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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 2325 by chrisfen, Sat Sep 24 17:39:36 2005 UTC vs.
Revision 2418 by chrisfen, Tue Nov 8 13:31:36 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/fElectrostaticScreeningMethod.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 71 | Line 75 | module electrostatic_module
75    !! This unit is also known affectionately as an esu centi-barn.
76    real(kind=dp), parameter :: pre14 = 69.13373_dp
77  
78 <  !! variables to handle different summation methods for long-range electrostatics:
78 >  !! variables to handle different summation methods for long-range
79 >  !! electrostatics:
80    integer, save :: summationMethod = NONE
81 +  integer, save :: screeningMethod = UNDAMPED
82    logical, save :: summationMethodChecked = .false.
83    real(kind=DP), save :: defaultCutoff = 0.0_DP
84 +  real(kind=DP), save :: defaultCutoff2 = 0.0_DP
85    logical, save :: haveDefaultCutoff = .false.
86    real(kind=DP), save :: dampingAlpha = 0.0_DP
87 +  real(kind=DP), save :: alpha2 = 0.0_DP
88    logical, save :: haveDampingAlpha = .false.
89 <  real(kind=DP), save :: dielectric = 0.0_DP
89 >  real(kind=DP), save :: dielectric = 1.0_DP
90    logical, save :: haveDielectric = .false.
83 –  real(kind=DP), save :: constERFC = 0.0_DP
91    real(kind=DP), save :: constEXP = 0.0_DP
92 <  logical, save :: haveDWAconstants = .false.
93 <  real(kind=dp), save :: rcuti = 0.0_dp
94 <  real(kind=dp), save :: rcuti2 = 0.0_dp
95 <  real(kind=dp), save :: rcuti3 = 0.0_dp
96 <  real(kind=dp), save :: rcuti4 = 0.0_dp
97 <  logical, save :: is_Undamped_Wolf = .false.
98 <  logical, save :: is_Damped_Wolf = .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 >  real(kind=dp), save :: rrf = 1.0_DP
99 >  real(kind=dp), save :: rt = 1.0_DP
100 >  real(kind=dp), save :: rrfsq = 1.0_DP
101 >  real(kind=dp), save :: preRF = 0.0_DP
102 >  real(kind=dp), save :: preRF2 = 0.0_DP
103 >  real(kind=dp), save :: f0 = 1.0_DP
104 >  real(kind=dp), save :: f1 = 1.0_DP
105 >  real(kind=dp), save :: f2 = 0.0_DP
106 >  real(kind=dp), save :: f0c = 1.0_DP
107 >  real(kind=dp), save :: f1c = 1.0_DP
108 >  real(kind=dp), save :: f2c = 0.0_DP
109  
110 <
110 > #ifdef __IFC
111 > ! error function for ifc version > 7.
112 >  double precision, external :: derfc
113 > #endif
114 >  
115    public :: setElectrostaticSummationMethod
116 +  public :: setScreeningMethod
117    public :: setElectrostaticCutoffRadius
118 <  public :: setDampedWolfAlpha
118 >  public :: setDampingAlpha
119    public :: setReactionFieldDielectric
120    public :: newElectrostaticType
121    public :: setCharge
# Line 103 | Line 125 | module electrostatic_module
125    public :: doElectrostaticPair
126    public :: getCharge
127    public :: getDipoleMoment
106 –  public :: pre22
128    public :: destroyElectrostaticTypes
129 +  public :: self_self
130 +  public :: rf_self_excludes
131  
132    type :: Electrostatic
133       integer :: c_ident
# Line 132 | Line 155 | contains
155  
156      summationMethod = the_ESM
157  
135 –    if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) is_Undamped_Wolf = .true.
136 –    if (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) is_Damped_Wolf = .true.
158    end subroutine setElectrostaticSummationMethod
159  
160 <  subroutine setElectrostaticCutoffRadius(thisRcut)
160 >  subroutine setScreeningMethod(the_SM)
161 >    integer, intent(in) :: the_SM    
162 >    screeningMethod = the_SM
163 >  end subroutine setScreeningMethod
164 >
165 >  subroutine setElectrostaticCutoffRadius(thisRcut, thisRsw)
166      real(kind=dp), intent(in) :: thisRcut
167 +    real(kind=dp), intent(in) :: thisRsw
168      defaultCutoff = thisRcut
169 +    rrf = defaultCutoff
170 +    rt = thisRsw
171      haveDefaultCutoff = .true.
172    end subroutine setElectrostaticCutoffRadius
173  
174 <  subroutine setDampedWolfAlpha(thisAlpha)
174 >  subroutine setDampingAlpha(thisAlpha)
175      real(kind=dp), intent(in) :: thisAlpha
176      dampingAlpha = thisAlpha
177 +    alpha2 = dampingAlpha*dampingAlpha
178      haveDampingAlpha = .true.
179 <  end subroutine setDampedWolfAlpha
179 >  end subroutine setDampingAlpha
180    
181    subroutine setReactionFieldDielectric(thisDielectric)
182      real(kind=dp), intent(in) :: thisDielectric
# Line 375 | Line 405 | contains
405      rcuti3 = rcuti2*rcuti
406      rcuti4 = rcuti2*rcuti2
407  
408 <    if (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
409 <       if (.not.haveDWAconstants) then
410 <          
381 <          if (.not.haveDampingAlpha) then
382 <             call handleError("checkSummationMethod", "no Damping Alpha set!")
383 <          endif
384 <          
385 <          if (.not.haveDefaultCutoff) then
386 <             call handleError("checkSummationMethod", "no Default Cutoff set!")
387 <          endif
388 <
389 <          constEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*defaultCutoff*defaultCutoff)
390 <          constERFC = erfc(dampingAlpha*defaultCutoff)
391 <          
392 <          haveDWAconstants = .true.
408 >    if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
409 >       if (.not.haveDampingAlpha) then
410 >          call handleError("checkSummationMethod", "no Damping Alpha set!")
411         endif
412 +      
413 +       if (.not.haveDefaultCutoff) then
414 +          call handleError("checkSummationMethod", "no Default Cutoff set!")
415 +       endif
416 +
417 +       constEXP = exp(-alpha2*defaultCutoff*defaultCutoff)
418 +       invRootPi = 0.56418958354775628695d0
419 +       alphaPi = 2.0d0*dampingAlpha*invRootPi
420 +       f0c = derfc(dampingAlpha*defaultCutoff)
421 +       f1c = alphaPi*defaultCutoff*constEXP + f0c
422 +       f2c = alphaPi*2.0d0*alpha2*constEXP*rcuti2
423 +
424      endif
425  
426      if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
427 <       if (.not.haveDielectric) then
428 <          call handleError("checkSummationMethod", "no reaction field Dielectric set!")
427 >       if (haveDielectric) then
428 >          defaultCutoff2 = defaultCutoff*defaultCutoff
429 >          preRF = (dielectric-1.0d0) / &
430 >               ((2.0d0*dielectric+1.0d0)*defaultCutoff2*defaultCutoff)
431 >          preRF2 = 2.0d0*preRF
432 >       else
433 >          call handleError("checkSummationMethod", "Dielectric not set")
434         endif
435 +      
436      endif
437  
438      summationMethodChecked = .true.
439    end subroutine checkSummationMethod
440  
441  
406 –
442    subroutine doElectrostaticPair(atom1, atom2, d, rij, r2, sw, &
443         vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot)
444  
# Line 415 | Line 450 | contains
450      real(kind=dp), intent(in) :: rij, r2, sw
451      real(kind=dp), intent(in), dimension(3) :: d
452      real(kind=dp), intent(inout) :: vpair
453 <    real(kind=dp), intent(inout), dimension(3) :: fpair
453 >    real(kind=dp), intent(inout), dimension(3) :: fpair    
454  
455      real( kind = dp ) :: pot
456      real( kind = dp ), dimension(9,nLocal) :: eFrame
457      real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: f
458 +    real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: felec
459      real( kind = dp ), dimension(3,nLocal) :: t
460  
461      real (kind = dp), dimension(3) :: ux_i, uy_i, uz_i
# Line 437 | Line 473 | contains
473      real (kind=dp) :: cx_i, cy_i, cz_i
474      real (kind=dp) :: cx_j, cy_j, cz_j
475      real (kind=dp) :: cx2, cy2, cz2
476 <    real (kind=dp) :: ct_i, ct_j, ct_ij, a1
476 >    real (kind=dp) :: ct_i, ct_j, ct_ij, a0, a1
477      real (kind=dp) :: riji, ri, ri2, ri3, ri4
478      real (kind=dp) :: pref, vterm, epot, dudr, vterm1, vterm2
479      real (kind=dp) :: xhat, yhat, zhat
480      real (kind=dp) :: dudx, dudy, dudz
481      real (kind=dp) :: scale, sc2, bigR
482 +    real (kind=dp) :: varEXP
483 +    real (kind=dp) :: pot_term
484 +    real (kind=dp) :: preVal, rfVal
485  
486      if (.not.allocated(ElectrostaticMap)) then
487         call handleError("electrostatic", "no ElectrostaticMap was present before first call of do_electrostatic_pair!")
# Line 451 | Line 490 | contains
490  
491      if (.not.summationMethodChecked) then
492         call checkSummationMethod()
454 –      
493      endif
494  
457 –
495   #ifdef IS_MPI
496      me1 = atid_Row(atom1)
497      me2 = atid_Col(atom2)
# Line 463 | Line 500 | contains
500      me2 = atid(atom2)
501   #endif
502  
503 + !!$    if (rij .ge. defaultCutoff) then
504 + !!$       write(*,*) 'warning: rij = ', rij, ' rcut = ', defaultCutoff, ' sw = ', sw
505 + !!$    endif
506 +
507      !! some variables we'll need independent of electrostatic type:
508  
509      riji = 1.0d0 / rij
510 <
510 >  
511      xhat = d(1) * riji
512      yhat = d(2) * riji
513      zhat = d(3) * riji
# Line 606 | Line 647 | contains
647  
648         if (j_is_Charge) then
649  
650 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
650 >          if (summationMethod .eq. SHIFTED_POTENTIAL) then
651 >             if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
652 >                f0 = derfc(dampingAlpha*rij)
653 >                varEXP = exp(-alpha2*rij*rij)
654 >                f1 = alphaPi*rij*varEXP + f0c
655 >             endif
656  
657 <             vterm = pre11 * q_i * q_j * (riji - rcuti)
657 >             vterm = pre11 * q_i * q_j * (riji*f0 - rcuti*f0c)
658               vpair = vpair + vterm
659               epot = epot + sw*vterm
660              
661 <             dudr  = - sw * pre11 * q_i * q_j * (riji*riji*riji - rcuti2*rcuti)
661 >             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * riji * riji * f1
662              
663 <             dudx = dudx + dudr * d(1)
664 <             dudy = dudy + dudr * d(2)
665 <             dudz = dudz + dudr * d(3)
663 >             dudx = dudx + dudr * xhat
664 >             dudy = dudy + dudr * yhat
665 >             dudz = dudz + dudr * zhat
666  
667 <          else
667 >          elseif (summationMethod .eq. SHIFTED_FORCE) then
668 >             if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
669 >                f0 = derfc(dampingAlpha*rij)
670 >                varEXP = exp(-alpha2*rij*rij)
671 >                f1 = alphaPi*rij*varEXP + f0
672 >             endif
673  
674 +             vterm = pre11 * q_i * q_j * ( riji*f0 - rcuti*f0c + &
675 +                  f1c*rcuti2*(rij-defaultCutoff) )
676 +            
677 +             vpair = vpair + vterm
678 +             epot = epot + sw*vterm
679 +            
680 +             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (riji*riji*f1 - rcuti2*f1c)
681 +                          
682 +             dudx = dudx + dudr * xhat
683 +             dudy = dudy + dudr * yhat
684 +             dudz = dudz + dudr * zhat
685 +
686 +          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
687 +             preVal = pre11 * q_i * q_j
688 +             rfVal = preRF*rij*rij
689 +             vterm = preVal * ( riji + rfVal )
690 +            
691 +             vpair = vpair + vterm
692 +             epot = epot + sw*vterm
693 +            
694 +             dudr  = sw * preVal * ( 2.0d0*rfVal - riji )*riji
695 +            
696 +             dudx = dudx + dudr * xhat
697 +             dudy = dudy + dudr * yhat
698 +             dudz = dudz + dudr * zhat
699 +
700 +          else
701               vterm = pre11 * q_i * q_j * riji
702               vpair = vpair + vterm
703               epot = epot + sw*vterm
# Line 638 | Line 716 | contains
716  
717            pref = pre12 * q_i * mu_j
718  
719 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
719 > !!$          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
720 > !!$             ri2 = riji * riji
721 > !!$             ri3 = ri2 * riji
722 > !!$
723 > !!$             pref = pre12 * q_i * mu_j
724 > !!$             vterm = - pref * ct_j * (ri2 - rcuti2)
725 > !!$             vpair = vpair + vterm
726 > !!$             epot = epot + sw*vterm
727 > !!$            
728 > !!$             !! this has a + sign in the () because the rij vector is
729 > !!$             !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
730 > !!$             !! as the point dipole, which is atom j in this case.
731 > !!$            
732 > !!$             dudx = dudx - sw*pref * ( ri3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat) &
733 > !!$                  - rcuti3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*d(1)*rcuti ) )
734 > !!$             dudy = dudy - sw*pref * ( ri3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) &
735 > !!$                  - rcuti3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*d(2)*rcuti ) )
736 > !!$             dudz = dudz - sw*pref * ( ri3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) &
737 > !!$                  - rcuti3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*d(3)*rcuti ) )
738 > !!$            
739 > !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
740 > !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
741 > !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
742 > !!$
743 > !!$          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
744 >
745 >          if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
746               ri2 = riji * riji
747               ri3 = ri2 * riji
748 <
748 >    
749               pref = pre12 * q_i * mu_j
750 <             vterm = - pref * ct_j * (ri2 - rcuti2)
750 >             vterm = - pref * ct_j * ( ri2 - preRF2*rij )
751               vpair = vpair + vterm
752               epot = epot + sw*vterm
753              
# Line 651 | Line 755 | contains
755               !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
756               !! as the point dipole, which is atom j in this case.
757              
758 <             dudx = dudx - sw*pref * ( ri3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat) &
759 <                  - rcuti3*( uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*d(1)*rcuti ) )
760 <             dudy = dudy - sw*pref * ( ri3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) &
761 <                  - rcuti3*( uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*d(2)*rcuti ) )
762 <             dudz = dudz - sw*pref * ( ri3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) &
763 <                  - rcuti3*( uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*d(3)*rcuti ) )
764 <            
765 <             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
766 <             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
663 <             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
758 >             dudx = dudx - sw*pref*( ri3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat) - &
759 >                                     preRF2*uz_j(1) )
760 >             dudy = dudy - sw*pref*( ri3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) - &
761 >                                     preRF2*uz_j(2) )
762 >             dudz = dudz - sw*pref*( ri3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) - &
763 >                                     preRF2*uz_j(3) )        
764 >             duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw*pref * xhat * ( ri2 - preRF2*rij )
765 >             duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw*pref * yhat * ( ri2 - preRF2*rij )
766 >             duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw*pref * zhat * ( ri2 - preRF2*rij )
767  
768            else
769               if (j_is_SplitDipole) then
# Line 704 | Line 807 | contains
807            cy2 = cy_j * cy_j
808            cz2 = cz_j * cz_j
809  
810 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
810 > !!$          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
811 > !!$             pref =  pre14 * q_i / 3.0_dp
812 > !!$             vterm1 = pref * ri3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
813 > !!$                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
814 > !!$                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
815 > !!$             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
816 > !!$                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
817 > !!$                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
818 > !!$             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
819 > !!$             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
820 > !!$            
821 > !!$             dudx = dudx - (5.0_dp * &
822 > !!$                  (vterm1*riji*xhat - vterm2*rcuti2*d(1))) + sw*pref * ( &
823 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(1)) - &
824 > !!$                  qxx_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
825 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(1)) - &
826 > !!$                  qyy_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
827 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(1)) - &
828 > !!$                  qzz_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
829 > !!$             dudy = dudy - (5.0_dp * &
830 > !!$                  (vterm1*riji*yhat - vterm2*rcuti2*d(2))) + sw*pref * ( &
831 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(2)) - &
832 > !!$                  qxx_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
833 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(2)) - &
834 > !!$                  qyy_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
835 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(2)) - &
836 > !!$                  qzz_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
837 > !!$             dudz = dudz - (5.0_dp * &
838 > !!$                  (vterm1*riji*zhat - vterm2*rcuti2*d(3))) + sw*pref * ( &
839 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(3)) - &
840 > !!$                  qxx_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
841 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(3)) - &
842 > !!$                  qyy_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
843 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(3)) - &
844 > !!$                  qzz_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
845 > !!$            
846 > !!$             dudux_j(1) = dudux_j(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*xhat) -&
847 > !!$                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
848 > !!$             dudux_j(2) = dudux_j(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*yhat) -&
849 > !!$                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
850 > !!$             dudux_j(3) = dudux_j(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*zhat) -&
851 > !!$                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
852 > !!$            
853 > !!$             duduy_j(1) = duduy_j(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*xhat) -&
854 > !!$                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
855 > !!$             duduy_j(2) = duduy_j(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*yhat) -&
856 > !!$                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
857 > !!$             duduy_j(3) = duduy_j(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*zhat) -&
858 > !!$                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
859 > !!$            
860 > !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*xhat) -&
861 > !!$                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
862 > !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat) -&
863 > !!$                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
864 > !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat) -&
865 > !!$                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
866 > !!$        
867 > !!$          else
868               pref =  pre14 * q_i / 3.0_dp
709 –             vterm1 = pref * ri3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
710 –                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
711 –                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
712 –             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
713 –                  qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
714 –                  qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
715 –             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
716 –             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
717 –            
718 –             dudx = dudx - (5.0_dp * &
719 –                  (vterm1*riji*xhat - vterm2*rcuti2*d(1))) + sw*pref * ( &
720 –                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(1)) - &
721 –                  qxx_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
722 –                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(1)) - &
723 –                  qyy_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
724 –                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(1)) - &
725 –                  qzz_j*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
726 –             dudy = dudy - (5.0_dp * &
727 –                  (vterm1*riji*yhat - vterm2*rcuti2*d(2))) + sw*pref * ( &
728 –                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(2)) - &
729 –                  qxx_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
730 –                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(2)) - &
731 –                  qyy_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
732 –                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(2)) - &
733 –                  qzz_j*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
734 –             dudz = dudz - (5.0_dp * &
735 –                  (vterm1*riji*zhat - vterm2*rcuti2*d(3))) + sw*pref * ( &
736 –                  (ri4 - rcuti4)*(qxx_j*(6.0_dp*cx_j*ux_j(3)) - &
737 –                  qxx_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
738 –                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_j*(6.0_dp*cy_j*uy_j(3)) - &
739 –                  qyy_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
740 –                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_j*(6.0_dp*cz_j*uz_j(3)) - &
741 –                  qzz_j*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
742 –            
743 –             dudux_j(1) = dudux_j(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*xhat) -&
744 –                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
745 –             dudux_j(2) = dudux_j(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*yhat) -&
746 –                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
747 –             dudux_j(3) = dudux_j(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*zhat) -&
748 –                  rcuti4*(qxx_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
749 –            
750 –             duduy_j(1) = duduy_j(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*xhat) -&
751 –                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
752 –             duduy_j(2) = duduy_j(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*yhat) -&
753 –                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
754 –             duduy_j(3) = duduy_j(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_j*6.0_dp*cy_j*zhat) -&
755 –                  rcuti4*(qyy_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
756 –            
757 –             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*xhat) -&
758 –                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(1)))
759 –             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat) -&
760 –                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(2)))
761 –             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat) -&
762 –                  rcuti4*(qzz_j*6.0_dp*cx_j*d(3)))
763 –        
764 –          else
765 –             pref =  pre14 * q_i / 3.0_dp
869               vterm = pref * ri3 * (qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
870                    qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
871                    qzz_j * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp))
# Line 794 | Line 897 | contains
897               duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref * ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*yhat)
898               duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref * ri3*(qzz_j*6.0_dp*cz_j*zhat)
899            
900 <          endif
900 > !!$          endif
901         endif
902      endif
903  
# Line 802 | Line 905 | contains
905  
906         if (j_is_Charge) then
907            
908 <          pref = pre12 * q_j * mu_i
806 <          
807 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
908 >          if (summationMethod .eq. SHIFTED_POTENTIAL) then
909               ri2 = riji * riji
910               ri3 = ri2 * riji
911 +            
912 +             pref = pre12 * q_j * mu_i
913 +             pot_term = ri2 - rcuti2
914 +             vterm = pref * ct_i * pot_term
915 +             vpair = vpair + vterm
916 +             epot = epot + sw*vterm
917 +            
918 +             dudx = dudx + sw*pref * ( ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) )
919 +             dudy = dudy + sw*pref * ( ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) )
920 +             dudz = dudz + sw*pref * ( ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) )
921 +            
922 +             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * xhat * pot_term
923 +             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * yhat * pot_term
924 +             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * zhat * pot_term
925  
926 +          elseif (summationMethod .eq. SHIFTED_FORCE) then
927 +             ri2 = riji * riji
928 +             ri3 = ri2 * riji
929 +
930               pref = pre12 * q_j * mu_i
931 <             vterm = pref * ct_i * (ri2 - rcuti2)
931 >             pot_term = ri2 - rcuti2 + 2.0d0*rcuti3*( rij - defaultCutoff )
932 >             vterm = pref * ct_i * pot_term
933               vpair = vpair + vterm
934               epot = epot + sw*vterm
935              
936 <             !! this has a + sign in the () because the rij vector is
937 <             !! r_j - r_i and the charge-dipole potential takes the origin
938 <             !! as the point dipole, which is atom j in this case.
936 >             dudx = dudx + sw*pref * ( (ri3-rcuti3)*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) )
937 >             dudy = dudy + sw*pref * ( (ri3-rcuti3)*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) )
938 >             dudz = dudz + sw*pref * ( (ri3-rcuti3)*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) )
939              
940 <             dudx = dudx + sw*pref * ( ri3*( uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat) &
941 <                  - rcuti3*( uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*d(1)*rcuti ) )
942 <             dudy = dudy + sw*pref * ( ri3*( uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat) &
943 <                  - rcuti3*( uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*d(2)*rcuti ) )
944 <             dudz = dudz + sw*pref * ( ri3*( uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat) &
945 <                  - rcuti3*( uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*d(3)*rcuti ) )
940 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * xhat * pot_term
941 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * yhat * pot_term
942 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * zhat * pot_term
943 >
944 >          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
945 >             ri2 = riji * riji
946 >             ri3 = ri2 * riji
947 >
948 >             pref = pre12 * q_j * mu_i
949 >             vterm = pref * ct_i * ( ri2 - preRF2*rij )
950 >             vpair = vpair + vterm
951 >             epot = epot + sw*vterm
952              
953 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) - sw*pref*( ri2*xhat - d(1)*rcuti3 )
954 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) - sw*pref*( ri2*yhat - d(2)*rcuti3 )
955 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) - sw*pref*( ri2*zhat - d(3)*rcuti3 )
953 >             dudx = dudx + sw*pref * ( ri3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat) - &
954 >                  preRF2*uz_i(1) )
955 >             dudy = dudy + sw*pref * ( ri3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat) - &
956 >                  preRF2*uz_i(2) )
957 >             dudz = dudz + sw*pref * ( ri3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat) - &
958 >                  preRF2*uz_i(3) )
959 >            
960 >             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref * xhat * ( ri2 - preRF2*rij )
961 >             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref * yhat * ( ri2 - preRF2*rij )
962 >             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref * zhat * ( ri2 - preRF2*rij )
963  
964            else
965               if (i_is_SplitDipole) then
# Line 858 | Line 991 | contains
991         endif
992        
993         if (j_is_Dipole) then
994 +          ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
995 +          
996 +          ri2 = riji * riji
997 +          ri3 = ri2 * riji
998 +          ri4 = ri2 * ri2
999 +          
1000 +          pref = pre22 * mu_i * mu_j
1001  
1002 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
1003 <             ri2 = riji * riji
1004 <             ri3 = ri2 * riji
1005 <             ri4 = ri2 * ri2
1006 <
1007 <             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1008 <             vterm = pref * (ri3 - rcuti3) * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j)
1002 > !!$          if (summationMethod .eq. SHIFTED_POTENTIAL) then
1003 > !!$             a0 = ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j
1004 > !!$             pot_term = ri3 - rcuti3
1005 > !!$            
1006 > !!$             vterm = pref*pot_term*a0
1007 > !!$             vpair = vpair + vterm
1008 > !!$             epot = epot + sw*vterm
1009 > !!$            
1010 > !!$             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j - ct_ij
1011 > !!$            
1012 > !!$             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1013 > !!$                  * (a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1014 > !!$             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1015 > !!$                  * (a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1016 > !!$             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1017 > !!$                  * (a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1018 > !!$            
1019 > !!$             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*( pot_term &
1020 > !!$                  * (uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat) )
1021 > !!$             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*( pot_term &
1022 > !!$                  * (uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) )
1023 > !!$             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*( pot_term &
1024 > !!$                  * (uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) )
1025 > !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*( pot_term &
1026 > !!$                  * (uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat) )
1027 > !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*( pot_term &
1028 > !!$                  * (uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat) )
1029 > !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*( pot_term &
1030 > !!$                  * (uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat) )
1031 > !!$
1032 > !!$          elseif (summationMethod .eq. SHIFTED_FORCE) then
1033 > !!$             a0 = ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j
1034 > !!$             pot_term = ri3 - rcuti3 + 3.0d0*rcuti4*( rij - defaultCutoff )
1035 > !!$            
1036 > !!$             vterm = pref*pot_term*a0
1037 > !!$             vpair = vpair + vterm
1038 > !!$             epot = epot + sw*vterm
1039 > !!$            
1040 > !!$             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j - ct_ij
1041 > !!$            
1042 > !!$             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*( ri4 - rcuti4 ) &
1043 > !!$                             * (a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1044 > !!$             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*( ri4 - rcuti4 ) &
1045 > !!$                             * (a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1046 > !!$             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*( ri4 - rcuti4 ) &
1047 > !!$                             * (a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1048 > !!$            
1049 > !!$             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*( pot_term &
1050 > !!$                  * (uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*xhat) )
1051 > !!$             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*( pot_term &
1052 > !!$                  * (uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*yhat) )
1053 > !!$             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*( pot_term &
1054 > !!$                  * (uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*zhat) )
1055 > !!$             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*( pot_term &
1056 > !!$                  * (uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*xhat) )
1057 > !!$             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*( pot_term &
1058 > !!$                  * (uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*yhat) )
1059 > !!$             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*( pot_term &
1060 > !!$                  * (uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*zhat) )
1061 > !!$            
1062 > !!$          elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
1063 >          if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
1064 >             vterm = pref*( ri3*(ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j) - &
1065 >                  preRF2*ct_ij )
1066               vpair = vpair + vterm
1067               epot = epot + sw*vterm
1068              
1069               a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j - ct_ij
1070              
1071               dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1072 <                             * (a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1)) &
876 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
877 <                             * (a1*rcuti*d(1)-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1072 >                             * (a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1073               dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1074 <                             * (a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2)) &
880 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
881 <                             * (a1*rcuti*d(2)-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1074 >                             * (a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1075               dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1076 <                             * (a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3)) &
884 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
885 <                             * (a1*rcuti*d(3)-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1076 >                             * (a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1077              
1078               duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(uz_j(1)-3.0d0*ct_j*xhat) &
1079 <                  - rcuti3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*d(1)*rcuti))
1079 >                  - preRF2*uz_j(1))
1080               duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(uz_j(2)-3.0d0*ct_j*yhat) &
1081 <                  - rcuti3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*d(2)*rcuti))
1081 >                  - preRF2*uz_j(2))
1082               duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(uz_j(3)-3.0d0*ct_j*zhat) &
1083 <                  - rcuti3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*d(3)*rcuti))
1083 >                  - preRF2*uz_j(3))
1084               duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) &
1085 <                  - rcuti3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*d(1)*rcuti))
1085 >                  - preRF2*uz_i(1))
1086               duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) &
1087 <                  - rcuti3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*d(2)*rcuti))
1087 >                  - preRF2*uz_i(2))
1088               duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) &
1089 <                  - rcuti3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*d(3)*rcuti))
1089 >                  - preRF2*uz_i(3))
1090  
1091            else
1092               if (i_is_SplitDipole) then
# Line 917 | Line 1108 | contains
1108                  endif
1109               endif
1110              
920 –             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
921 –            
922 –             ri2 = ri * ri
923 –             ri3 = ri2 * ri
924 –             ri4 = ri2 * ri2
1111               sc2 = scale * scale
1112 <            
927 <             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1112 >
1113               vterm = pref * ri3 * (ct_ij - 3.0d0 * ct_i * ct_j * sc2)
1114               vpair = vpair + vterm
1115               epot = epot + sw*vterm
# Line 965 | Line 1150 | contains
1150            cy2 = cy_i * cy_i
1151            cz2 = cz_i * cz_i
1152  
1153 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
1154 <             pref = pre14 * q_j / 3.0_dp
1155 <             vterm1 = pref * ri3*( qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1156 <                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1157 <                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
1158 <             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1159 <                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1160 <                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
1161 <             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
1162 <             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
1163 <            
1164 <             dudx = dudx - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*xhat-vterm2*rcuti2*d(1))) +&
1165 <                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(1)) - &
1166 <                  qxx_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
1167 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(1)) - &
1168 <                  qyy_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
1169 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(1)) - &
1170 <                  qzz_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
1171 <             dudy = dudy - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*yhat-vterm2*rcuti2*d(2))) +&
1172 <                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(2)) - &
1173 <                  qxx_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
1174 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(2)) - &
1175 <                  qyy_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
1176 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(2)) - &
1177 <                  qzz_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
1178 <             dudz = dudz - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*zhat-vterm2*rcuti2*d(3))) +&
1179 <                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(3)) - &
1180 <                  qxx_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
1181 <                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(3)) - &
1182 <                  qyy_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
1183 <                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(3)) - &
1184 <                  qzz_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
1185 <            
1186 <             dudux_i(1) = dudux_i(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*xhat) -&
1187 <                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1188 <             dudux_i(2) = dudux_i(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*yhat) -&
1189 <                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1190 <             dudux_i(3) = dudux_i(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*zhat) -&
1191 <                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1192 <            
1193 <             duduy_i(1) = duduy_i(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*xhat) -&
1194 <                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1195 <             duduy_i(2) = duduy_i(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*yhat) -&
1196 <                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1197 <             duduy_i(3) = duduy_i(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*zhat) -&
1198 <                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1199 <            
1200 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*xhat) -&
1201 <                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1202 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*yhat) -&
1203 <                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1204 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*zhat) -&
1205 <                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1206 <
1207 <          else
1153 > !!$          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
1154 > !!$             pref = pre14 * q_j / 3.0_dp
1155 > !!$             vterm1 = pref * ri3*( qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1156 > !!$                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1157 > !!$                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
1158 > !!$             vterm2 = pref * rcuti3*( qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1159 > !!$                  qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
1160 > !!$                  qzz_i * (3.0_dp*cz2 - 1.0_dp) )
1161 > !!$             vpair = vpair + ( vterm1 - vterm2 )
1162 > !!$             epot = epot + sw*( vterm1 - vterm2 )
1163 > !!$            
1164 > !!$             dudx = dudx - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*xhat-vterm2*rcuti2*d(1))) +&
1165 > !!$                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(1)) - &
1166 > !!$                  qxx_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
1167 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(1)) - &
1168 > !!$                  qyy_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) + &
1169 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(1)) - &
1170 > !!$                  qzz_i*2.0_dp*(xhat - rcuti*d(1))) )
1171 > !!$             dudy = dudy - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*yhat-vterm2*rcuti2*d(2))) +&
1172 > !!$                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(2)) - &
1173 > !!$                  qxx_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
1174 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(2)) - &
1175 > !!$                  qyy_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) + &
1176 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(2)) - &
1177 > !!$                  qzz_i*2.0_dp*(yhat - rcuti*d(2))) )
1178 > !!$             dudz = dudz - sw*(5.0_dp*(vterm1*riji*zhat-vterm2*rcuti2*d(3))) +&
1179 > !!$                  sw*pref * ( (ri4 - rcuti4)*(qxx_i*(6.0_dp*cx_i*ux_i(3)) - &
1180 > !!$                  qxx_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
1181 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qyy_i*(6.0_dp*cy_i*uy_i(3)) - &
1182 > !!$                  qyy_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) + &
1183 > !!$                  (ri4 - rcuti4)*(qzz_i*(6.0_dp*cz_i*uz_i(3)) - &
1184 > !!$                  qzz_i*2.0_dp*(zhat - rcuti*d(3))) )
1185 > !!$            
1186 > !!$             dudux_i(1) = dudux_i(1) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*xhat) -&
1187 > !!$                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1188 > !!$             dudux_i(2) = dudux_i(2) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*yhat) -&
1189 > !!$                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1190 > !!$             dudux_i(3) = dudux_i(3) + sw*pref*(ri3*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*zhat) -&
1191 > !!$                  rcuti4*(qxx_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1192 > !!$            
1193 > !!$             duduy_i(1) = duduy_i(1) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*xhat) -&
1194 > !!$                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1195 > !!$             duduy_i(2) = duduy_i(2) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*yhat) -&
1196 > !!$                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1197 > !!$             duduy_i(3) = duduy_i(3) + sw*pref*(ri3*(qyy_i*6.0_dp*cy_i*zhat) -&
1198 > !!$                  rcuti4*(qyy_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1199 > !!$            
1200 > !!$             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*xhat) -&
1201 > !!$                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(1)))
1202 > !!$             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*yhat) -&
1203 > !!$                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(2)))
1204 > !!$             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*zhat) -&
1205 > !!$                  rcuti4*(qzz_i*6.0_dp*cx_i*d(3)))
1206 > !!$
1207 > !!$          else
1208               pref = pre14 * q_j / 3.0_dp
1209               vterm = pref * ri3 * (qxx_i * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
1210                    qyy_i * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
# Line 1051 | Line 1236 | contains
1236               duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*xhat)
1237               duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*yhat)
1238               duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*ri3*(qzz_i*6.0_dp*cz_i*zhat)
1239 <          endif
1239 > !!$          endif
1240         endif
1241      endif
1242  
1243  
1244      if (do_pot) then
1245   #ifdef IS_MPI
1246 <       pot_row(atom1) = pot_row(atom1) + 0.5d0*epot
1247 <       pot_col(atom2) = pot_col(atom2) + 0.5d0*epot
1246 >       pot_row(ELECTROSTATIC_POT,atom1) = pot_row(ELECTROSTATIC_POT,atom1) + 0.5d0*epot
1247 >       pot_col(ELECTROSTATIC_POT,atom2) = pot_col(ELECTROSTATIC_POT,atom2) + 0.5d0*epot
1248   #else
1249         pot = pot + epot
1250   #endif
# Line 1163 | Line 1348 | contains
1348  
1349      return
1350    end subroutine doElectrostaticPair
1166 –
1167 –  !! calculates the switching functions and their derivatives for a given
1168 –  subroutine calc_switch(r, mu, scale, dscale)
1169 –
1170 –    real (kind=dp), intent(in) :: r, mu
1171 –    real (kind=dp), intent(inout) :: scale, dscale
1172 –    real (kind=dp) :: rl, ru, mulow, minRatio, temp, scaleVal
1173 –
1174 –    ! distances must be in angstroms
1175 –    rl = 2.75d0
1176 –    ru = 3.75d0
1177 –    mulow = 0.0d0 !3.3856d0 ! 1.84 * 1.84
1178 –    minRatio = mulow / (mu*mu)
1179 –    scaleVal = 1.0d0 - minRatio
1180 –    
1181 –    if (r.lt.rl) then
1182 –       scale = minRatio
1183 –       dscale = 0.0d0
1184 –    elseif (r.gt.ru) then
1185 –       scale = 1.0d0
1186 –       dscale = 0.0d0
1187 –    else
1188 –       scale = 1.0d0 - scaleVal*((ru + 2.0d0*r - 3.0d0*rl) * (ru-r)**2) &
1189 –                        / ((ru - rl)**3)
1190 –       dscale = -scaleVal * 6.0d0 * (r-ru)*(r-rl)/((ru - rl)**3)    
1191 –    endif
1192 –        
1193 –    return
1194 –  end subroutine calc_switch
1351  
1352    subroutine destroyElectrostaticTypes()
1353  
# Line 1199 | Line 1355 | end module electrostatic_module
1355  
1356    end subroutine destroyElectrostaticTypes
1357  
1358 +  subroutine self_self(atom1, eFrame, mypot, t, do_pot)
1359 +    logical, intent(in) :: do_pot
1360 +    integer, intent(in) :: atom1
1361 +    integer :: atid1
1362 +    real(kind=dp), dimension(9,nLocal) :: eFrame
1363 +    real(kind=dp), dimension(3,nLocal) :: t
1364 +    real(kind=dp) :: mu1, c1
1365 +    real(kind=dp) :: preVal, epot, mypot
1366 +    real(kind=dp) :: eix, eiy, eiz
1367 +
1368 +    ! this is a local only array, so we use the local atom type id's:
1369 +    atid1 = atid(atom1)
1370 +
1371 +    if (.not.summationMethodChecked) then
1372 +       call checkSummationMethod()
1373 +    endif
1374 +    
1375 +    if (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
1376 +       if (ElectrostaticMap(atid1)%is_Dipole) then
1377 +          mu1 = getDipoleMoment(atid1)
1378 +          
1379 +          preVal = pre22 * preRF2 * mu1*mu1
1380 +          mypot = mypot - 0.5d0*preVal
1381 +          
1382 +          ! The self-correction term adds into the reaction field vector
1383 +          
1384 +          eix = preVal * eFrame(3,atom1)
1385 +          eiy = preVal * eFrame(6,atom1)
1386 +          eiz = preVal * eFrame(9,atom1)
1387 +          
1388 +          ! once again, this is self-self, so only the local arrays are needed
1389 +          ! even for MPI jobs:
1390 +          
1391 +          t(1,atom1)=t(1,atom1) - eFrame(6,atom1)*eiz + &
1392 +               eFrame(9,atom1)*eiy
1393 +          t(2,atom1)=t(2,atom1) - eFrame(9,atom1)*eix + &
1394 +               eFrame(3,atom1)*eiz
1395 +          t(3,atom1)=t(3,atom1) - eFrame(3,atom1)*eiy + &
1396 +               eFrame(6,atom1)*eix
1397 +          
1398 +       endif
1399 +
1400 +    elseif (summationMethod .eq. SHIFTED_FORCE) then
1401 +       if (ElectrostaticMap(atid1)%is_Charge) then
1402 +          c1 = getCharge(atid1)
1403 +          
1404 +          if (screeningMethod .eq. DAMPED) then
1405 +             mypot = mypot - (f0c * rcuti * 0.5_dp + &
1406 +                  dampingAlpha*invRootPi) * c1 * c1    
1407 +            
1408 +          else            
1409 +             mypot = mypot - (rcuti * 0.5_dp * c1 * c1)
1410 +            
1411 +          endif
1412 +       endif
1413 +    endif
1414 +    
1415 +    return
1416 +  end subroutine self_self
1417 +
1418 +  subroutine rf_self_excludes(atom1, atom2, sw, eFrame, d, rij, vpair, myPot, &
1419 +       f, t, do_pot)
1420 +    logical, intent(in) :: do_pot
1421 +    integer, intent(in) :: atom1
1422 +    integer, intent(in) :: atom2
1423 +    logical :: i_is_Charge, j_is_Charge
1424 +    logical :: i_is_Dipole, j_is_Dipole
1425 +    integer :: atid1
1426 +    integer :: atid2
1427 +    real(kind=dp), intent(in) :: rij
1428 +    real(kind=dp), intent(in) :: sw
1429 +    real(kind=dp), intent(in), dimension(3) :: d
1430 +    real(kind=dp), intent(inout) :: vpair
1431 +    real(kind=dp), dimension(9,nLocal) :: eFrame
1432 +    real(kind=dp), dimension(3,nLocal) :: f
1433 +    real(kind=dp), dimension(3,nLocal) :: t
1434 +    real (kind = dp), dimension(3) :: duduz_i
1435 +    real (kind = dp), dimension(3) :: duduz_j
1436 +    real (kind = dp), dimension(3) :: uz_i
1437 +    real (kind = dp), dimension(3) :: uz_j
1438 +    real(kind=dp) :: q_i, q_j, mu_i, mu_j
1439 +    real(kind=dp) :: xhat, yhat, zhat
1440 +    real(kind=dp) :: ct_i, ct_j
1441 +    real(kind=dp) :: ri2, ri3, riji, vterm
1442 +    real(kind=dp) :: pref, preVal, rfVal, myPot
1443 +    real(kind=dp) :: dudx, dudy, dudz, dudr
1444 +
1445 +    if (.not.summationMethodChecked) then
1446 +       call checkSummationMethod()
1447 +    endif
1448 +
1449 +    dudx = 0.0d0
1450 +    dudy = 0.0d0
1451 +    dudz = 0.0d0
1452 +
1453 +    riji = 1.0d0/rij
1454 +
1455 +    xhat = d(1) * riji
1456 +    yhat = d(2) * riji
1457 +    zhat = d(3) * riji
1458 +
1459 +    ! this is a local only array, so we use the local atom type id's:
1460 +    atid1 = atid(atom1)
1461 +    atid2 = atid(atom2)
1462 +    i_is_Charge = ElectrostaticMap(atid1)%is_Charge
1463 +    j_is_Charge = ElectrostaticMap(atid2)%is_Charge
1464 +    i_is_Dipole = ElectrostaticMap(atid1)%is_Dipole
1465 +    j_is_Dipole = ElectrostaticMap(atid2)%is_Dipole
1466 +
1467 +    if (i_is_Charge.and.j_is_Charge) then
1468 +       q_i = ElectrostaticMap(atid1)%charge
1469 +       q_j = ElectrostaticMap(atid2)%charge
1470 +      
1471 +       preVal = pre11 * q_i * q_j
1472 +       rfVal = preRF*rij*rij
1473 +       vterm = preVal * rfVal
1474 +      
1475 +       myPot = myPot + sw*vterm
1476 +      
1477 +       dudr  = sw*preVal * 2.0d0*rfVal*riji
1478 +      
1479 +       dudx = dudx + dudr * xhat
1480 +       dudy = dudy + dudr * yhat
1481 +       dudz = dudz + dudr * zhat
1482 +      
1483 +    elseif (i_is_Charge.and.j_is_Dipole) then
1484 +       q_i = ElectrostaticMap(atid1)%charge
1485 +       mu_j = ElectrostaticMap(atid2)%dipole_moment
1486 +       uz_j(1) = eFrame(3,atom2)
1487 +       uz_j(2) = eFrame(6,atom2)
1488 +       uz_j(3) = eFrame(9,atom2)
1489 +       ct_j = uz_j(1)*xhat + uz_j(2)*yhat + uz_j(3)*zhat
1490 +      
1491 +       ri2 = riji * riji
1492 +       ri3 = ri2 * riji
1493 +      
1494 +       pref = pre12 * q_i * mu_j
1495 +       vterm = - pref * ct_j * ( ri2 - preRF2*rij )
1496 +       myPot = myPot + sw*vterm
1497 +      
1498 +       dudx = dudx - sw*pref*( ri3*(uz_j(1)-3.0d0*ct_j*xhat) &
1499 +            - preRF2*uz_j(1) )
1500 +       dudy = dudy - sw*pref*( ri3*(uz_j(2)-3.0d0*ct_j*yhat) &
1501 +            - preRF2*uz_j(2) )
1502 +       dudz = dudz - sw*pref*( ri3*(uz_j(3)-3.0d0*ct_j*zhat) &
1503 +            - preRF2*uz_j(3) )
1504 +      
1505 +       duduz_j(1) = duduz_j(1) - sw * pref * xhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1506 +       duduz_j(2) = duduz_j(2) - sw * pref * yhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1507 +       duduz_j(3) = duduz_j(3) - sw * pref * zhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1508 +      
1509 +    elseif (i_is_Dipole.and.j_is_Charge) then
1510 +       mu_i = ElectrostaticMap(atid1)%dipole_moment
1511 +       q_j = ElectrostaticMap(atid2)%charge
1512 +       uz_i(1) = eFrame(3,atom1)
1513 +       uz_i(2) = eFrame(6,atom1)
1514 +       uz_i(3) = eFrame(9,atom1)
1515 +       ct_i = uz_i(1)*xhat + uz_i(2)*yhat + uz_i(3)*zhat
1516 +      
1517 +       ri2 = riji * riji
1518 +       ri3 = ri2 * riji
1519 +      
1520 +       pref = pre12 * q_j * mu_i
1521 +       vterm = pref * ct_i * ( ri2 - preRF2*rij )
1522 +       myPot = myPot + sw*vterm
1523 +      
1524 +       dudx = dudx + sw*pref*( ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) &
1525 +            - preRF2*uz_i(1) )
1526 +       dudy = dudy + sw*pref*( ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) &
1527 +            - preRF2*uz_i(2) )
1528 +       dudz = dudz + sw*pref*( ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) &
1529 +            - preRF2*uz_i(3) )
1530 +      
1531 +       duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw * pref * xhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1532 +       duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw * pref * yhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1533 +       duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw * pref * zhat * ( ri2 - preRF2*rij )
1534 +      
1535 +    endif
1536 +      
1537 +
1538 +    ! accumulate the forces and torques resulting from the self term
1539 +    f(1,atom1) = f(1,atom1) + dudx
1540 +    f(2,atom1) = f(2,atom1) + dudy
1541 +    f(3,atom1) = f(3,atom1) + dudz
1542 +    
1543 +    f(1,atom2) = f(1,atom2) - dudx
1544 +    f(2,atom2) = f(2,atom2) - dudy
1545 +    f(3,atom2) = f(3,atom2) - dudz
1546 +    
1547 +    if (i_is_Dipole) then
1548 +       t(1,atom1)=t(1,atom1) - uz_i(2)*duduz_i(3) + uz_i(3)*duduz_i(2)
1549 +       t(2,atom1)=t(2,atom1) - uz_i(3)*duduz_i(1) + uz_i(1)*duduz_i(3)
1550 +       t(3,atom1)=t(3,atom1) - uz_i(1)*duduz_i(2) + uz_i(2)*duduz_i(1)
1551 +    elseif (j_is_Dipole) then
1552 +       t(1,atom2)=t(1,atom2) - uz_j(2)*duduz_j(3) + uz_j(3)*duduz_j(2)
1553 +       t(2,atom2)=t(2,atom2) - uz_j(3)*duduz_j(1) + uz_j(1)*duduz_j(3)
1554 +       t(3,atom2)=t(3,atom2) - uz_j(1)*duduz_j(2) + uz_j(2)*duduz_j(1)
1555 +    endif
1556 +
1557 +    return
1558 +  end subroutine rf_self_excludes
1559 +
1560   end module electrostatic_module

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