q_i * q_j * riji
716 >             vpair = vpair + vterm
717 >             epot = epot + sw*vterm
718 >            
719 >             dudr  = - sw * vterm * riji
720 >            
721 >             dudx = dudx + dudr * xhat
722 >             dudy = dudy + dudr * yhat
723 >             dudz = dudz + dudr * zhat
724 >
725 >          endif
726 >
727         endif
728  
729 +       if (j_is_Dipole) then
730 +
731 +          pref = pre12 * q_i * mu_j
732 +
733 + !!$          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
734 + !!$             ri2 = riji * riji
735 + !!$             ri3 = ri2 * riji
736 + !!$
737 + !!$             pref = pre12 * q_i * mu_j
738 + !!$             vterm = - pref * ct_j * (ri2 - rcuti2)
739 + !!$             vpair = vpair + vterm
740 + !!$             epot = epot + sw*vterm
741 + !!$            
742 + !!$             !! this has a + sign in the () because the rij vector is
743 + !!$             !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
744 + !!$             !! as the point dipole, which is atom j in this case.
745 + !!$            
746 + !!$             dudx = dudx - sw*pref * ( ri3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat) &
747 + !!$                  - rcuti3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*d(1)*rcuti ) )
748 + !!$             dudy = dudy - sw*pref * ( ri3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) &
749 + !!$                  - rcuti3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*d(2)*rcuti ) )
750 + !!$             dudz = dudz - sw*pref * ( ri3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) &
751 + !!$                  - rcuti3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*d(3)*rcuti ) )
752 + !!$            
753 + !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
754 + !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
755 + !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
756 + !!$
757 + !!$          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
758 +
759 +          if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
760 +             ri2 = riji * riji
761 +             ri3 = ri2 * riji
762 +    
763 +             pref = pre12 * q_i * mu_j
764 +             vterm = - pref * ct_j * ( ri2 - preRF2*rij )
765 +             vpair = vpair + vterm
766 +             epot = epot + sw*vterm
767 +            
768 +             !! this has a + sign in the () because the rij vector is
769 +             !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
770 +             !! as the point dipole, which is atom j in this case.
771 +            
772 +             dudx = dudx - sw*pref*( ri3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat) - &
773 +                                     preRF2*uz_j(1) )
774 +             dudy = dudy - sw*pref*( ri3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) - &
775 +                                     preRF2*uz_j(2) )
776 +             dudz = dudz - sw*pref*( ri3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) - &
777 +                                     preRF2*uz_j(3) )        
778 +             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref * xhat * ( ri2 - preRF2*rij )
779 +             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref * yhat * ( ri2 - preRF2*rij )
780 +             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref * zhat * ( ri2 - preRF2*rij )
781 +
782 +          else
783 +             if (j_is_SplitDipole) then
784 +                BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_j * d_j)
785 +                ri = 1.0_dp / BigR
786 +                scale = rij * ri
787 +             else
788 +                ri = riji
789 +                scale = 1.0_dp
790 +             endif
791 +            
792 +             ri2 = ri * ri
793 +             ri3 = ri2 * ri
794 +             sc2 = scale * scale
795 +
796 +             pref = pre12 * q_i * mu_j
797 +             vterm = - pref * ct_j * ri2 * scale
798 +             vpair = vpair + vterm
799 +             epot = epot + sw*vterm
800 +            
801 +             !! this has a + sign in the () because the rij vector is
802 +             !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
803 +             !! as the point dipole, which is atom j in this case.
804 +            
805 +             dudx = dudx - sw*pref * ri3 * ( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat*sc2)
806 +             dudy = dudy - sw*pref * ri3 * ( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat*sc2)
807 +             dudz = dudz - sw*pref * ri3 * ( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat*sc2)
808 +            
809 +             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref * ri2 * xhat * scale
810 +             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref * ri2 * yhat * scale
811 +             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref * ri2 * zhat * scale
812 +
813 +          endif
814 +       endif
815 +
816         if (j_is_Quadrupole) then
817            ri2 = riji * riji
818            ri3 = ri2 * riji
# Line 555 | Line 821 | contains
821            cy2 = cy_j * cy_j
822            cz2 = cz_j * cz_j
823  
824 <          pref = pre14 * q_i / 6.0_dp
825 <          vterm = pref * ri3 * (qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
826 <               qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
827 <               qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
828 <          vpair = vpair + vterm
829 <          epot = epot + sw * vterm
830 <
831 <          dudx = dudx - 5.0_dp*sw*vterm*riji*xhat - pref * sw * ri4 * ( &
832 <               qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(1) - 2.0_dp*xhat) + &
833 <               qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(1) - 2.0_dp*xhat) + &
834 <               qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(1) - 2.0_dp*xhat) )
835 <          dudy = dudy - 5.0_dp*sw*vterm*riji*yhat - pref * sw * ri4 * ( &
836 <               qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(2) - 2.0_dp*yhat) + &
837 <               qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(2) - 2.0_dp*yhat) + &
838 <               qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(2) - 2.0_dp*yhat) )
839 <          dudz = dudz - 5.0_dp*sw*vterm*riji*zhat - pref * sw * ri4 * ( &
840 <               qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(3) - 2.0_dp*zhat) + &
841 <               qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(3) - 2.0_dp*zhat) + &
842 <               qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(3) - 2.0_dp*zhat) )
824 > !!$          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
825 > !!$             pref =  pre14 * q_i / 3.0_dp
826 > !!$             vterm1 = pref * ri3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
827 > !!$                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
828 > !!$                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
829 > !!$             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
830 > !!$                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
831 > !!$                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
832 > !!$             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
833 > !!$             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
834 > !!$            
835 > !!$             dudx = dudx - (5.0_dp * &
836 > !!$                  (vterm1*riji*xhat - vterm2*rcuti2*d(1))) + sw*pref * ( &
837 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(1)) - &
838 > !!$                  qxx_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
839 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(1)) - &
840 > !!$                  qyy_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
841 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(1)) - &
842 > !!$                  qzz_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
843 > !!$             dudy = dudy - (5.0_dp * &
844 > !!$                  (vterm1*riji*yhat - vterm2*rcuti2*d(2))) + sw*pref * ( &
845 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(2)) - &
846 > !!$                  qxx_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
847 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(2)) - &
848 > !!$                  qyy_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
849 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(2)) - &
850 > !!$                  qzz_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
851 > !!$             dudz = dudz - (5.0_dp * &
852 > !!$                  (vterm1*riji*zhat - vterm2*rcuti2*d(3))) + sw*pref * ( &
853 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(3)) - &
854 > !!$                  qxx_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
855 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(3)) - &
856 > !!$                  qyy_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
857 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(3)) - &
858 > !!$                  qzz_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
859 > !!$            
860 > !!$             dudux_j(1) = dudux_j(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*xhat) -&
861 > !!$                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
862 > !!$             dudux_j(2) = dudux_j(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*yhat) -&
863 > !!$                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
864 > !!$             dudux_j(3) = dudux_j(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*zhat) -&
865 > !!$                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
866 > !!$            
867 > !!$             duduy_j(1) = duduy_j(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*xhat) -&
868 > !!$                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
869 > !!$             duduy_j(2) = duduy_j(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*yhat) -&
870 > !!$                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
871 > !!$             duduy_j(3) = duduy_j(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*zhat) -&
872 > !!$                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
873 > !!$            
874 > !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*xhat) -&
875 > !!$                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
876 > !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat) -&
877 > !!$                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
878 > !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat) -&
879 > !!$                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
880 > !!$        
881 > !!$          else
882 >             pref =  pre14 * q_i / 3.0_dp
883 >             vterm = pref * ri3 * (qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
884 >                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
885 >                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
886 >             vpair = vpair + vterm
887 >             epot = epot + sw*vterm
888 >            
889 >             dudx = dudx - 5.0_dp*sw*vterm*riji*xhat + sw*pref * ri4 * ( &
890 >                  qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(1) - 2.0_dp*xhat) + &
891 >                  qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(1) - 2.0_dp*xhat) + &
892 >                  qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(1) - 2.0_dp*xhat) )
893 >             dudy = dudy - 5.0_dp*sw*vterm*riji*yhat + sw*pref * ri4 * ( &
894 >                  qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(2) - 2.0_dp*yhat) + &
895 >                  qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(2) - 2.0_dp*yhat) + &
896 >                  qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(2) - 2.0_dp*yhat) )
897 >             dudz = dudz - 5.0_dp*sw*vterm*riji*zhat + sw*pref * ri4 * ( &
898 >                  qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(3) - 2.0_dp*zhat) + &
899 >                  qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(3) - 2.0_dp*zhat) + &
900 >                  qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(3) - 2.0_dp*zhat) )
901 >            
902 >             dudux_j(1) = dudux_j(1) + sw*pref * ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*xhat)
903 >             dudux_j(2) = dudux_j(2) + sw*pref * ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*yhat)
904 >             dudux_j(3) = dudux_j(3) + sw*pref * ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*zhat)
905 >            
906 >             duduy_j(1) = duduy_j(1) + sw*pref * ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*xhat)
907 >             duduy_j(2) = duduy_j(2) + sw*pref * ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*yhat)
908 >             duduy_j(3) = duduy_j(3) + sw*pref * ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*zhat)
909 >            
910 >             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref * ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*xhat)
911 >             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref * ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat)
912 >             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref * ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat)
913            
914 <          dudux_j(1) = dudux_j(1) + pref * sw * ri3 * (qxx_j*6.0_dp*cx_j*xhat)
579 <          dudux_j(2) = dudux_j(2) + pref * sw * ri3 * (qxx_j*6.0_dp*cx_j*yhat)
580 <          dudux_j(3) = dudux_j(3) + pref * sw * ri3 * (qxx_j*6.0_dp*cx_j*zhat)
581 <
582 <          duduy_j(1) = duduy_j(1) + pref * sw * ri3 * (qyy_j*6.0_dp*cy_j*xhat)
583 <          duduy_j(2) = duduy_j(2) + pref * sw * ri3 * (qyy_j*6.0_dp*cy_j*yhat)
584 <          duduy_j(3) = duduy_j(3) + pref * sw * ri3 * (qyy_j*6.0_dp*cy_j*zhat)
585 <
586 <          duduz_j(1) = duduz_j(1) + pref * sw * ri3 * (qzz_j*6.0_dp*cz_j*xhat)
587 <          duduz_j(2) = duduz_j(2) + pref * sw * ri3 * (qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat)
588 <          duduz_j(3) = duduz_j(3) + pref * sw * ri3 * (qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat)
914 > !!$          endif
915         endif
590
916      endif
917 <  
917 >
918      if (i_is_Dipole) then
594      
595       if (j_is_Charge) then
919  
920 <          if (i_is_SplitDipole) then
921 <             BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_i * d_i)
599 <             ri = 1.0_dp / BigR
600 <             scale = rij * ri
601 <          else
602 <             ri = riji
603 <             scale = 1.0_dp
604 <          endif
605 <
606 <          ri2 = ri * ri
607 <          ri3 = ri2 * ri
608 <          sc2 = scale * scale
609 <            
920 >       if (j_is_Charge) then
921 >          
922            pref = pre12 * q_j * mu_i
923 <          vterm = pref * ct_i * ri2 * scale
924 <          vpair = vpair + vterm
925 <          epot = epot + sw * vterm
923 >          
924 > !!$          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
925 > !!$             ri2 = riji * riji
926 > !!$             ri3 = ri2 * riji
927 > !!$
928 > !!$             pref = pre12 * q_j * mu_i
929 > !!$             vterm = pref * ct_i * (ri2 - rcuti2)
930 > !!$             vpair = vpair + vterm
931 > !!$             epot = epot + sw*vterm
932 > !!$            
933 > !!$             dudx = dudx + sw*pref * ( ri3*( uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat) &
934 > !!$                  - rcuti3*( uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*d(1)*rcuti ) )
935 > !!$             dudy = dudy + sw*pref * ( ri3*( uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat) &
936 > !!$                  - rcuti3*( uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*d(2)*rcuti ) )
937 > !!$             dudz = dudz + sw*pref * ( ri3*( uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat) &
938 > !!$                  - rcuti3*( uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*d(3)*rcuti ) )
939 > !!$            
940 > !!$             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
941 > !!$             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
942 > !!$             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
943 > !!$
944 > !!$          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
945 >          if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
946 >             ri2 = riji * riji
947 >             ri3 = ri2 * riji
948  
949 <          dudx = dudx + pref * sw * ri3 * ( uz_i(1) - 3.0d0 * ct_i * xhat*sc2)
950 <          dudy = dudy + pref * sw * ri3 * ( uz_i(2) - 3.0d0 * ct_i * yhat*sc2)
951 <          dudz = dudz + pref * sw * ri3 * ( uz_i(3) - 3.0d0 * ct_i * zhat*sc2)
952 <
953 <          duduz_i(1) = duduz_i(1) + pref * sw * ri2 * xhat * scale
954 <          duduz_i(2) = duduz_i(2) + pref * sw * ri2 * yhat * scale
955 <          duduz_i(3) = duduz_i(3) + pref * sw * ri2 * zhat * scale
956 <       endif
949 >             pref = pre12 * q_j * mu_i
950 >             vterm = pref * ct_i * ( ri2 - preRF2*rij )
951 >             vpair = vpair + vterm
952 >             epot = epot + sw*vterm
953 >            
954 >             dudx = dudx + sw*pref * ( ri3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat) - &
955 >                  preRF2*uz_i(1) )
956 >             dudy = dudy + sw*pref * ( ri3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat) - &
957 >                  preRF2*uz_i(2) )
958 >             dudz = dudz + sw*pref * ( ri3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat) - &
959 >                  preRF2*uz_i(3) )
960 >            
961 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * xhat * ( ri2 - preRF2*rij )
962 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * yhat * ( ri2 - preRF2*rij )
963 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * zhat * ( ri2 - preRF2*rij )
964  
624       if (j_is_Dipole) then
625
626          if (i_is_SplitDipole) then
627             if (j_is_SplitDipole) then
628                BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_i * d_i + 0.25_dp * d_j * d_j)
629             else
630                BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_i * d_i)
631             endif
632             ri = 1.0_dp / BigR
633             scale = rij * ri                
965            else
966 <             if (j_is_SplitDipole) then
967 <                BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_j * d_j)
966 >             if (i_is_SplitDipole) then
967 >                BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_i * d_i)
968                  ri = 1.0_dp / BigR
969 <                scale = rij * ri                            
970 <             else                
969 >                scale = rij * ri
970 >             else
971                  ri = riji
972                  scale = 1.0_dp
973               endif
974 +            
975 +             ri2 = ri * ri
976 +             ri3 = ri2 * ri
977 +             sc2 = scale * scale
978 +
979 +             pref = pre12 * q_j * mu_i
980 +             vterm = pref * ct_i * ri2 * scale
981 +             vpair = vpair + vterm
982 +             epot = epot + sw*vterm
983 +            
984 +             dudx = dudx + sw*pref * ri3 * ( uz_i(1) - 3.0d0 * ct_i * xhat*sc2)
985 +             dudy = dudy + sw*pref * ri3 * ( uz_i(2) - 3.0d0 * ct_i * yhat*sc2)
986 +             dudz = dudz + sw*pref * ri3 * ( uz_i(3) - 3.0d0 * ct_i * zhat*sc2)
987 +            
988 +             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * ri2 * xhat * scale
989 +             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * ri2 * yhat * scale
990 +             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * ri2 * zhat * scale
991            endif
992 +       endif
993 +      
994 +       if (j_is_Dipole) then
995  
996 <          ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
996 > !!$          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
997 > !!$             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
998 > !!$
999 > !!$             ri2 = riji * riji
1000 > !!$             ri3 = ri2 * riji
1001 > !!$             ri4 = ri2 * ri2
1002 > !!$
1003 > !!$             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1004 > !!$             vterm = pref * (ri3 - rcuti3) * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j)
1005 > !!$             vpair = vpair + vterm
1006 > !!$             epot = epot + sw*vterm
1007 > !!$            
1008 > !!$             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j - ct_ij
1009 > !!$            
1010 > !!$             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*( &
1011 > !!$                  ri4*(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1)) &
1012 > !!$                  - rcuti4*(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1)) )
1013 > !!$             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*( &
1014 > !!$                  ri4*(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2)) &
1015 > !!$                  - rcuti4*(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2)) )
1016 > !!$             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*( &
1017 > !!$                  ri4*(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3)) &
1018 > !!$                  - rcuti4*(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3)) )
1019 > !!$            
1020 > !!$             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(uz_j(1)-3.0d0*ct_j*xhat) &
1021 > !!$                  - rcuti3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat))
1022 > !!$             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(uz_j(2)-3.0d0*ct_j*yhat) &
1023 > !!$                  - rcuti3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat))
1024 > !!$             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(uz_j(3)-3.0d0*ct_j*zhat) &
1025 > !!$                  - rcuti3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat))
1026 > !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) &
1027 > !!$                  - rcuti3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat))
1028 > !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) &
1029 > !!$                  - rcuti3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat))
1030 > !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) &
1031 > !!$                  - rcuti3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat))
1032 > !!$          
1033 > !!$          elseif (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
1034 > !!$             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
1035 > !!$            
1036 > !!$             ri2 = riji * riji
1037 > !!$             ri3 = ri2 * riji
1038 > !!$             ri4 = ri2 * ri2
1039 > !!$             sc2 = scale * scale
1040 > !!$            
1041 > !!$             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1042 > !!$             vterm = pref * ri3 * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j)
1043 > !!$             vpair = vpair + vterm
1044 > !!$             epot = epot + sw*vterm
1045 > !!$            
1046 > !!$             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j * sc2 - ct_ij
1047 > !!$            
1048 > !!$             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*ri4*(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1049 > !!$             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*ri4*(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1050 > !!$             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*ri4*(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1051 > !!$            
1052 > !!$             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*ri3 *(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat)
1053 > !!$             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*ri3 *(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat)
1054 > !!$             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*ri3 *(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat)
1055 > !!$            
1056 > !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*ri3 *(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat)
1057 > !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*ri3 *(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat)
1058 > !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*ri3 *(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat)
1059 > !!$            
1060 > !!$          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
1061 >          if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
1062 >             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
1063  
1064 <          ri2 = ri * ri
1065 <          ri3 = ri2 * ri
1066 <          ri4 = ri2 * ri2
650 <          sc2 = scale * scale
1064 >             ri2 = riji * riji
1065 >             ri3 = ri2 * riji
1066 >             ri4 = ri2 * ri2
1067  
1068 <          pref = pre22 * mu_i * mu_j
1069 <          vterm = pref * ri3 * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j * sc2)
1070 <          vpair = vpair + vterm
1071 <          epot = epot + sw * vterm
1072 <          
1073 <          a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j * sc2 - ct_ij
1068 >             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1069 >              
1070 >             vterm = pref*( ri3*(ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j) - &
1071 >                  preRF2*ct_ij )
1072 >             vpair = vpair + vterm
1073 >             epot = epot + sw*vterm
1074 >            
1075 >             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j - ct_ij
1076 >            
1077 >             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1078 >                             * (a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1079 >             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1080 >                             * (a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1081 >             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1082 >                             * (a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1083 >            
1084 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(uz_j(1)-3.0d0*ct_j*xhat) &
1085 >                  - preRF2*uz_j(1))
1086 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(uz_j(2)-3.0d0*ct_j*yhat) &
1087 >                  - preRF2*uz_j(2))
1088 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(uz_j(3)-3.0d0*ct_j*zhat) &
1089 >                  - preRF2*uz_j(3))
1090 >             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) &
1091 >                  - preRF2*uz_i(1))
1092 >             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) &
1093 >                  - preRF2*uz_i(2))
1094 >             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) &
1095 >                  - preRF2*uz_i(3))
1096  
1097 <          dudx=dudx+pref*sw*3.0d0*ri4*scale*(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1098 <          dudy=dudy+pref*sw*3.0d0*ri4*scale*(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1099 <          dudz=dudz+pref*sw*3.0d0*ri4*scale*(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1100 <
1101 <          duduz_i(1) = duduz_i(1) + pref*sw*ri3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat*sc2)
1102 <          duduz_i(2) = duduz_i(2) + pref*sw*ri3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat*sc2)
1103 <          duduz_i(3) = duduz_i(3) + pref*sw*ri3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat*sc2)
1104 <
1105 <          duduz_j(1) = duduz_j(1) + pref*sw*ri3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat*sc2)
1106 <          duduz_j(2) = duduz_j(2) + pref*sw*ri3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat*sc2)
1107 <          duduz_j(3) = duduz_j(3) + pref*sw*ri3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat*sc2)
1097 >          else
1098 >             if (i_is_SplitDipole) then
1099 >                if (j_is_SplitDipole) then
1100 >                   BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_i * d_i + 0.25_dp * d_j * d_j)
1101 >                else
1102 >                   BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_i * d_i)
1103 >                endif
1104 >                ri = 1.0_dp / BigR
1105 >                scale = rij * ri                
1106 >             else
1107 >                if (j_is_SplitDipole) then
1108 >                   BigR = sqrt(r2 + 0.25_dp * d_j * d_j)
1109 >                   ri = 1.0_dp / BigR
1110 >                   scale = rij * ri                            
1111 >                else                
1112 >                   ri = riji
1113 >                   scale = 1.0_dp
1114 >                endif
1115 >             endif
1116 >            
1117 >             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
1118 >            
1119 >             ri2 = ri * ri
1120 >             ri3 = ri2 * ri
1121 >             ri4 = ri2 * ri2
1122 >             sc2 = scale * scale
1123 >            
1124 >             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1125 >             vterm = pref * ri3 * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j * sc2)
1126 >             vpair = vpair + vterm
1127 >             epot = epot + sw*vterm
1128 >            
1129 >             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j * sc2 - ct_ij
1130 >            
1131 >             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*ri4*scale &
1132 >                             *(a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1133 >             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*ri4*scale &
1134 >                             *(a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1135 >             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*ri4*scale &
1136 >                             *(a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1137 >            
1138 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*ri3 &
1139 >                                         *(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat*sc2)
1140 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*ri3 &
1141 >                                         *(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat*sc2)
1142 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*ri3 &
1143 >                                         *(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat*sc2)
1144 >            
1145 >             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*ri3 &
1146 >                                         *(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat*sc2)
1147 >             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*ri3 &
1148 >                                         *(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat*sc2)
1149 >             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*ri3 &
1150 >                                         *(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat*sc2)
1151 >          endif
1152         endif
671
1153      endif
1154  
1155      if (i_is_Quadrupole) then
1156         if (j_is_Charge) then
1157 <          
1157 >
1158            ri2 = riji * riji
1159            ri3 = ri2 * riji
1160            ri4 = ri2 * ri2
1161            cx2 = cx_i * cx_i
1162            cy2 = cy_i * cy_i
1163            cz2 = cz_i * cz_i
1164 <          
1165 <          pref = pre14 * q_j / 6.0_dp
1166 <          vterm = pref * ri3 * (qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1167 <               qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1168 <               qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
1169 <          vpair = vpair + vterm
1170 <          epot = epot + sw * vterm
1171 <          
1172 <          dudx = dudx - 5.0_dp*sw*vterm*riji*xhat - pref * sw * ri4 * ( &
1173 <               qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(1) - 2.0_dp*xhat) + &
1174 <               qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(1) - 2.0_dp*xhat) + &
1175 <               qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(1) - 2.0_dp*xhat) )
1176 <          dudy = dudy - 5.0_dp*sw*vterm*riji*yhat - pref * sw * ri4 * ( &
1177 <               qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(2) - 2.0_dp*yhat) + &
1178 <               qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(2) - 2.0_dp*yhat) + &
1179 <               qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(2) - 2.0_dp*yhat) )
1180 <          dudz = dudz - 5.0_dp*sw*vterm*riji*zhat - pref * sw * ri4 * ( &
1181 <               qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(3) - 2.0_dp*zhat) + &
1182 <               qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(3) - 2.0_dp*zhat) + &
1183 <               qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(3) - 2.0_dp*zhat) )
1184 <          
1185 <          dudux_i(1) = dudux_i(1) + pref * sw * ri3 * (qxx_i*6.0_dp*cx_i*xhat)
1186 <          dudux_i(2) = dudux_i(2) + pref * sw * ri3 * (qxx_i*6.0_dp*cx_i*yhat)
1187 <          dudux_i(3) = dudux_i(3) + pref * sw * ri3 * (qxx_i*6.0_dp*cx_i*zhat)
1188 <          
1189 <          duduy_i(1) = duduy_i(1) + pref * sw * ri3 * (qyy_i*6.0_dp*cy_i*xhat)
1190 <          duduy_i(2) = duduy_i(2) + pref * sw * ri3 * (qyy_i*6.0_dp*cy_i*yhat)
1191 <          duduy_i(3) = duduy_i(3) + pref * sw * ri3 * (qyy_i*6.0_dp*cy_i*zhat)
1192 <          
1193 <          duduz_i(1) = duduz_i(1) + pref * sw * ri3 * (qzz_i*6.0_dp*cz_i*xhat)
1194 <          duduz_i(2) = duduz_i(2) + pref * sw * ri3 * (qzz_i*6.0_dp*cz_i*yhat)
1195 <          duduz_i(3) = duduz_i(3) + pref * sw * ri3 * (qzz_i*6.0_dp*cz_i*zhat)
1164 >
1165 > !!$          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
1166 > !!$             pref = pre14 * q_j / 3.0_dp
1167 > !!$             vterm1 = pref * ri3*( qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1168 > !!$                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1169 > !!$                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
1170 > !!$             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1171 > !!$                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1172 > !!$                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
1173 > !!$             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
1174 > !!$             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
1175 > !!$            
1176 > !!$             dudx = dudx - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*xhat-vterm2*rcuti2*d(1))) +&
1177 > !!$                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(1)) - &
1178 > !!$                  qxx_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
1179 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(1)) - &
1180 > !!$                  qyy_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
1181 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(1)) - &
1182 > !!$                  qzz_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
1183 > !!$             dudy = dudy - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*yhat-vterm2*rcuti2*d(2))) +&
1184 > !!$                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(2)) - &
1185 > !!$                  qxx_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
1186 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(2)) - &
1187 > !!$                  qyy_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
1188 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(2)) - &
1189 > !!$                  qzz_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
1190 > !!$             dudz = dudz - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*zhat-vterm2*rcuti2*d(3))) +&
1191 > !!$                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(3)) - &
1192 > !!$                  qxx_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
1193 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(3)) - &
1194 > !!$                  qyy_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
1195 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(3)) - &
1196 > !!$                  qzz_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
1197 > !!$            
1198 > !!$             dudux_i(1) = dudux_i(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*xhat) -&
1199 > !!$                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1200 > !!$             dudux_i(2) = dudux_i(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*yhat) -&
1201 > !!$                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1202 > !!$             dudux_i(3) = dudux_i(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*zhat) -&
1203 > !!$                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1204 > !!$            
1205 > !!$             duduy_i(1) = duduy_i(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*xhat) -&
1206 > !!$                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1207 > !!$             duduy_i(2) = duduy_i(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*yhat) -&
1208 > !!$                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1209 > !!$             duduy_i(3) = duduy_i(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*zhat) -&
1210 > !!$                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1211 > !!$            
1212 > !!$             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*xhat) -&
1213 > !!$                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1214 > !!$             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*yhat) -&
1215 > !!$                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1216 > !!$             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*zhat) -&
1217 > !!$                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1218 > !!$
1219 > !!$          else
1220 >             pref = pre14 * q_j / 3.0_dp
1221 >             vterm = pref * ri3 * (qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1222 >                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1223 >                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
1224 >             vpair = vpair + vterm
1225 >             epot = epot + sw*vterm
1226 >            
1227 >             dudx = dudx - 5.0_dp*sw*vterm*riji*xhat + sw*pref*ri4 * ( &
1228 >                  qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(1) - 2.0_dp*xhat) + &
1229 >                  qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(1) - 2.0_dp*xhat) + &
1230 >                  qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(1) - 2.0_dp*xhat) )
1231 >             dudy = dudy - 5.0_dp*sw*vterm*riji*yhat + sw*pref*ri4 * ( &
1232 >                  qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(2) - 2.0_dp*yhat) + &
1233 >                  qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(2) - 2.0_dp*yhat) + &
1234 >                  qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(2) - 2.0_dp*yhat) )
1235 >             dudz = dudz - 5.0_dp*sw*vterm*riji*zhat + sw*pref*ri4 * ( &
1236 >                  qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(3) - 2.0_dp*zhat) + &
1237 >                  qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(3) - 2.0_dp*zhat) + &
1238 >                  qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(3) - 2.0_dp*zhat) )
1239 >            
1240 >             dudux_i(1) = dudux_i(1) + sw*pref*ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*xhat)
1241 >             dudux_i(2) = dudux_i(2) + sw*pref*ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*yhat)
1242 >             dudux_i(3) = dudux_i(3) + sw*pref*ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*zhat)
1243 >            
1244 >             duduy_i(1) = duduy_i(1) + sw*pref*ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*xhat)
1245 >             duduy_i(2) = duduy_i(2) + sw*pref*ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*yhat)
1246 >             duduy_i(3) = duduy_i(3) + sw*pref*ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*zhat)
1247 >            
1248 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*xhat)
1249 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*yhat)
1250 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*zhat)
1251 > !!$          endif
1252         endif
1253      endif
1254 <      
1255 <    
1254 >
1255 >
1256      if (do_pot) then
1257   #ifdef IS_MPI
1258 <       pot_row(atom1) = pot_row(atom1) + 0.5d0*epot
1259 <       pot_col(atom2) = pot_col(atom2) + 0.5d0*epot
1258 >       pot_row(ELECTROSTATIC_POT,atom1) = pot_row(ELECTROSTATIC_POT,atom1) + 0.5d0*epot
1259 >       pot_col(ELECTROSTATIC_POT,atom2) = pot_col(ELECTROSTATIC_POT,atom2) + 0.5d0*epot
1260   #else
1261         pot = pot + epot
1262   #endif
1263      endif
1264 <        
1264 >
1265   #ifdef IS_MPI
1266      f_Row(1,atom1) = f_Row(1,atom1) + dudx
1267      f_Row(2,atom1) = f_Row(2,atom1) + dudy
1268      f_Row(3,atom1) = f_Row(3,atom1) + dudz
1269 <    
1269 >
1270      f_Col(1,atom2) = f_Col(1,atom2) - dudx
1271      f_Col(2,atom2) = f_Col(2,atom2) - dudy
1272      f_Col(3,atom2) = f_Col(3,atom2) - dudz
1273 <    
1273 >
1274      if (i_is_Dipole .or. i_is_Quadrupole) then
1275         t_Row(1,atom1)=t_Row(1,atom1) - uz_i(2)*duduz_i(3) + uz_i(3)*duduz_i(2)
1276         t_Row(2,atom1)=t_Row(2,atom1) - uz_i(3)*duduz_i(1) + uz_i(1)*duduz_i(3)
# Line 768 | Line 1305 | contains
1305      f(1,atom1) = f(1,atom1) + dudx
1306      f(2,atom1) = f(2,atom1) + dudy
1307      f(3,atom1) = f(3,atom1) + dudz
1308 <    
1308 >
1309      f(1,atom2) = f(1,atom2) - dudx
1310      f(2,atom2) = f(2,atom2) - dudy
1311      f(3,atom2) = f(3,atom2) - dudz
1312 <    
1312 >
1313      if (i_is_Dipole .or. i_is_Quadrupole) then
1314         t(1,atom1)=t(1,atom1) - uz_i(2)*duduz_i(3) + uz_i(3)*duduz_i(2)
1315         t(2,atom1)=t(2,atom1) - uz_i(3)*duduz_i(1) + uz_i(1)*duduz_i(3)
# Line 804 | Line 1341 | contains
1341      endif
1342  
1343   #endif
1344 <    
1344 >
1345   #ifdef IS_MPI
1346      id1 = AtomRowToGlobal(atom1)
1347      id2 = AtomColToGlobal(atom2)
# Line 814 | Line 1351 | contains
1351   #endif
1352  
1353      if (molMembershipList(id1) .ne. molMembershipList(id2)) then
1354 <      
1354 >
1355         fpair(1) = fpair(1) + dudx
1356         fpair(2) = fpair(2) + dudy
1357         fpair(3) = fpair(3) + dudz
# Line 823 | Line 1360 | contains
1360  
1361      return
1362    end subroutine doElectrostaticPair
1363 <  
1363 >
1364 >  subroutine destroyElectrostaticTypes()
1365 >
1366 >    if(allocated(ElectrostaticMap)) deallocate(ElectrostaticMap)
1367 >
1368 >  end subroutine destroyElectrostaticTypes
1369 >
1370 >  subroutine self_self(atom1, eFrame, mypot, t, do_pot)
1371 >    logical, intent(in) :: do_pot
1372 >    integer, intent(in) :: atom1
1373 >    integer :: atid1
1374 >    real(kind=dp), dimension(9,nLocal) :: eFrame
1375 >    real(kind=dp), dimension(3,nLocal) :: t
1376 >    real(kind=dp) :: mu1, c1
1377 >    real(kind=dp) :: preVal, epot, mypot
1378 >    real(kind=dp) :: eix, eiy, eiz
1379 >
1380 >    ! this is a local only array, so we use the local atom type id's:
1381 >    atid1 = atid(atom1)
1382 >
1383 >    if (.not.summationMethodChecked) then
1384 >       call checkSummationMethod()
1385 >    endif
1386 >    
1387 >    if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
1388 >       if (ElectrostaticMap(atid1)%is_Dipole) then
1389 >          mu1 = getDipoleMoment(atid1)
1390 >          
1391 >          preVal = pre22 * preRF2 * mu1*mu1
1392 >          mypot = mypot - 0.5d0*preVal
1393 >          
1394 >          ! The self-correction term adds into the reaction field vector
1395 >          
1396 >          eix = preVal * eFrame(3,atom1)
1397 >          eiy = preVal * eFrame(6,atom1)
1398 >          eiz = preVal * eFrame(9,atom1)
1399 >          
1400 >          ! once again, this is self-self, so only the local arrays are needed
1401 >          ! even for MPI jobs:
1402 >          
1403 >          t(1,atom1)=t(1,atom1) - eFrame(6,atom1)*eiz + &
1404 >               eFrame(9,atom1)*eiy
1405 >          t(2,atom1)=t(2,atom1) - eFrame(9,atom1)*eix + &
1406 >               eFrame(3,atom1)*eiz
1407 >          t(3,atom1)=t(3,atom1) - eFrame(3,atom1)*eiy + &
1408 >               eFrame(6,atom1)*eix
1409 >          
1410 >       endif
1411 >
1412 > !!$    elseif (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
1413 > !!$       if (ElectrostaticMap(atid1)%is_Charge) then
1414 > !!$          c1 = getCharge(atid1)
1415 > !!$          
1416 > !!$          mypot = mypot - (rcuti * 0.5_dp * c1 * c1)
1417 > !!$       endif
1418 > !!$      
1419 > !!$    elseif (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
1420 > !!$       if (ElectrostaticMap(atid1)%is_Charge) then
1421 > !!$          c1 = getCharge(atid1)
1422 > !!$          
1423 > !!$          mypot = mypot - (constERFC * rcuti * 0.5_dp + &
1424 > !!$               dampingAlpha*invRootPi) * c1 * c1      
1425 > !!$       endif
1426 >    endif
1427 >    
1428 >    return
1429 >  end subroutine self_self
1430 >
1431 >  subroutine rf_self_excludes(atom1, atom2, sw, eFrame, d, rij, vpair, myPot, &
1432 >       f, t, do_pot)
1433 >    logical, intent(in) :: do_pot
1434 >    integer, intent(in) :: atom1
1435 >    integer, intent(in) :: atom2
1436 >    logical :: i_is_Charge, j_is_Charge
1437 >    logical :: i_is_Dipole, j_is_Dipole
1438 >    integer :: atid1
1439 >    integer :: atid2
1440 >    real(kind=dp), intent(in) :: rij
1441 >    real(kind=dp), intent(in) :: sw
1442 >    real(kind=dp), intent(in), dimension(3) :: d
1443 >    real(kind=dp), intent(inout) :: vpair
1444 >    real(kind=dp), dimension(9,nLocal) :: eFrame
1445 >    real(kind=dp), dimension(3,nLocal) :: f
1446 >    real(kind=dp), dimension(3,nLocal) :: t
1447 >    real (kind = dp), dimension(3) :: duduz_i
1448 >    real (kind = dp), dimension(3) :: duduz_j
1449 >    real (kind = dp), dimension(3) :: uz_i
1450 >    real (kind = dp), dimension(3) :: uz_j
1451 >    real(kind=dp) :: q_i, q_j, mu_i, mu_j
1452 >    real(kind=dp) :: xhat, yhat, zhat
1453 >    real(kind=dp) :: ct_i, ct_j
1454 >    real(kind=dp) :: ri2, ri3, riji, vterm
1455 >    real(kind=dp) :: pref, preVal, rfVal, myPot
1456 >    real(kind=dp) :: dudx, dudy, dudz, dudr
1457 >
1458 >    if (.not.summationMethodChecked) then
1459 >       call checkSummationMethod()
1460 >    endif
1461 >
1462 >    dudx = 0.0d0
1463 >    dudy = 0.0d0
1464 >    dudz = 0.0d0
1465 >
1466 >    riji = 1.0d0/rij
1467 >
1468 >    xhat = d(1) * riji
1469 >    yhat = d(2) * riji
1470 >    zhat = d(3) * riji
1471 >
1472 >    ! this is a local only array, so we use the local atom type id's:
1473 >    atid1 = atid(atom1)
1474 >    atid2 = atid(atom2)
1475 >    i_is_Charge = ElectrostaticMap(atid1)%is_Charge
1476 >    j_is_Charge = ElectrostaticMap(atid2)%is_Charge
1477 >    i_is_Dipole = ElectrostaticMap(atid1)%is_Dipole
1478 >    j_is_Dipole = ElectrostaticMap(atid2)%is_Dipole
1479 >
1480 >    if (i_is_Charge.and.j_is_Charge) then
1481 >       q_i = ElectrostaticMap(atid1)%charge
1482 >       q_j = ElectrostaticMap(atid2)%charge
1483 >      
1484 >       preVal = pre11 * q_i * q_j
1485 >       rfVal = preRF*rij*rij
1486 >       vterm = preVal * rfVal
1487 >      
1488 >       myPot = myPot + sw*vterm
1489 >      
1490 >       dudr  = sw*preVal * 2.0d0*rfVal*riji
1491 >      
1492 >       dudx = dudx + dudr * xhat
1493 >       dudy = dudy + dudr * yhat
1494 >       dudz = dudz + dudr * zhat
1495 >      
1496 >    elseif (i_is_Charge.and.j_is_Dipole) then
1497 >       q_i = ElectrostaticMap(atid1)%charge
1498 >       mu_j = ElectrostaticMap(atid2)%dipole_moment
1499 >       uz_j(1) = eFrame(3,atom2)
1500 >       uz_j(2) = eFrame(6,atom2)
1501 >       uz_j(3) = eFrame(9,atom2)
1502 >       ct_j = uz_j(1)*xhat + uz_j(2)*yhat + uz_j(3)*zhat
1503 >      
1504 >       ri2 = riji * riji
1505 >       ri3 = ri2 * riji
1506 >      
1507 >       pref = pre12 * q_i * mu_j
1508 >       vterm = - pref * ct_j * ( ri2 - preRF2*rij )
1509 >       myPot = myPot + sw*vterm
1510 >      
1511 >       dudx = dudx - sw*pref*( ri3*(uz_j(1)-3.0d0*ct_j*xhat) &
1512 >            - preRF2*uz_j(1) )
1513 >       dudy = dudy - sw*pref*( ri3*(uz_j(2)-3.0d0*ct_j*yhat) &
1514 >            - preRF2*uz_j(2) )
1515 >       dudz = dudz - sw*pref*( ri3*(uz_j(3)-3.0d0*ct_j*zhat) &
1516 >            - preRF2*uz_j(3) )
1517 >      
1518 >       duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw * pref * xhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1519 >       duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw * pref * yhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1520 >       duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw * pref * zhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1521 >      
1522 >    elseif (i_is_Dipole.and.j_is_Charge) then
1523 >       mu_i = ElectrostaticMap(atid1)%dipole_moment
1524 >       q_j = ElectrostaticMap(atid2)%charge
1525 >       uz_i(1) = eFrame(3,atom1)
1526 >       uz_i(2) = eFrame(6,atom1)
1527 >       uz_i(3) = eFrame(9,atom1)
1528 >       ct_i = uz_i(1)*xhat + uz_i(2)*yhat + uz_i(3)*zhat
1529 >      
1530 >       ri2 = riji * riji
1531 >       ri3 = ri2 * riji
1532 >      
1533 >       pref = pre12 * q_j * mu_i
1534 >       vterm = pref * ct_i * ( ri2 - preRF2*rij )
1535 >       myPot = myPot + sw*vterm
1536 >      
1537 >       dudx = dudx + sw*pref*( ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) &
1538 >            - preRF2*uz_i(1) )
1539 >       dudy = dudy + sw*pref*( ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) &
1540 >            - preRF2*uz_i(2) )
1541 >       dudz = dudz + sw*pref*( ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) &
1542 >            - preRF2*uz_i(3) )
1543 >      
1544 >       duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw * pref * xhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1545 >       duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw * pref * yhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1546 >       duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw * pref * zhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1547 >      
1548 >    endif
1549 >      
1550 >
1551 >    ! accumulate the forces and torques resulting from the self term
1552 >    f(1,atom1) = f(1,atom1) + dudx
1553 >    f(2,atom1) = f(2,atom1) + dudy
1554 >    f(3,atom1) = f(3,atom1) + dudz
1555 >    
1556 >    f(1,atom2) = f(1,atom2) - dudx
1557 >    f(2,atom2) = f(2,atom2) - dudy
1558 >    f(3,atom2) = f(3,atom2) - dudz
1559 >    
1560 >    if (i_is_Dipole) then
1561 >       t(1,atom1)=t(1,atom1) - uz_i(2)*duduz_i(3) + uz_i(3)*duduz_i(2)
1562 >       t(2,atom1)=t(2,atom1) - uz_i(3)*duduz_i(1) + uz_i(1)*duduz_i(3)
1563 >       t(3,atom1)=t(3,atom1) - uz_i(1)*duduz_i(2) + uz_i(2)*duduz_i(1)
1564 >    elseif (j_is_Dipole) then
1565 >       t(1,atom2)=t(1,atom2) - uz_j(2)*duduz_j(3) + uz_j(3)*duduz_j(2)
1566 >       t(2,atom2)=t(2,atom2) - uz_j(3)*duduz_j(1) + uz_j(1)*duduz_j(3)
1567 >       t(3,atom2)=t(3,atom2) - uz_j(1)*duduz_j(2) + uz_j(2)*duduz_j(1)
1568 >    endif
1569 >
1570 >    return
1571 >  end subroutine rf_self_excludes
1572 >
1573   end module electrostatic_module

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