ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | View Changeset | Root Listing
root/group/trunk/OOPSE-4/src/UseTheForce/DarkSide/electrostatic.F90
(Generate patch)

Comparing trunk/OOPSE-4/src/UseTheForce/DarkSide/electrostatic.F90 (file contents):
Revision 2394 by chrisfen, Sun Oct 23 21:08:08 2005 UTC vs.
Revision 2418 by chrisfen, Tue Nov 8 13:31:36 2005 UTC

# Line 58 | Line 58 | module electrostatic_module
58   #define __FORTRAN90
59   #include "UseTheForce/DarkSide/fInteractionMap.h"
60   #include "UseTheForce/DarkSide/fElectrostaticSummationMethod.h"
61 + #include "UseTheForce/DarkSide/fElectrostaticScreeningMethod.h"
62  
63  
64    !! these prefactors convert the multipole interactions into kcal / mol
# Line 74 | Line 75 | module electrostatic_module
75    !! This unit is also known affectionately as an esu centi-barn.
76    real(kind=dp), parameter :: pre14 = 69.13373_dp
77  
78 <  !! variables to handle different summation methods for long-range electrostatics:
78 >  !! variables to handle different summation methods for long-range
79 >  !! electrostatics:
80    integer, save :: summationMethod = NONE
81 +  integer, save :: screeningMethod = UNDAMPED
82    logical, save :: summationMethodChecked = .false.
83    real(kind=DP), save :: defaultCutoff = 0.0_DP
84    real(kind=DP), save :: defaultCutoff2 = 0.0_DP
85    logical, save :: haveDefaultCutoff = .false.
86    real(kind=DP), save :: dampingAlpha = 0.0_DP
87 +  real(kind=DP), save :: alpha2 = 0.0_DP
88    logical, save :: haveDampingAlpha = .false.
89    real(kind=DP), save :: dielectric = 1.0_DP
90    logical, save :: haveDielectric = .false.
87 –  real(kind=DP), save :: constERFC = 0.0_DP
91    real(kind=DP), save :: constEXP = 0.0_DP
89 –  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
# Line 98 | Line 100 | module electrostatic_module
100    real(kind=dp), save :: rrfsq = 1.0_DP
101    real(kind=dp), save :: preRF = 0.0_DP
102    real(kind=dp), save :: preRF2 = 0.0_DP
103 <  logical, save :: preRFCalculated = .false.
104 <
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   #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
112 –  public :: setReactionFieldPrefactor
120    public :: newElectrostaticType
121    public :: setCharge
122    public :: setDipoleMoment
# Line 119 | Line 126 | module electrostatic_module
126    public :: getCharge
127    public :: getDipoleMoment
128    public :: destroyElectrostaticTypes
129 <  public :: rf_self_self
129 >  public :: self_self
130 >  public :: rf_self_excludes
131  
132    type :: Electrostatic
133       integer :: c_ident
# Line 148 | Line 156 | contains
156      summationMethod = the_ESM
157  
158    end subroutine setElectrostaticSummationMethod
159 +
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
# Line 158 | Line 171 | contains
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 170 | Line 184 | contains
184      haveDielectric = .true.
185    end subroutine setReactionFieldDielectric
186  
173 –  subroutine setReactionFieldPrefactor
174 –    if (haveDefaultCutoff .and. haveDielectric) then
175 –       defaultCutoff2 = defaultCutoff*defaultCutoff
176 –       preRF = (dielectric-1.0d0) / &
177 –            ((2.0d0*dielectric+1.0d0)*defaultCutoff2*defaultCutoff)
178 –       preRF2 = 2.0d0*preRF
179 –       preRFCalculated = .true.
180 –    else if (.not.haveDefaultCutoff) then
181 –       call handleError("setReactionFieldPrefactor", "Default cutoff not set")
182 –    else
183 –       call handleError("setReactionFieldPrefactor", "Dielectric not set")
184 –    endif
185 –  end subroutine setReactionFieldPrefactor
186 –
187    subroutine newElectrostaticType(c_ident, is_Charge, is_Dipole, &
188         is_SplitDipole, is_Quadrupole, is_Tap, status)
189  
# Line 405 | 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 <          
411 <          if (.not.haveDampingAlpha) then
412 <             call handleError("checkSummationMethod", "no Damping Alpha set!")
413 <          endif
414 <          
415 <          if (.not.haveDefaultCutoff) then
416 <             call handleError("checkSummationMethod", "no Default Cutoff set!")
417 <          endif
418 <
419 <          constEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*defaultCutoff*defaultCutoff)
420 <          constERFC = derfc(dampingAlpha*defaultCutoff)
421 <          invRootPi = 0.56418958354775628695d0
422 <          alphaPi = 2*dampingAlpha*invRootPi
423 <  
424 <          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  
438 –
442    subroutine doElectrostaticPair(atom1, atom2, d, rij, r2, sw, &
443         vpair, fpair, pot, eFrame, f, t, do_pot)
444  
# Line 447 | 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 469 | 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) :: varERFC, varEXP
483 <    real (kind=dp) :: limScale
482 >    real (kind=dp) :: varEXP
483 >    real (kind=dp) :: pot_term
484      real (kind=dp) :: preVal, rfVal
485  
486      if (.not.allocated(ElectrostaticMap)) then
# Line 488 | Line 492 | contains
492         call checkSummationMethod()
493      endif
494  
491 –    if (.not.preRFCalculated) then
492 –       call setReactionFieldPrefactor()
493 –    endif
494 –
495   #ifdef IS_MPI
496      me1 = atid_Row(atom1)
497      me2 = atid_Col(atom2)
# Line 499 | Line 499 | contains
499      me1 = atid(atom1)
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  
# Line 643 | Line 647 | contains
647  
648         if (j_is_Charge) then
649  
650 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
651 <             vterm = pre11 * q_i * q_j * (riji - rcuti)
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*f0 - rcuti*f0c)
658               vpair = vpair + vterm
659               epot = epot + sw*vterm
660              
661 <             dudr  = -sw*pre11*q_i*q_j * (riji*riji-rcuti2)*riji
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 <          elseif (summationMethod .eq. DAMPED_WOLF) then
668 <             varERFC = derfc(dampingAlpha*rij)
669 <             varEXP = exp(-dampingAlpha*dampingAlpha*rij*rij)
670 <             vterm = pre11 * q_i * q_j * (varERFC*riji - constERFC*rcuti)
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*((varERFC*riji*riji &
681 <                                                  + alphaPi*varEXP) &
682 <                                                 - (constERFC*rcuti2 &
683 <                                                    + alphaPi*constEXP)) )
684 <            
669 <             dudx = dudx + dudr * d(1)
670 <             dudy = dudy + dudr * d(2)
671 <             dudz = dudz + dudr * d(3)
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              
# Line 702 | Line 716 | contains
716  
717            pref = pre12 * q_i * mu_j
718  
719 <          if (summationMethod .eq. UNDAMPED_WOLF) then
720 <             ri2 = riji * riji
721 <             ri3 = ri2 * riji
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 +    
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 715 | 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 )
727 <             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 768 | Line 807 | contains
807            cy2 = cy_j * cy_j
808            cz2 = cz_j * cz_j
809  
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
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
869               vterm = pref * ri3 * (qxx_j * (3.0_dp*cx2 - 1.0_dp) + &
870                    qyy_j * (3.0_dp*cy2 - 1.0_dp) + &
# Line 858 | 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 866 | Line 905 | contains
905  
906         if (j_is_Charge) then
907            
908 <          pref = pre12 * q_j * mu_i
870 <          
871 <          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 922 | 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)
1009 <             vpair = vpair + vterm
1010 <             epot = epot + sw*vterm
1011 <            
1012 <             a1 = 5.0d0 * ct_i * ct_j - ct_ij
1013 <            
1014 <             dudx = dudx + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1015 <                             * (a1*xhat-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1)) &
1016 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
1017 <                             * (a1*rcuti*d(1)-ct_i*uz_j(1)-ct_j*uz_i(1))
1018 <             dudy = dudy + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1019 <                             * (a1*yhat-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2)) &
1020 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
1021 <                             * (a1*rcuti*d(2)-ct_i*uz_j(2)-ct_j*uz_i(2))
1022 <             dudz = dudz + sw*pref*3.0d0*ri4 &
1023 <                             * (a1*zhat-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3)) &
1024 <                         - sw*pref*3.0d0*rcuti4 &
1025 <                             * (a1*rcuti*d(3)-ct_i*uz_j(3)-ct_j*uz_i(3))
1026 <            
1027 <             duduz_i(1) = duduz_i(1) + sw*pref*(ri3*(uz_j(1)-3.0d0*ct_j*xhat) &
1028 <                  - rcuti3*(uz_j(1) - 3.0d0*ct_j*d(1)*rcuti))
1029 <             duduz_i(2) = duduz_i(2) + sw*pref*(ri3*(uz_j(2)-3.0d0*ct_j*yhat) &
1030 <                  - rcuti3*(uz_j(2) - 3.0d0*ct_j*d(2)*rcuti))
1031 <             duduz_i(3) = duduz_i(3) + sw*pref*(ri3*(uz_j(3)-3.0d0*ct_j*zhat) &
1032 <                  - rcuti3*(uz_j(3) - 3.0d0*ct_j*d(3)*rcuti))
1033 <             duduz_j(1) = duduz_j(1) + sw*pref*(ri3*(uz_i(1)-3.0d0*ct_i*xhat) &
1034 <                  - rcuti3*(uz_i(1) - 3.0d0*ct_i*d(1)*rcuti))
1035 <             duduz_j(2) = duduz_j(2) + sw*pref*(ri3*(uz_i(2)-3.0d0*ct_i*yhat) &
1036 <                  - rcuti3*(uz_i(2) - 3.0d0*ct_i*d(2)*rcuti))
1037 <             duduz_j(3) = duduz_j(3) + sw*pref*(ri3*(uz_i(3)-3.0d0*ct_i*zhat) &
1038 <                  - rcuti3*(uz_i(3) - 3.0d0*ct_i*d(3)*rcuti))
1039 <
1040 <         elseif (summationMethod .eq. REACTION_FIELD) then
1041 <             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
1042 <
1043 <             ri2 = riji * riji
1044 <             ri3 = ri2 * riji
1045 <             ri4 = ri2 * ri2
1046 <
1047 <             pref = pre22 * mu_i * mu_j
1048 <              
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
# Line 1017 | Line 1108 | contains
1108                  endif
1109               endif
1110              
1020 –             ct_ij = uz_i(1)*uz_j(1) + uz_i(2)*uz_j(2) + uz_i(3)*uz_j(3)
1021 –            
1022 –             ri2 = ri * ri
1023 –             ri3 = ri2 * ri
1024 –             ri4 = ri2 * ri2
1111               sc2 = scale * scale
1112 <            
1027 <             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 1065 | 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 1151 | 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  
# Line 1270 | Line 1355 | contains
1355  
1356    end subroutine destroyElectrostaticTypes
1357  
1358 <  subroutine rf_self_self(atom1, eFrame, rfpot, t, do_pot)
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
1365 <    real(kind=dp) :: preVal, epot, rfpot
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 (ElectrostaticMap(atid1)%is_Dipole) then
1376 <       mu1 = getDipoleMoment(atid1)
1377 <      
1378 <       preVal = pre22 * preRF2 * mu1*mu1
1379 <       rfpot = rfpot - 0.5d0*preVal
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 <       ! The self-correction term adds into the reaction field vector
1401 <      
1402 <       eix = preVal * eFrame(3,atom1)
1403 <       eiy = preVal * eFrame(6,atom1)
1404 <       eiz = preVal * eFrame(9,atom1)
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 <       ! once again, this is self-self, so only the local arrays are needed
1419 <       ! even for MPI jobs:
1420 <      
1421 <       t(1,atom1)=t(1,atom1) - eFrame(6,atom1)*eiz + &
1422 <            eFrame(9,atom1)*eiy
1423 <       t(2,atom1)=t(2,atom1) - eFrame(9,atom1)*eix + &
1424 <            eFrame(3,atom1)*eiz
1425 <       t(3,atom1)=t(3,atom1) - eFrame(3,atom1)*eiy + &
1426 <            eFrame(6,atom1)*eix
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_self
1558 >  end subroutine rf_self_excludes
1559  
1560   end module electrostatic_module

Diff Legend

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