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

Comparing trunk/OOPSE-4/src/UseTheForce/doForces.F90 (file contents):
Revision 2351 by chuckv, Mon Oct 10 21:34:54 2005 UTC vs.
Revision 2715 by chrisfen, Sun Apr 16 02:51:16 2006 UTC

# Line 45 | Line 45
45  
46   !! @author Charles F. Vardeman II
47   !! @author Matthew Meineke
48 < !! @version $Id: doForces.F90,v 1.52 2005-10-10 21:34:54 chuckv Exp $, $Date: 2005-10-10 21:34:54 $, $Name: not supported by cvs2svn $, $Revision: 1.52 $
48 > !! @version $Id: doForces.F90,v 1.77 2006-04-16 02:51:16 chrisfen Exp $, $Date: 2006-04-16 02:51:16 $, $Name: not supported by cvs2svn $, $Revision: 1.77 $
49  
50  
51   module doForces
# Line 58 | Line 58 | module doForces
58    use lj
59    use sticky
60    use electrostatic_module
61 <  use reaction_field_module
62 <  use gb_pair
61 >  use gayberne
62    use shapes
63    use vector_class
64    use eam
65 +  use suttonchen
66    use status
67 +  use interpolation
68   #ifdef IS_MPI
69    use mpiSimulation
70   #endif
# Line 87 | Line 88 | module doForces
88    logical, save :: haveInteractionHash = .false.
89    logical, save :: haveGtypeCutoffMap = .false.
90    logical, save :: haveDefaultCutoffs = .false.
91 <  logical, save :: haveRlist = .false.
91 >  logical, save :: haveSkinThickness = .false.
92 >  logical, save :: haveElectrostaticSummationMethod = .false.
93 >  logical, save :: haveCutoffPolicy = .false.
94 >  logical, save :: VisitCutoffsAfterComputing = .false.
95  
96    logical, save :: FF_uses_DirectionalAtoms
97    logical, save :: FF_uses_Dipoles
98    logical, save :: FF_uses_GayBerne
99    logical, save :: FF_uses_EAM
100 +  logical, save :: FF_uses_SC
101 +  logical, save :: FF_uses_MEAM
102 +
103  
104    logical, save :: SIM_uses_DirectionalAtoms
105    logical, save :: SIM_uses_EAM
106 +  logical, save :: SIM_uses_SC
107 +  logical, save :: SIM_uses_MEAM
108    logical, save :: SIM_requires_postpair_calc
109    logical, save :: SIM_requires_prepair_calc
110    logical, save :: SIM_uses_PBC
111  
112    integer, save :: electrostaticSummationMethod
113 +  integer, save :: cutoffPolicy = TRADITIONAL_CUTOFF_POLICY
114  
115 +  real(kind=dp), save :: defaultRcut, defaultRsw, largestRcut
116 +  real(kind=dp), save :: skinThickness
117 +  logical, save :: defaultDoShift
118 +
119    public :: init_FF
120 <  public :: setDefaultCutoffs
120 >  public :: setCutoffs
121 >  public :: cWasLame
122 >  public :: setElectrostaticMethod
123 >  public :: setCutoffPolicy
124 >  public :: setSkinThickness
125    public :: do_force_loop
108  public :: createInteractionHash
109  public :: createGtypeCutoffMap
110  public :: getStickyCut
111  public :: getStickyPowerCut
112  public :: getGayBerneCut
113  public :: getEAMCut
114  public :: getShapeCut
126  
127   #ifdef PROFILE
128    public :: getforcetime
# Line 139 | Line 150 | module doForces
150    end type gtypeCutoffs
151    type(gtypeCutoffs), dimension(:,:), allocatable :: gtypeCutoffMap
152  
142  integer, save :: cutoffPolicy = TRADITIONAL_CUTOFF_POLICY
143  real(kind=dp),save :: defaultRcut, defaultRsw, defaultRlist
144  real(kind=dp),save :: listSkin
145  
153   contains
154  
155 <  subroutine createInteractionHash(status)
155 >  subroutine createInteractionHash()
156      integer :: nAtypes
150    integer, intent(out) :: status
157      integer :: i
158      integer :: j
159      integer :: iHash
# Line 159 | Line 165 | contains
165      logical :: i_is_GB
166      logical :: i_is_EAM
167      logical :: i_is_Shape
168 +    logical :: i_is_SC
169 +    logical :: i_is_MEAM
170      logical :: j_is_LJ
171      logical :: j_is_Elect
172      logical :: j_is_Sticky
# Line 166 | Line 174 | contains
174      logical :: j_is_GB
175      logical :: j_is_EAM
176      logical :: j_is_Shape
177 +    logical :: j_is_SC
178 +    logical :: j_is_MEAM
179      real(kind=dp) :: myRcut
180  
171    status = 0  
172
181      if (.not. associated(atypes)) then
182 <       call handleError("atype", "atypes was not present before call of createInteractionHash!")
175 <       status = -1
182 >       call handleError("doForces", "atypes was not present before call of createInteractionHash!")
183         return
184      endif
185      
186      nAtypes = getSize(atypes)
187      
188      if (nAtypes == 0) then
189 <       status = -1
189 >       call handleError("doForces", "nAtypes was zero during call of createInteractionHash!")
190         return
191      end if
192  
193      if (.not. allocated(InteractionHash)) then
194         allocate(InteractionHash(nAtypes,nAtypes))
195 +    else
196 +       deallocate(InteractionHash)
197 +       allocate(InteractionHash(nAtypes,nAtypes))
198      endif
199  
200      if (.not. allocated(atypeMaxCutoff)) then
201         allocate(atypeMaxCutoff(nAtypes))
202 +    else
203 +       deallocate(atypeMaxCutoff)
204 +       allocate(atypeMaxCutoff(nAtypes))
205      endif
206          
207      do i = 1, nAtypes
# Line 199 | Line 212 | contains
212         call getElementProperty(atypes, i, "is_GayBerne", i_is_GB)
213         call getElementProperty(atypes, i, "is_EAM", i_is_EAM)
214         call getElementProperty(atypes, i, "is_Shape", i_is_Shape)
215 +       call getElementProperty(atypes, i, "is_SC", i_is_SC)
216 +       call getElementProperty(atypes, i, "is_MEAM", i_is_MEAM)
217  
218         do j = i, nAtypes
219  
# Line 212 | Line 227 | contains
227            call getElementProperty(atypes, j, "is_GayBerne", j_is_GB)
228            call getElementProperty(atypes, j, "is_EAM", j_is_EAM)
229            call getElementProperty(atypes, j, "is_Shape", j_is_Shape)
230 +          call getElementProperty(atypes, j, "is_SC", j_is_SC)
231 +          call getElementProperty(atypes, j, "is_MEAM", j_is_MEAM)
232  
233            if (i_is_LJ .and. j_is_LJ) then
234               iHash = ior(iHash, LJ_PAIR)            
# Line 233 | Line 250 | contains
250               iHash = ior(iHash, EAM_PAIR)
251            endif
252  
253 +          if (i_is_SC .and. j_is_SC) then
254 +             iHash = ior(iHash, SC_PAIR)
255 +          endif
256 +
257            if (i_is_GB .and. j_is_GB) iHash = ior(iHash, GAYBERNE_PAIR)
258            if (i_is_GB .and. j_is_LJ) iHash = ior(iHash, GAYBERNE_LJ)
259            if (i_is_LJ .and. j_is_GB) iHash = ior(iHash, GAYBERNE_LJ)
# Line 252 | Line 273 | contains
273      haveInteractionHash = .true.
274    end subroutine createInteractionHash
275  
276 <  subroutine createGtypeCutoffMap(stat)
276 >  subroutine createGtypeCutoffMap()
277  
257    integer, intent(out), optional :: stat
278      logical :: i_is_LJ
279      logical :: i_is_Elect
280      logical :: i_is_Sticky
# Line 262 | Line 282 | contains
282      logical :: i_is_GB
283      logical :: i_is_EAM
284      logical :: i_is_Shape
285 +    logical :: i_is_SC
286      logical :: GtypeFound
287  
288      integer :: myStatus, nAtypes,  i, j, istart, iend, jstart, jend
# Line 269 | Line 290 | contains
290      integer :: nGroupsInRow
291      integer :: nGroupsInCol
292      integer :: nGroupTypesRow,nGroupTypesCol
293 <    real(kind=dp):: thisSigma, bigSigma, thisRcut, tradRcut, tol, skin
293 >    real(kind=dp):: thisSigma, bigSigma, thisRcut, tradRcut, tol
294      real(kind=dp) :: biggestAtypeCutoff
295  
275    stat = 0
296      if (.not. haveInteractionHash) then
297 <       call createInteractionHash(myStatus)      
278 <       if (myStatus .ne. 0) then
279 <          write(default_error, *) 'createInteractionHash failed in doForces!'
280 <          stat = -1
281 <          return
282 <       endif
297 >       call createInteractionHash()      
298      endif
299   #ifdef IS_MPI
300      nGroupsInRow = getNgroupsInRow(plan_group_row)
# Line 297 | Line 312 | contains
312            call getElementProperty(atypes, i, "is_GayBerne", i_is_GB)
313            call getElementProperty(atypes, i, "is_EAM", i_is_EAM)
314            call getElementProperty(atypes, i, "is_Shape", i_is_Shape)
315 <          
315 >          call getElementProperty(atypes, i, "is_SC", i_is_SC)
316  
317            if (haveDefaultCutoffs) then
318               atypeMaxCutoff(i) = defaultRcut
# Line 330 | Line 345 | contains
345                  thisRcut = getShapeCut(i)
346                  if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
347               endif
348 +             if (i_is_SC) then
349 +                thisRcut = getSCCut(i)
350 +                if (thisRCut .gt. atypeMaxCutoff(i)) atypeMaxCutoff(i) = thisRCut
351 +             endif
352            endif
353 <          
335 <          
353 >                    
354            if (atypeMaxCutoff(i).gt.biggestAtypeCutoff) then
355               biggestAtypeCutoff = atypeMaxCutoff(i)
356            endif
357  
358         endif
359      enddo
342  
343
360      
361      istart = 1
362      jstart = 1
# Line 384 | Line 400 | contains
400         allocate(groupToGtypeCol(jend))
401      end if
402  
403 <    if(.not.associated(groupToGtypeCol)) then
404 <       allocate(groupToGtypeCol(jend))
403 >    if(.not.associated(groupMaxCutoffCol)) then
404 >       allocate(groupMaxCutoffCol(jend))
405      else
406 <       deallocate(groupToGtypeCol)
407 <       allocate(groupToGtypeCol(jend))
406 >       deallocate(groupMaxCutoffCol)
407 >       allocate(groupMaxCutoffCol(jend))
408      end if
409      if(.not.associated(gtypeMaxCutoffCol)) then
410         allocate(gtypeMaxCutoffCol(jend))
# Line 411 | Line 427 | contains
427      
428      tol = 1.0d-6
429      nGroupTypesRow = 0
430 <
430 >    nGroupTypesCol = 0
431      do i = istart, iend      
432         n_in_i = groupStartRow(i+1) - groupStartRow(i)
433         groupMaxCutoffRow(i) = 0.0_dp
# Line 426 | Line 442 | contains
442               groupMaxCutoffRow(i)=atypeMaxCutoff(me_i)
443            endif          
444         enddo
429
445         if (nGroupTypesRow.eq.0) then
446            nGroupTypesRow = nGroupTypesRow + 1
447            gtypeMaxCutoffRow(nGroupTypesRow) = groupMaxCutoffRow(i)
# Line 489 | Line 504 | contains
504      groupMaxCutoffCol => groupMaxCutoffRow
505   #endif
506  
492
493
494
495
507      !! allocate the gtypeCutoffMap here.
508      allocate(gtypeCutoffMap(nGroupTypesRow,nGroupTypesCol))
509      !! then we do a double loop over all the group TYPES to find the cutoff
510      !! map between groups of two types
511      tradRcut = max(maxval(gtypeMaxCutoffRow),maxval(gtypeMaxCutoffCol))
512  
513 <    do i = 1, nGroupTypesRow
513 >    do i = 1, nGroupTypesRow      
514         do j = 1, nGroupTypesCol
515        
516            select case(cutoffPolicy)
# Line 514 | Line 525 | contains
525               return
526            end select
527            gtypeCutoffMap(i,j)%rcut = thisRcut
528 +          
529 +          if (thisRcut.gt.largestRcut) largestRcut = thisRcut
530 +
531            gtypeCutoffMap(i,j)%rcutsq = thisRcut*thisRcut
518          skin = defaultRlist - defaultRcut
519          listSkin = skin ! set neighbor list skin thickness
520          gtypeCutoffMap(i,j)%rlistsq = (thisRcut + skin)**2
532  
533 +          if (.not.haveSkinThickness) then
534 +             skinThickness = 1.0_dp
535 +          endif
536 +
537 +          gtypeCutoffMap(i,j)%rlistsq = (thisRcut + skinThickness)**2
538 +
539            ! sanity check
540  
541            if (haveDefaultCutoffs) then
# Line 528 | Line 545 | contains
545            endif
546         enddo
547      enddo
548 +
549      if(allocated(gtypeMaxCutoffRow)) deallocate(gtypeMaxCutoffRow)
550      if(allocated(groupMaxCutoffRow)) deallocate(groupMaxCutoffRow)
551      if(allocated(atypeMaxCutoff)) deallocate(atypeMaxCutoff)
# Line 541 | Line 559 | contains
559      haveGtypeCutoffMap = .true.
560     end subroutine createGtypeCutoffMap
561  
562 <   subroutine setDefaultCutoffs(defRcut, defRsw, defRlist, cutPolicy)
545 <     real(kind=dp),intent(in) :: defRcut, defRsw, defRlist
546 <     integer, intent(in) :: cutPolicy
562 >   subroutine setCutoffs(defRcut, defRsw)
563  
564 +     real(kind=dp),intent(in) :: defRcut, defRsw
565 +     character(len = statusMsgSize) :: errMsg
566 +     integer :: localError
567 +
568       defaultRcut = defRcut
569       defaultRsw = defRsw
570 <     defaultRlist = defRlist
571 <     cutoffPolicy = cutPolicy
570 >    
571 >     defaultDoShift = .false.
572 >     if (abs(defaultRcut-defaultRsw) .lt. 0.0001) then
573 >        
574 >        write(errMsg, *) &
575 >             'cutoffRadius and switchingRadius are set to the same', newline &
576 >             // tab, 'value.  OOPSE will use shifted ', newline &
577 >             // tab, 'potentials instead of switching functions.'
578 >        
579 >        call handleInfo("setCutoffs", errMsg)
580 >        
581 >        defaultDoShift = .true.
582 >        
583 >     endif
584  
585 +     localError = 0
586 +     call setLJDefaultCutoff( defaultRcut, defaultDoShift )
587 +     call setElectrostaticCutoffRadius( defaultRcut, defaultRsw )
588 +     call setCutoffEAM( defaultRcut, localError)
589 +     if (localError /= 0) then
590 +       write(errMsg, *) 'An error has occured in setting the EAM cutoff'
591 +       call handleError("setCutoffs", errMsg)
592 +     end if
593 +     call set_switch(GROUP_SWITCH, defaultRsw, defaultRcut)
594 +     call setHmatDangerousRcutValue(defaultRcut)
595 +
596       haveDefaultCutoffs = .true.
597 <   end subroutine setDefaultCutoffs
597 >     haveGtypeCutoffMap = .false.
598 >   end subroutine setCutoffs
599  
600 +   subroutine cWasLame()
601 +    
602 +     VisitCutoffsAfterComputing = .true.
603 +     return
604 +    
605 +   end subroutine cWasLame
606 +  
607     subroutine setCutoffPolicy(cutPolicy)
608 <
608 >    
609       integer, intent(in) :: cutPolicy
610 +    
611       cutoffPolicy = cutPolicy
612 <     call createGtypeCutoffMap()
613 <   end subroutine setCutoffPolicy
562 <    
612 >     haveCutoffPolicy = .true.
613 >     haveGtypeCutoffMap = .false.
614      
615 <  subroutine setSimVariables()
616 <    SIM_uses_DirectionalAtoms = SimUsesDirectionalAtoms()
617 <    SIM_uses_EAM = SimUsesEAM()
567 <    SIM_requires_postpair_calc = SimRequiresPostpairCalc()
568 <    SIM_requires_prepair_calc = SimRequiresPrepairCalc()
569 <    SIM_uses_PBC = SimUsesPBC()
615 >   end subroutine setCutoffPolicy
616 >  
617 >   subroutine setElectrostaticMethod( thisESM )
618  
619 <    haveSIMvariables = .true.
619 >     integer, intent(in) :: thisESM
620  
621 <    return
622 <  end subroutine setSimVariables
621 >     electrostaticSummationMethod = thisESM
622 >     haveElectrostaticSummationMethod = .true.
623 >    
624 >   end subroutine setElectrostaticMethod
625  
626 +   subroutine setSkinThickness( thisSkin )
627 +    
628 +     real(kind=dp), intent(in) :: thisSkin
629 +    
630 +     skinThickness = thisSkin
631 +     haveSkinThickness = .true.    
632 +     haveGtypeCutoffMap = .false.
633 +    
634 +   end subroutine setSkinThickness
635 +      
636 +   subroutine setSimVariables()
637 +     SIM_uses_DirectionalAtoms = SimUsesDirectionalAtoms()
638 +     SIM_uses_EAM = SimUsesEAM()
639 +     SIM_requires_postpair_calc = SimRequiresPostpairCalc()
640 +     SIM_requires_prepair_calc = SimRequiresPrepairCalc()
641 +     SIM_uses_PBC = SimUsesPBC()
642 +     SIM_uses_SC = SimUsesSC()
643 +    
644 +     haveSIMvariables = .true.
645 +    
646 +     return
647 +   end subroutine setSimVariables
648 +
649    subroutine doReadyCheck(error)
650      integer, intent(out) :: error
651  
# Line 581 | Line 654 | contains
654      error = 0
655  
656      if (.not. haveInteractionHash) then      
657 <       myStatus = 0      
585 <       call createInteractionHash(myStatus)      
586 <       if (myStatus .ne. 0) then
587 <          write(default_error, *) 'createInteractionHash failed in doForces!'
588 <          error = -1
589 <          return
590 <       endif
657 >       call createInteractionHash()      
658      endif
659  
660      if (.not. haveGtypeCutoffMap) then        
661 <       myStatus = 0      
595 <       call createGtypeCutoffMap(myStatus)      
596 <       if (myStatus .ne. 0) then
597 <          write(default_error, *) 'createGtypeCutoffMap failed in doForces!'
598 <          error = -1
599 <          return
600 <       endif
661 >       call createGtypeCutoffMap()      
662      endif
663  
664 +
665 +    if (VisitCutoffsAfterComputing) then
666 +       call set_switch(GROUP_SWITCH, largestRcut, largestRcut)      
667 +       call setHmatDangerousRcutValue(largestRcut)
668 +    endif
669 +
670 +
671      if (.not. haveSIMvariables) then
672         call setSimVariables()
673      endif
# Line 633 | Line 701 | contains
701    end subroutine doReadyCheck
702  
703  
704 <  subroutine init_FF(thisESM, thisStat)
704 >  subroutine init_FF(thisStat)
705  
638    integer, intent(in) :: thisESM
706      integer, intent(out) :: thisStat  
707      integer :: my_status, nMatches
708      integer, pointer :: MatchList(:) => null()
642    real(kind=dp) :: rcut, rrf, rt, dielect
709  
710      !! assume things are copacetic, unless they aren't
711      thisStat = 0
712  
647    electrostaticSummationMethod = thisESM
648
713      !! init_FF is called *after* all of the atom types have been
714      !! defined in atype_module using the new_atype subroutine.
715      !!
# Line 656 | Line 720 | contains
720      FF_uses_Dipoles = .false.
721      FF_uses_GayBerne = .false.
722      FF_uses_EAM = .false.
723 +    FF_uses_SC = .false.
724  
725      call getMatchingElementList(atypes, "is_Directional", .true., &
726           nMatches, MatchList)
# Line 672 | Line 737 | contains
737      call getMatchingElementList(atypes, "is_EAM", .true., nMatches, MatchList)
738      if (nMatches .gt. 0) FF_uses_EAM = .true.
739  
740 +    call getMatchingElementList(atypes, "is_SC", .true., nMatches, MatchList)
741 +    if (nMatches .gt. 0) FF_uses_SC = .true.
742  
743 +
744      haveSaneForceField = .true.
745  
678    !! check to make sure the reaction field setting makes sense
679
680    if (FF_uses_Dipoles) then
681       if (electrostaticSummationMethod == REACTION_FIELD) then
682          dielect = getDielect()
683          call initialize_rf(dielect)
684       endif
685    else
686       if (electrostaticSummationMethod == REACTION_FIELD) then
687          write(default_error,*) 'Using Reaction Field with no dipoles?  Huh?'
688          thisStat = -1
689          haveSaneForceField = .false.
690          return
691       endif
692    endif
693
746      if (FF_uses_EAM) then
747         call init_EAM_FF(my_status)
748         if (my_status /= 0) then
# Line 701 | Line 753 | contains
753         end if
754      endif
755  
704    if (FF_uses_GayBerne) then
705       call check_gb_pair_FF(my_status)
706       if (my_status .ne. 0) then
707          thisStat = -1
708          haveSaneForceField = .false.
709          return
710       endif
711    endif
712
756      if (.not. haveNeighborList) then
757         !! Create neighbor lists
758         call expandNeighborList(nLocal, my_status)
# Line 743 | Line 786 | contains
786  
787      !! Stress Tensor
788      real( kind = dp), dimension(9) :: tau  
789 <    real ( kind = dp ) :: pot
789 >    real ( kind = dp ),dimension(LR_POT_TYPES) :: pot
790      logical ( kind = 2) :: do_pot_c, do_stress_c
791      logical :: do_pot
792      logical :: do_stress
793      logical :: in_switching_region
794   #ifdef IS_MPI
795 <    real( kind = DP ) :: pot_local
795 >    real( kind = DP ), dimension(LR_POT_TYPES) :: pot_local
796      integer :: nAtomsInRow
797      integer :: nAtomsInCol
798      integer :: nprocs
# Line 764 | Line 807 | contains
807      integer :: nlist
808      real( kind = DP ) :: ratmsq, rgrpsq, rgrp, vpair, vij
809      real( kind = DP ) :: sw, dswdr, swderiv, mf
810 +    real( kind = DP ) :: rVal
811      real(kind=dp),dimension(3) :: d_atm, d_grp, fpair, fij
812      real(kind=dp) :: rfpot, mu_i, virial
813 +    real(kind=dp):: rCut
814      integer :: me_i, me_j, n_in_i, n_in_j
815      logical :: is_dp_i
816      integer :: neighborListSize
# Line 774 | Line 819 | contains
819      integer :: propPack_i, propPack_j
820      integer :: loopStart, loopEnd, loop
821      integer :: iHash
822 +    integer :: i1
823    
824  
825      !! initialize local variables  
# Line 838 | Line 884 | contains
884         ! (but only on the first time through):
885         if (loop .eq. loopStart) then
886   #ifdef IS_MPI
887 <          call checkNeighborList(nGroupsInRow, q_group_row, listSkin, &
887 >          call checkNeighborList(nGroupsInRow, q_group_row, skinThickness, &
888                 update_nlist)
889   #else
890 <          call checkNeighborList(nGroups, q_group, listSkin, &
890 >          call checkNeighborList(nGroups, q_group, skinThickness, &
891                 update_nlist)
892   #endif
893         endif
# Line 921 | Line 967 | contains
967  
968                     list(nlist) = j
969                  endif
970 +
971  
972 <                if (loop .eq. PAIR_LOOP) then
973 <                   vij = 0.0d0
927 <                   fij(1:3) = 0.0d0
928 <                endif
972 >                
973 >                if (rgrpsq < gtypeCutoffMap(groupToGtypeRow(i),groupToGtypeCol(j))%rCutsq) then
974  
975 <                call get_switch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp, group_switch, &
976 <                     in_switching_region)
977 <
978 <                n_in_j = groupStartCol(j+1) - groupStartCol(j)
979 <
980 <                do ia = groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
981 <
982 <                   atom1 = groupListRow(ia)
983 <
984 <                   inner: do jb = groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
985 <
986 <                      atom2 = groupListCol(jb)
987 <
988 <                      if (skipThisPair(atom1, atom2)) cycle inner
989 <
990 <                      if ((n_in_i .eq. 1).and.(n_in_j .eq. 1)) then
991 <                         d_atm(1:3) = d_grp(1:3)
992 <                         ratmsq = rgrpsq
993 <                      else
975 >                   rCut = gtypeCutoffMap(groupToGtypeRow(i),groupToGtypeCol(j))%rCut
976 >                   if (loop .eq. PAIR_LOOP) then
977 >                      vij = 0.0d0
978 >                      fij(1:3) = 0.0d0
979 >                   endif
980 >                  
981 >                   call get_switch(rgrpsq, sw, dswdr, rgrp, &
982 >                        group_switch, in_switching_region)
983 >                  
984 >                   n_in_j = groupStartCol(j+1) - groupStartCol(j)
985 >                  
986 >                   do ia = groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
987 >                      
988 >                      atom1 = groupListRow(ia)
989 >                      
990 >                      inner: do jb = groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
991 >                        
992 >                         atom2 = groupListCol(jb)
993 >                        
994 >                         if (skipThisPair(atom1, atom2))  cycle inner
995 >                        
996 >                         if ((n_in_i .eq. 1).and.(n_in_j .eq. 1)) then
997 >                            d_atm(1:3) = d_grp(1:3)
998 >                            ratmsq = rgrpsq
999 >                         else
1000   #ifdef IS_MPI
1001 <                         call get_interatomic_vector(q_Row(:,atom1), &
1002 <                              q_Col(:,atom2), d_atm, ratmsq)
1001 >                            call get_interatomic_vector(q_Row(:,atom1), &
1002 >                                 q_Col(:,atom2), d_atm, ratmsq)
1003   #else
1004 <                         call get_interatomic_vector(q(:,atom1), &
1005 <                              q(:,atom2), d_atm, ratmsq)
1004 >                            call get_interatomic_vector(q(:,atom1), &
1005 >                                 q(:,atom2), d_atm, ratmsq)
1006   #endif
1007 <                      endif
1008 <
1009 <                      if (loop .eq. PREPAIR_LOOP) then
1007 >                         endif
1008 >                        
1009 >                         if (loop .eq. PREPAIR_LOOP) then
1010   #ifdef IS_MPI                      
1011 <                         call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
1012 <                              rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
1013 <                              eFrame, A, f, t, pot_local)
1011 >                            call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
1012 >                                 rgrpsq, d_grp, rCut, do_pot, do_stress, &
1013 >                                 eFrame, A, f, t, pot_local)
1014   #else
1015 <                         call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
1016 <                              rgrpsq, d_grp, do_pot, do_stress, &
1017 <                              eFrame, A, f, t, pot)
1015 >                            call do_prepair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
1016 >                                 rgrpsq, d_grp, rCut, do_pot, do_stress, &
1017 >                                 eFrame, A, f, t, pot)
1018   #endif                                              
1019 <                      else
1019 >                         else
1020   #ifdef IS_MPI                      
1021 <                         call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
1022 <                              do_pot, &
1023 <                              eFrame, A, f, t, pot_local, vpair, fpair)
1021 >                            call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
1022 >                                 do_pot, eFrame, A, f, t, pot_local, vpair, &
1023 >                                 fpair, d_grp, rgrp, rCut)
1024   #else
1025 <                         call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
1026 <                              do_pot,  &
1027 <                              eFrame, A, f, t, pot, vpair, fpair)
1025 >                            call do_pair(atom1, atom2, ratmsq, d_atm, sw, &
1026 >                                 do_pot, eFrame, A, f, t, pot, vpair, fpair, &
1027 >                                 d_grp, rgrp, rCut)
1028   #endif
1029 +                            vij = vij + vpair
1030 +                            fij(1:3) = fij(1:3) + fpair(1:3)
1031 +                         endif
1032 +                      enddo inner
1033 +                   enddo
1034  
1035 <                         vij = vij + vpair
1036 <                         fij(1:3) = fij(1:3) + fpair(1:3)
1037 <                      endif
1038 <                   enddo inner
1039 <                enddo
1040 <
1041 <                if (loop .eq. PAIR_LOOP) then
1042 <                   if (in_switching_region) then
1043 <                      swderiv = vij*dswdr/rgrp
1044 <                      fij(1) = fij(1) + swderiv*d_grp(1)
989 <                      fij(2) = fij(2) + swderiv*d_grp(2)
990 <                      fij(3) = fij(3) + swderiv*d_grp(3)
991 <
992 <                      do ia=groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
993 <                         atom1=groupListRow(ia)
994 <                         mf = mfactRow(atom1)
1035 >                   if (loop .eq. PAIR_LOOP) then
1036 >                      if (in_switching_region) then
1037 >                         swderiv = vij*dswdr/rgrp
1038 >                         fij(1) = fij(1) + swderiv*d_grp(1)
1039 >                         fij(2) = fij(2) + swderiv*d_grp(2)
1040 >                         fij(3) = fij(3) + swderiv*d_grp(3)
1041 >                        
1042 >                         do ia=groupStartRow(i), groupStartRow(i+1)-1
1043 >                            atom1=groupListRow(ia)
1044 >                            mf = mfactRow(atom1)
1045   #ifdef IS_MPI
1046 <                         f_Row(1,atom1) = f_Row(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
1047 <                         f_Row(2,atom1) = f_Row(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
1048 <                         f_Row(3,atom1) = f_Row(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
1046 >                            f_Row(1,atom1) = f_Row(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
1047 >                            f_Row(2,atom1) = f_Row(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
1048 >                            f_Row(3,atom1) = f_Row(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
1049   #else
1050 <                         f(1,atom1) = f(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
1051 <                         f(2,atom1) = f(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
1052 <                         f(3,atom1) = f(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
1050 >                            f(1,atom1) = f(1,atom1) + swderiv*d_grp(1)*mf
1051 >                            f(2,atom1) = f(2,atom1) + swderiv*d_grp(2)*mf
1052 >                            f(3,atom1) = f(3,atom1) + swderiv*d_grp(3)*mf
1053   #endif
1054 <                      enddo
1055 <
1056 <                      do jb=groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
1057 <                         atom2=groupListCol(jb)
1058 <                         mf = mfactCol(atom2)
1054 >                         enddo
1055 >                        
1056 >                         do jb=groupStartCol(j), groupStartCol(j+1)-1
1057 >                            atom2=groupListCol(jb)
1058 >                            mf = mfactCol(atom2)
1059   #ifdef IS_MPI
1060 <                         f_Col(1,atom2) = f_Col(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
1061 <                         f_Col(2,atom2) = f_Col(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
1062 <                         f_Col(3,atom2) = f_Col(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
1060 >                            f_Col(1,atom2) = f_Col(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
1061 >                            f_Col(2,atom2) = f_Col(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
1062 >                            f_Col(3,atom2) = f_Col(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
1063   #else
1064 <                         f(1,atom2) = f(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
1065 <                         f(2,atom2) = f(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
1066 <                         f(3,atom2) = f(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
1064 >                            f(1,atom2) = f(1,atom2) - swderiv*d_grp(1)*mf
1065 >                            f(2,atom2) = f(2,atom2) - swderiv*d_grp(2)*mf
1066 >                            f(3,atom2) = f(3,atom2) - swderiv*d_grp(3)*mf
1067   #endif
1068 <                      enddo
1069 <                   endif
1068 >                         enddo
1069 >                      endif
1070  
1071 <                   if (do_stress) call add_stress_tensor(d_grp, fij)
1071 >                      if (do_stress) call add_stress_tensor(d_grp, fij)
1072 >                   endif
1073                  endif
1074 <             end if
1074 >             endif
1075            enddo
1076 <
1076 >          
1077         enddo outer
1078  
1079         if (update_nlist) then
# Line 1082 | Line 1133 | contains
1133  
1134      if (do_pot) then
1135         ! scatter/gather pot_row into the members of my column
1136 <       call scatter(pot_Row, pot_Temp, plan_atom_row)
1137 <
1136 >       do i = 1,LR_POT_TYPES
1137 >          call scatter(pot_Row(i,:), pot_Temp(i,:), plan_atom_row)
1138 >       end do
1139         ! scatter/gather pot_local into all other procs
1140         ! add resultant to get total pot
1141         do i = 1, nlocal
1142 <          pot_local = pot_local + pot_Temp(i)
1142 >          pot_local(1:LR_POT_TYPES) = pot_local(1:LR_POT_TYPES) &
1143 >               + pot_Temp(1:LR_POT_TYPES,i)
1144         enddo
1145  
1146         pot_Temp = 0.0_DP
1147 <
1148 <       call scatter(pot_Col, pot_Temp, plan_atom_col)
1147 >       do i = 1,LR_POT_TYPES
1148 >          call scatter(pot_Col(i,:), pot_Temp(i,:), plan_atom_col)
1149 >       end do
1150         do i = 1, nlocal
1151 <          pot_local = pot_local + pot_Temp(i)
1151 >          pot_local(1:LR_POT_TYPES) = pot_local(1:LR_POT_TYPES)&
1152 >               + pot_Temp(1:LR_POT_TYPES,i)
1153         enddo
1154  
1155      endif
1156   #endif
1157  
1158 <    if (FF_RequiresPostpairCalc() .and. SIM_requires_postpair_calc) then
1158 >    if (SIM_requires_postpair_calc) then
1159 >       do i = 1, nlocal            
1160 >          
1161 >          ! we loop only over the local atoms, so we don't need row and column
1162 >          ! lookups for the types
1163 >          
1164 >          me_i = atid(i)
1165 >          
1166 >          ! is the atom electrostatic?  See if it would have an
1167 >          ! electrostatic interaction with itself
1168 >          iHash = InteractionHash(me_i,me_i)
1169  
1170 <       if (electrostaticSummationMethod == REACTION_FIELD) then
1106 <
1170 >          if ( iand(iHash, ELECTROSTATIC_PAIR).ne.0 ) then
1171   #ifdef IS_MPI
1172 <          call scatter(rf_Row,rf,plan_atom_row_3d)
1173 <          call scatter(rf_Col,rf_Temp,plan_atom_col_3d)
1110 <          do i = 1,nlocal
1111 <             rf(1:3,i) = rf(1:3,i) + rf_Temp(1:3,i)
1112 <          end do
1113 < #endif
1114 <
1115 <          do i = 1, nLocal
1116 <
1117 <             rfpot = 0.0_DP
1118 < #ifdef IS_MPI
1119 <             me_i = atid_row(i)
1172 >             call self_self(i, eFrame, pot_local(ELECTROSTATIC_POT), &
1173 >                  t, do_pot)
1174   #else
1175 <             me_i = atid(i)
1175 >             call self_self(i, eFrame, pot(ELECTROSTATIC_POT), &
1176 >                  t, do_pot)
1177   #endif
1178 <             iHash = InteractionHash(me_i,me_j)
1178 >          endif
1179 >  
1180 >          
1181 >          if (electrostaticSummationMethod.eq.REACTION_FIELD) then
1182              
1183 <             if ( iand(iHash, ELECTROSTATIC_PAIR).ne.0 ) then
1184 <
1185 <                mu_i = getDipoleMoment(me_i)
1186 <
1187 <                !! The reaction field needs to include a self contribution
1188 <                !! to the field:
1189 <                call accumulate_self_rf(i, mu_i, eFrame)
1190 <                !! Get the reaction field contribution to the
1191 <                !! potential and torques:
1192 <                call reaction_field_final(i, mu_i, eFrame, rfpot, t, do_pot)
1183 >             ! loop over the excludes to accumulate RF stuff we've
1184 >             ! left out of the normal pair loop
1185 >            
1186 >             do i1 = 1, nSkipsForAtom(i)
1187 >                j = skipsForAtom(i, i1)
1188 >                
1189 >                ! prevent overcounting of the skips
1190 >                if (i.lt.j) then
1191 >                   call get_interatomic_vector(q(:,i), &
1192 >                        q(:,j), d_atm, ratmsq)
1193 >                   rVal = dsqrt(ratmsq)
1194 >                   call get_switch(ratmsq, sw, dswdr, rVal, group_switch, &
1195 >                        in_switching_region)
1196   #ifdef IS_MPI
1197 <                pot_local = pot_local + rfpot
1197 >                   call rf_self_excludes(i, j, sw, eFrame, d_atm, rVal, &
1198 >                        vpair, pot_local(ELECTROSTATIC_POT), f, t, do_pot)
1199   #else
1200 <                pot = pot + rfpot
1201 <
1200 >                   call rf_self_excludes(i, j, sw, eFrame, d_atm, rVal, &
1201 >                        vpair, pot(ELECTROSTATIC_POT), f, t, do_pot)
1202   #endif
1203 <             endif
1204 <          enddo
1205 <       endif
1206 <    endif
1207 <
1208 <
1203 >                endif
1204 >             enddo
1205 >          endif
1206 >       enddo
1207 >    endif
1208 >    
1209   #ifdef IS_MPI
1210 <
1210 >    
1211      if (do_pot) then
1212 <       pot = pot + pot_local
1213 <       !! we assume the c code will do the allreduce to get the total potential
1152 <       !! we could do it right here if we needed to...
1212 >       call mpi_allreduce(pot_local, pot, LR_POT_TYPES,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1213 >            mpi_comm_world,mpi_err)            
1214      endif
1215 <
1215 >    
1216      if (do_stress) then
1217         call mpi_allreduce(tau_Temp, tau, 9,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1218              mpi_comm_world,mpi_err)
1219         call mpi_allreduce(virial_Temp, virial,1,mpi_double_precision,mpi_sum, &
1220              mpi_comm_world,mpi_err)
1221      endif
1222 <
1222 >    
1223   #else
1224 <
1224 >    
1225      if (do_stress) then
1226         tau = tau_Temp
1227         virial = virial_Temp
1228      endif
1229 <
1229 >    
1230   #endif
1231 <
1231 >    
1232    end subroutine do_force_loop
1233  
1234    subroutine do_pair(i, j, rijsq, d, sw, do_pot, &
1235 <       eFrame, A, f, t, pot, vpair, fpair)
1235 >       eFrame, A, f, t, pot, vpair, fpair, d_grp, r_grp, rCut)
1236  
1237 <    real( kind = dp ) :: pot, vpair, sw
1237 >    real( kind = dp ) :: vpair, sw
1238 >    real( kind = dp ), dimension(LR_POT_TYPES) :: pot
1239      real( kind = dp ), dimension(3) :: fpair
1240      real( kind = dp ), dimension(nLocal)   :: mfact
1241      real( kind = dp ), dimension(9,nLocal) :: eFrame
# Line 1184 | Line 1246 | contains
1246      logical, intent(inout) :: do_pot
1247      integer, intent(in) :: i, j
1248      real ( kind = dp ), intent(inout) :: rijsq
1249 <    real ( kind = dp )                :: r
1249 >    real ( kind = dp ), intent(inout) :: r_grp
1250      real ( kind = dp ), intent(inout) :: d(3)
1251 +    real ( kind = dp ), intent(inout) :: d_grp(3)
1252 +    real ( kind = dp ), intent(inout) :: rCut
1253 +    real ( kind = dp ) :: r
1254      integer :: me_i, me_j
1255  
1256      integer :: iHash
# Line 1203 | Line 1268 | contains
1268   #endif
1269  
1270      iHash = InteractionHash(me_i, me_j)
1271 <
1271 >    
1272      if ( iand(iHash, LJ_PAIR).ne.0 ) then
1273 <       call do_lj_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, f, do_pot)
1273 >       call do_lj_pair(i, j, d, r, rijsq, rcut, sw, vpair, fpair, &
1274 >            pot(VDW_POT), f, do_pot)
1275      endif
1276 <
1276 >    
1277      if ( iand(iHash, ELECTROSTATIC_PAIR).ne.0 ) then
1278 <       call doElectrostaticPair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1279 <            pot, eFrame, f, t, do_pot)
1214 <
1215 <       if (electrostaticSummationMethod == REACTION_FIELD) then
1216 <
1217 <          ! CHECK ME (RF needs to know about all electrostatic types)
1218 <          call accumulate_rf(i, j, r, eFrame, sw)
1219 <          call rf_correct_forces(i, j, d, r, eFrame, sw, f, fpair)
1220 <       endif
1221 <
1278 >       call doElectrostaticPair(i, j, d, r, rijsq, rcut, sw, vpair, fpair, &
1279 >            pot(ELECTROSTATIC_POT), eFrame, f, t, do_pot)
1280      endif
1281 <
1281 >    
1282      if ( iand(iHash, STICKY_PAIR).ne.0 ) then
1283         call do_sticky_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1284 <            pot, A, f, t, do_pot)
1284 >            pot(HB_POT), A, f, t, do_pot)
1285      endif
1286 <
1286 >    
1287      if ( iand(iHash, STICKYPOWER_PAIR).ne.0 ) then
1288         call do_sticky_power_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1289 <            pot, A, f, t, do_pot)
1289 >            pot(HB_POT), A, f, t, do_pot)
1290      endif
1291 <
1291 >    
1292      if ( iand(iHash, GAYBERNE_PAIR).ne.0 ) then
1293         call do_gb_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1294 <            pot, A, f, t, do_pot)
1294 >            pot(VDW_POT), A, f, t, do_pot)
1295      endif
1296      
1297      if ( iand(iHash, GAYBERNE_LJ).ne.0 ) then
1298 < !      call do_gblj_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1299 < !           pot, A, f, t, do_pot)
1298 >       call do_gb_lj_pair(i, j, d, r, rijsq, rcut, sw, vpair, fpair, &
1299 >            pot(VDW_POT), A, f, t, do_pot)
1300      endif
1301 <
1301 >    
1302      if ( iand(iHash, EAM_PAIR).ne.0 ) then      
1303 <       call do_eam_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, pot, f, &
1304 <            do_pot)
1303 >       call do_eam_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1304 >            pot(METALLIC_POT), f, do_pot)
1305      endif
1306 <
1306 >    
1307      if ( iand(iHash, SHAPE_PAIR).ne.0 ) then      
1308         call do_shape_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1309 <            pot, A, f, t, do_pot)
1309 >            pot(VDW_POT), A, f, t, do_pot)
1310      endif
1311 <
1311 >    
1312      if ( iand(iHash, SHAPE_LJ).ne.0 ) then      
1313         call do_shape_pair(i, j, d, r, rijsq, sw, vpair, fpair, &
1314 <            pot, A, f, t, do_pot)
1314 >            pot(VDW_POT), A, f, t, do_pot)
1315      endif
1316 +
1317 +    if ( iand(iHash, SC_PAIR).ne.0 ) then      
1318 +       call do_SC_pair(i, j, d, r, rijsq, rcut, sw, vpair, fpair, &
1319 +            pot(METALLIC_POT), f, do_pot)
1320 +    endif
1321 +
1322      
1323 +    
1324    end subroutine do_pair
1325  
1326 <  subroutine do_prepair(i, j, rijsq, d, sw, rcijsq, dc, &
1326 >  subroutine do_prepair(i, j, rijsq, d, sw, rcijsq, dc, rCut, &
1327         do_pot, do_stress, eFrame, A, f, t, pot)
1328  
1329 <    real( kind = dp ) :: pot, sw
1329 >    real( kind = dp ) :: sw
1330 >    real( kind = dp ), dimension(LR_POT_TYPES) :: pot
1331      real( kind = dp ), dimension(9,nLocal) :: eFrame
1332      real (kind=dp), dimension(9,nLocal) :: A
1333      real (kind=dp), dimension(3,nLocal) :: f
# Line 1269 | Line 1335 | contains
1335  
1336      logical, intent(inout) :: do_pot, do_stress
1337      integer, intent(in) :: i, j
1338 <    real ( kind = dp ), intent(inout)    :: rijsq, rcijsq
1338 >    real ( kind = dp ), intent(inout)    :: rijsq, rcijsq, rCut
1339      real ( kind = dp )                :: r, rc
1340      real ( kind = dp ), intent(inout) :: d(3), dc(3)
1341  
# Line 1288 | Line 1354 | contains
1354      iHash = InteractionHash(me_i, me_j)
1355  
1356      if ( iand(iHash, EAM_PAIR).ne.0 ) then      
1357 <            call calc_EAM_prepair_rho(i, j, d, r, rijsq )
1357 >            call calc_EAM_prepair_rho(i, j, d, r, rijsq)
1358      endif
1359 +
1360 +    if ( iand(iHash, SC_PAIR).ne.0 ) then      
1361 +            call calc_SC_prepair_rho(i, j, d, r, rijsq, rcut )
1362 +    endif
1363      
1364    end subroutine do_prepair
1365  
1366  
1367    subroutine do_preforce(nlocal,pot)
1368      integer :: nlocal
1369 <    real( kind = dp ) :: pot
1369 >    real( kind = dp ),dimension(LR_POT_TYPES) :: pot
1370  
1371      if (FF_uses_EAM .and. SIM_uses_EAM) then
1372 <       call calc_EAM_preforce_Frho(nlocal,pot)
1372 >       call calc_EAM_preforce_Frho(nlocal,pot(METALLIC_POT))
1373      endif
1374 +    if (FF_uses_SC .and. SIM_uses_SC) then
1375 +       call calc_SC_preforce_Frho(nlocal,pot(METALLIC_POT))
1376 +    endif
1377  
1378  
1379    end subroutine do_preforce
# Line 1385 | Line 1458 | contains
1458      pot_Col = 0.0_dp
1459      pot_Temp = 0.0_dp
1460  
1388    rf_Row = 0.0_dp
1389    rf_Col = 0.0_dp
1390    rf_Temp = 0.0_dp
1391
1461   #endif
1462  
1463      if (FF_uses_EAM .and. SIM_uses_EAM) then
1464         call clean_EAM()
1465      endif
1466  
1398    rf = 0.0_dp
1467      tau_Temp = 0.0_dp
1468      virial_Temp = 0.0_dp
1469    end subroutine zero_work_arrays
# Line 1489 | Line 1557 | contains
1557  
1558    function FF_RequiresPrepairCalc() result(doesit)
1559      logical :: doesit
1560 <    doesit = FF_uses_EAM
1560 >    doesit = FF_uses_EAM .or. FF_uses_SC &
1561 >         .or. FF_uses_MEAM
1562    end function FF_RequiresPrepairCalc
1563  
1495  function FF_RequiresPostpairCalc() result(doesit)
1496    logical :: doesit
1497    if (electrostaticSummationMethod == REACTION_FIELD) doesit = .true.
1498  end function FF_RequiresPostpairCalc
1499
1564   #ifdef PROFILE
1565    function getforcetime() result(totalforcetime)
1566      real(kind=dp) :: totalforcetime

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