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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 2343 by chrisfen, Tue Oct 4 19:33:22 2005 UTC vs.
Revision 2409 by chrisfen, Wed Nov 2 20:36:25 2005 UTC

# 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 73 | Line 77 | module electrostatic_module
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 = 0.0_DP
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 <  logical, save :: haveDWAconstants = .false.
92 <  real(kind=dp), save :: rcuti = 0.0_dp
93 <  real(kind=dp), save :: rcuti2 = 0.0_dp
94 <  real(kind=dp), save :: rcuti3 = 0.0_dp
95 <  real(kind=dp), save :: rcuti4 = 0.0_dp
96 <  real(kind=dp), save :: alphaPi = 0.0_dp
97 <  real(kind=dp), save :: invRootPi = 0.0_dp
98 <  
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 :: setDampedWolfAlpha
111 >  public :: setDampingAlpha
112    public :: setReactionFieldDielectric
113    public :: newElectrostaticType
114    public :: setCharge
# Line 107 | Line 118 | module electrostatic_module
118    public :: doElectrostaticPair
119    public :: getCharge
120    public :: getDipoleMoment
110 –  public :: pre22
121    public :: destroyElectrostaticTypes
122 +  public :: self_self
123 +  public :: rf_self_excludes
124  
125    type :: Electrostatic
126       integer :: c_ident
# Line 138 | Line 150 | contains
150  
151    end subroutine setElectrostaticSummationMethod
152  
153 <  subroutine setElectrostaticCutoffRadius(thisRcut)
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 setDampedWolfAlpha(thisAlpha)
167 >  subroutine setDampingAlpha(thisAlpha)
168      real(kind=dp), intent(in) :: thisAlpha
169      dampingAlpha = thisAlpha
170      haveDampingAlpha = .true.
171 <  end subroutine setDampedWolfAlpha
171 >  end subroutine setDampingAlpha
172    
173    subroutine setReactionFieldDielectric(thisDielectric)
174      real(kind=dp), intent(in) :: thisDielectric
# Line 377 | Line 397 | contains
397      rcuti3 = rcuti2*rcuti
398      rcuti4 = rcuti2*rcuti2
399  
400 <    if (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
401 <       if (.not.haveDWAconstants) then
402 <          
383 <          if (.not.haveDampingAlpha) then
384 <             call handleError("checkSummationMethod", "no Damping Alpha set!")
385 <          endif
386 <          
387 <          if (.not.haveDefaultCutoff) then
388 <             call handleError("checkSummationMethod", "no Default Cutoff set!")
389 <          endif
390 <
391 <          constEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*defaultCutoff*defaultCutoff)
392 <          constERFC = derfc(dampingAlpha*defaultCutoff)
393 <          invRootPi = 0.56418958354775628695d0
394 <          alphaPi = 2*dampingAlpha*invRootPi
395 <  
396 <          haveDWAconstants = .true.
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 (.not.haveDielectric) then
418 <          call handleError("checkSummationMethod", "no reaction field Dielectric set!")
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 <
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)
435 >       vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot, fstrs)
436  
437      logical, intent(in) :: do_pot
438  
# Line 419 | Line 442 | contains
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  
454      real (kind = dp), dimension(3) :: ux_i, uy_i, uz_i
# Line 449 | Line 474 | contains
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!")
# Line 457 | Line 483 | contains
483  
484      if (.not.summationMethodChecked) then
485         call checkSummationMethod()
460 –      
486      endif
487  
463 –
488   #ifdef IS_MPI
489      me1 = atid_Row(atom1)
490      me2 = atid_Col(atom2)
# Line 469 | 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
# Line 612 | Line 640 | contains
640  
641         if (j_is_Charge) then
642  
643 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
643 >          if (summationMethod .eq. SHIFTED_POTENTIAL) then
644  
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-rcuti2)*riji
649 >             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (riji*riji)
650              
651 <             dudx = dudx + dudr * d(1)
652 <             dudy = dudy + dudr * d(2)
653 <             dudz = dudz + dudr * d(3)
651 >             dudx = dudx + dudr * xhat
652 >             dudy = dudy + dudr * yhat
653 >             dudz = dudz + dudr * zhat
654  
655 <          elseif (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
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 <             varERFC = derfc(dampingAlpha*rij)
673 <             varEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*rij*rij)
631 <             vterm = pre11 * q_i * q_j * (varERFC*riji - constERFC*rcuti)
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 <             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * ( riji*((varERFC*riji*riji &
678 <                                                  + alphaPi*varEXP) &
679 <                                                 - (constERFC*rcuti2 &
680 <                                                    + alphaPi*constEXP)) )
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 > !!$          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 >          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 <             dudx = dudx + dudr * d(1)
706 <             dudy = dudy + dudr * d(2)
707 <             dudz = dudz + dudr * d(3)
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            else
645 –
715               vterm = pre11 * q_i * q_j * riji
716               vpair = vpair + vterm
717               epot = epot + sw*vterm
# Line 661 | Line 730 | contains
730  
731            pref = pre12 * q_i * mu_j
732  
733 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
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 <
762 >    
763               pref = pre12 * q_i * mu_j
764 <             vterm = - pref * ct_j * (ri2 - rcuti2)
764 >             vterm = - pref * ct_j * ( ri2 - preRF2*rij )
765               vpair = vpair + vterm
766               epot = epot + sw*vterm
767              
# Line 674 | Line 769 | contains
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 <                  - rcuti3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*d(1)*rcuti ) )
774 <             dudy = dudy - sw*pref * ( ri3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) &
775 <                  - rcuti3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*d(2)*rcuti ) )
776 <             dudz = dudz - sw*pref * ( ri3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) &
777 <                  - rcuti3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*d(3)*rcuti ) )
778 <            
779 <             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
780 <             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
686 <             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
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
# Line 727 | Line 821 | contains
821            cy2 = cy_j * cy_j
822            cz2 = cz_j * cz_j
823  
824 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
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
732 –             vterm1 = pref * ri3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
733 –                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
734 –                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
735 –             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
736 –                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
737 –                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
738 –             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
739 –             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
740 –            
741 –             dudx = dudx - (5.0_dp * &
742 –                  (vterm1*riji*xhat - vterm2*rcuti2*d(1))) + sw*pref * ( &
743 –                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(1)) - &
744 –                  qxx_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
745 –                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(1)) - &
746 –                  qyy_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
747 –                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(1)) - &
748 –                  qzz_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
749 –             dudy = dudy - (5.0_dp * &
750 –                  (vterm1*riji*yhat - vterm2*rcuti2*d(2))) + sw*pref * ( &
751 –                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(2)) - &
752 –                  qxx_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
753 –                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(2)) - &
754 –                  qyy_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
755 –                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(2)) - &
756 –                  qzz_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
757 –             dudz = dudz - (5.0_dp * &
758 –                  (vterm1*riji*zhat - vterm2*rcuti2*d(3))) + sw*pref * ( &
759 –                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(3)) - &
760 –                  qxx_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
761 –                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(3)) - &
762 –                  qyy_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
763 –                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(3)) - &
764 –                  qzz_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
765 –            
766 –             dudux_j(1) = dudux_j(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*xhat) -&
767 –                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
768 –             dudux_j(2) = dudux_j(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*yhat) -&
769 –                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
770 –             dudux_j(3) = dudux_j(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*zhat) -&
771 –                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
772 –            
773 –             duduy_j(1) = duduy_j(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*xhat) -&
774 –                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
775 –             duduy_j(2) = duduy_j(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*yhat) -&
776 –                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
777 –             duduy_j(3) = duduy_j(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*zhat) -&
778 –                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
779 –            
780 –             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*xhat) -&
781 –                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
782 –             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat) -&
783 –                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
784 –             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat) -&
785 –                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
786 –        
787 –          else
788 –             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))
# Line 817 | Line 911 | contains
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 <          endif
914 > !!$          endif
915         endif
916      endif
917  
# Line 827 | Line 921 | contains
921            
922            pref = pre12 * q_j * mu_i
923            
924 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
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               pref = pre12 * q_j * mu_i
950 <             vterm = pref * ct_i * (ri2 - rcuti2)
950 >             vterm = pref * ct_i * ( ri2 - preRF2*rij )
951               vpair = vpair + vterm
952               epot = epot + sw*vterm
953              
954 <             !! this has a + sign in the () because the rij vector is
955 <             !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
956 <             !! as the point dipole, which is atom j in this case.
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 <             dudx = dudx + sw*pref * ( ri3*( uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat) &
962 <                  - rcuti3*( uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*d(1)*rcuti ) )
963 <             dudy = dudy + sw*pref * ( ri3*( uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat) &
846 <                  - rcuti3*( uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*d(2)*rcuti ) )
847 <             dudz = dudz + sw*pref * ( ri3*( uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat) &
848 <                  - rcuti3*( uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*d(3)*rcuti ) )
849 <            
850 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) - sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
851 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) - sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
852 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) - sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
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  
965            else
966               if (i_is_SplitDipole) then
# Line 882 | Line 993 | contains
993        
994         if (j_is_Dipole) then
995  
996 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
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 = riji * riji
1065               ri3 = ri2 * riji
1066               ri4 = ri2 * ri2
1067  
1068               pref = pre22 * mu_i * mu_j
1069 <             vterm = pref * (ri3 - rcuti3) * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_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)) &
899 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
900 <                             * (a1*rcuti*d(1)-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
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)) &
903 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
904 <                             * (a1*rcuti*d(2)-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
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)) &
907 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
908 <                             * (a1*rcuti*d(3)-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
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 <                  - rcuti3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*d(1)*rcuti))
1085 >                  - preRF2*uz_j(1))
1086               duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(uz_j(2)-3.0d0*ct_j*yhat) &
1087 <                  - rcuti3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*d(2)*rcuti))
1087 >                  - preRF2*uz_j(2))
1088               duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(uz_j(3)-3.0d0*ct_j*zhat) &
1089 <                  - rcuti3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*d(3)*rcuti))
1089 >                  - preRF2*uz_j(3))
1090               duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) &
1091 <                  - rcuti3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*d(1)*rcuti))
1091 >                  - preRF2*uz_i(1))
1092               duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) &
1093 <                  - rcuti3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*d(2)*rcuti))
1093 >                  - preRF2*uz_i(2))
1094               duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) &
1095 <                  - rcuti3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*d(3)*rcuti))
1095 >                  - preRF2*uz_i(3))
1096  
1097            else
1098               if (i_is_SplitDipole) then
# Line 988 | Line 1162 | contains
1162            cy2 = cy_i * cy_i
1163            cz2 = cz_i * cz_i
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
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) + &
# Line 1074 | Line 1248 | contains
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
1251 > !!$          endif
1252         endif
1253      endif
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
# Line 1187 | Line 1361 | contains
1361      return
1362    end subroutine doElectrostaticPair
1363  
1190 –  !! calculates the switching functions and their derivatives for a given
1191 –  subroutine calc_switch(r, mu, scale, dscale)
1192 –
1193 –    real (kind=dp), intent(in) :: r, mu
1194 –    real (kind=dp), intent(inout) :: scale, dscale
1195 –    real (kind=dp) :: rl, ru, mulow, minRatio, temp, scaleVal
1196 –
1197 –    ! distances must be in angstroms
1198 –    rl = 2.75d0
1199 –    ru = 3.75d0
1200 –    mulow = 0.0d0 !3.3856d0 ! 1.84 * 1.84
1201 –    minRatio = mulow / (mu*mu)
1202 –    scaleVal = 1.0d0 - minRatio
1203 –    
1204 –    if (r.lt.rl) then
1205 –       scale = minRatio
1206 –       dscale = 0.0d0
1207 –    elseif (r.gt.ru) then
1208 –       scale = 1.0d0
1209 –       dscale = 0.0d0
1210 –    else
1211 –       scale = 1.0d0 - scaleVal*((ru + 2.0d0*r - 3.0d0*rl) * (ru-r)**2) &
1212 –                        / ((ru - rl)**3)
1213 –       dscale = -scaleVal * 6.0d0 * (r-ru)*(r-rl)/((ru - rl)**3)    
1214 –    endif
1215 –        
1216 –    return
1217 –  end subroutine calc_switch
1218 –
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

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
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> Changed lines