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root/group/trunk/OOPSE/libmdtools/Integrator.cpp
(Generate patch)

Comparing trunk/OOPSE/libmdtools/Integrator.cpp (file contents):
Revision 572 by mmeineke, Wed Jul 2 21:26:55 2003 UTC vs.
Revision 614 by mmeineke, Tue Jul 15 17:57:04 2003 UTC

# Line 72 | Line 72 | void Integrator::checkConstraints( void ){
72      for(int j=0; j<molecules[i].getNBonds(); j++){
73        
74        constrained = theArray[j]->is_constrained();
75 <      
75 >
76        if(constrained){
77 <        
77 >
78          dummy_plug = theArray[j]->get_constraint();
79          temp_con[nConstrained].set_a( dummy_plug->get_a() );
80          temp_con[nConstrained].set_b( dummy_plug->get_b() );
# Line 82 | Line 82 | void Integrator::checkConstraints( void ){
82          
83          nConstrained++;
84          constrained = 0;
85 <      }
85 >      }
86      }
87  
88      theArray = (SRI**) molecules[i].getMyBends();
# Line 172 | Line 172 | void Integrator::integrate( void ){
172    int calcPot, calcStress;
173    int isError;
174  
175 –
176 –
175    tStats   = new Thermo( info );
176    statOut  = new StatWriter( info );
177    dumpOut  = new DumpWriter( info );
# Line 211 | Line 209 | void Integrator::integrate( void ){
209            "The integrator is ready to go." );
210    MPIcheckPoint();
211   #endif // is_mpi
214 –
215 –
216 –  pos  = Atom::getPosArray();
217 –  vel  = Atom::getVelArray();
218 –  frc  = Atom::getFrcArray();
219 –  trq  = Atom::getTrqArray();
220 –  Amat = Atom::getAmatArray();
212  
213    while( currTime < runTime ){
214  
# Line 273 | Line 264 | void Integrator::integrateStep( int calcPot, int calcS
264    moveA();
265    if( nConstrained ) constrainA();
266  
267 +  
268 + #ifdef IS_MPI
269 +  strcpy( checkPointMsg, "Succesful moveA\n" );
270 +  MPIcheckPoint();
271 + #endif // is_mpi
272 +  
273 +
274    // calc forces
275  
276    myFF->doForces(calcPot,calcStress);
277  
278 + #ifdef IS_MPI
279 +  strcpy( checkPointMsg, "Succesful doForces\n" );
280 +  MPIcheckPoint();
281 + #endif // is_mpi
282 +  
283 +
284    // finish the velocity  half step
285    
286    moveB();
287    if( nConstrained ) constrainB();
288 <  
288 >  
289 > #ifdef IS_MPI
290 >  strcpy( checkPointMsg, "Succesful moveB\n" );
291 >  MPIcheckPoint();
292 > #endif // is_mpi
293 >  
294 >
295   }
296  
297  
298   void Integrator::moveA( void ){
299    
300 <  int i,j,k;
291 <  int atomIndex, aMatIndex;
300 >  int i, j;
301    DirectionalAtom* dAtom;
302 <  double Tb[3];
303 <  double ji[3];
302 >  double Tb[3], ji[3];
303 >  double A[3][3], I[3][3];
304    double angle;
305 +  double vel[3], pos[3], frc[3];
306 +  double mass;
307  
308 +  for( i=0; i<nAtoms; i++ ){
309  
310 +    atoms[i]->getVel( vel );
311 +    atoms[i]->getPos( pos );
312 +    atoms[i]->getFrc( frc );
313  
314 <  for( i=0; i<nAtoms; i++ ){
300 <    atomIndex = i * 3;
301 <    aMatIndex = i * 9;
314 >    mass = atoms[i]->getMass();
315  
316 <    // velocity half step
317 <    for( j=atomIndex; j<(atomIndex+3); j++ )
318 <      vel[j] += ( dt2 * frc[j] / atoms[i]->getMass() ) * eConvert;
316 >    for (j=0; j < 3; j++) {
317 >      // velocity half step
318 >      vel[j] += ( dt2 * frc[j] / mass ) * eConvert;
319 >      // position whole step
320 >      pos[j] += dt * vel[j];
321 >    }
322  
323 <    // position whole step    
324 <    for( j=atomIndex; j<(atomIndex+3); j++ ) pos[j] += dt * vel[j];
325 <    
323 >    atoms[i]->setVel( vel );
324 >    atoms[i]->setPos( pos );
325 >
326      if( atoms[i]->isDirectional() ){
327  
328        dAtom = (DirectionalAtom *)atoms[i];
329            
330        // get and convert the torque to body frame
331        
332 <      Tb[0] = dAtom->getTx();
317 <      Tb[1] = dAtom->getTy();
318 <      Tb[2] = dAtom->getTz();
319 <      
332 >      dAtom->getTrq( Tb );
333        dAtom->lab2Body( Tb );
334 <      
334 >
335        // get the angular momentum, and propagate a half step
336 +
337 +      dAtom->getJ( ji );
338 +
339 +      for (j=0; j < 3; j++)
340 +        ji[j] += (dt2 * Tb[j]) * eConvert;
341        
324 –      ji[0] = dAtom->getJx() + ( dt2 * Tb[0] ) * eConvert;
325 –      ji[1] = dAtom->getJy() + ( dt2 * Tb[1] ) * eConvert;
326 –      ji[2] = dAtom->getJz() + ( dt2 * Tb[2] ) * eConvert;
327 –      
342        // use the angular velocities to propagate the rotation matrix a
343        // full time step
344 <      
344 >
345 >      dAtom->getA(A);
346 >      dAtom->getI(I);
347 >    
348        // rotate about the x-axis      
349 <      angle = dt2 * ji[0] / dAtom->getIxx();
350 <      this->rotate( 1, 2, angle, ji, &Amat[aMatIndex] );
351 <      
349 >      angle = dt2 * ji[0] / I[0][0];
350 >      this->rotate( 1, 2, angle, ji, A );
351 >
352        // rotate about the y-axis
353 <      angle = dt2 * ji[1] / dAtom->getIyy();
354 <      this->rotate( 2, 0, angle, ji, &Amat[aMatIndex] );
353 >      angle = dt2 * ji[1] / I[1][1];
354 >      this->rotate( 2, 0, angle, ji, A );
355        
356        // rotate about the z-axis
357 <      angle = dt * ji[2] / dAtom->getIzz();
358 <      this->rotate( 0, 1, angle, ji, &Amat[aMatIndex] );
357 >      angle = dt * ji[2] / I[2][2];
358 >      this->rotate( 0, 1, angle, ji, A);
359        
360        // rotate about the y-axis
361 <      angle = dt2 * ji[1] / dAtom->getIyy();
362 <      this->rotate( 2, 0, angle, ji, &Amat[aMatIndex] );
361 >      angle = dt2 * ji[1] / I[1][1];
362 >      this->rotate( 2, 0, angle, ji, A );
363        
364         // rotate about the x-axis
365 <      angle = dt2 * ji[0] / dAtom->getIxx();
366 <      this->rotate( 1, 2, angle, ji, &Amat[aMatIndex] );
365 >      angle = dt2 * ji[0] / I[0][0];
366 >      this->rotate( 1, 2, angle, ji, A );
367        
368 <      dAtom->setJx( ji[0] );
369 <      dAtom->setJy( ji[1] );
370 <      dAtom->setJz( ji[2] );
371 <    }
372 <    
368 >
369 >      dAtom->setJ( ji );
370 >      dAtom->setA( A  );
371 >          
372 >    }    
373    }
374   }
375  
376  
377   void Integrator::moveB( void ){
378 <  int i,j,k;
362 <  int atomIndex;
378 >  int i, j;
379    DirectionalAtom* dAtom;
380 <  double Tb[3];
381 <  double ji[3];
380 >  double Tb[3], ji[3];
381 >  double vel[3], frc[3];
382 >  double mass;
383  
384    for( i=0; i<nAtoms; i++ ){
385 <    atomIndex = i * 3;
385 >
386 >    atoms[i]->getVel( vel );
387 >    atoms[i]->getFrc( frc );
388  
389 <    // velocity half step
371 <    for( j=atomIndex; j<(atomIndex+3); j++ )
372 <      vel[j] += ( dt2 * frc[j] / atoms[i]->getMass() ) * eConvert;
389 >    mass = atoms[i]->getMass();
390  
391 +    // velocity half step
392 +    for (j=0; j < 3; j++)
393 +      vel[j] += ( dt2 * frc[j] / mass ) * eConvert;
394 +    
395 +    atoms[i]->setVel( vel );
396 +
397      if( atoms[i]->isDirectional() ){
398 <      
398 >
399        dAtom = (DirectionalAtom *)atoms[i];
400 <      
401 <      // get and convert the torque to body frame
402 <      
403 <      Tb[0] = dAtom->getTx();
381 <      Tb[1] = dAtom->getTy();
382 <      Tb[2] = dAtom->getTz();
383 <      
400 >
401 >      // get and convert the torque to body frame      
402 >
403 >      dAtom->getTrq( Tb );
404        dAtom->lab2Body( Tb );
405 +
406 +      // get the angular momentum, and propagate a half step
407 +
408 +      dAtom->getJ( ji );
409 +
410 +      for (j=0; j < 3; j++)
411 +        ji[j] += (dt2 * Tb[j]) * eConvert;
412        
413 <      // get the angular momentum, and complete the angular momentum
414 <      // half step
388 <      
389 <      ji[0] = dAtom->getJx() + ( dt2 * Tb[0] ) * eConvert;
390 <      ji[1] = dAtom->getJy() + ( dt2 * Tb[1] ) * eConvert;
391 <      ji[2] = dAtom->getJz() + ( dt2 * Tb[2] ) * eConvert;
392 <      
393 <      dAtom->setJx( ji[0] );
394 <      dAtom->setJy( ji[1] );
395 <      dAtom->setJz( ji[2] );
413 >
414 >      dAtom->setJ( ji );
415      }
416    }
398 –
417   }
418  
419   void Integrator::preMove( void ){
420 <  int i;
420 >  int i, j;
421 >  double pos[3];
422  
423    if( nConstrained ){
424  
425 <    for(i=0; i<(nAtoms*3); i++) oldPos[i] = pos[i];
426 <  }
427 < }  
425 >    for(i=0; i < nAtoms; i++) {
426 >
427 >      atoms[i]->getPos( pos );
428  
429 +      for (j = 0; j < 3; j++) {        
430 +        oldPos[3*i + j] = pos[j];
431 +      }
432 +
433 +    }
434 +  }  
435 + }
436 +
437   void Integrator::constrainA(){
438  
439    int i,j,k;
440    int done;
441 +  double posA[3], posB[3];
442 +  double velA[3], velB[3];
443    double pab[3];
444    double rab[3];
445    int a, b, ax, ay, az, bx, by, bz;
# Line 422 | Line 451 | void Integrator::constrainA(){
451    double gab;
452    int iteration;
453  
454 <
426 <  
427 <  for( i=0; i<nAtoms; i++){
428 <    
454 >  for( i=0; i<nAtoms; i++){    
455      moving[i] = 0;
456      moved[i]  = 1;
457    }
# Line 449 | Line 475 | void Integrator::constrainA(){
475        bz = (b*3) + 2;
476  
477        if( moved[a] || moved[b] ){
478 <        
479 <        pab[0] = pos[ax] - pos[bx];
480 <        pab[1] = pos[ay] - pos[by];
481 <        pab[2] = pos[az] - pos[bz];
482 <
478 >        
479 >        atoms[a]->getPos( posA );
480 >        atoms[b]->getPos( posB );
481 >        
482 >        for (j = 0; j < 3; j++ )
483 >          pab[j] = posA[j] - posB[j];
484 >        
485          //periodic boundary condition
486  
487          info->wrapVector( pab );
# Line 498 | Line 526 | void Integrator::constrainA(){
526            dy = rab[1] * gab;
527            dz = rab[2] * gab;
528  
529 <          pos[ax] += rma * dx;
530 <          pos[ay] += rma * dy;
531 <          pos[az] += rma * dz;
529 >          posA[0] += rma * dx;
530 >          posA[1] += rma * dy;
531 >          posA[2] += rma * dz;
532  
533 <          pos[bx] -= rmb * dx;
506 <          pos[by] -= rmb * dy;
507 <          pos[bz] -= rmb * dz;
533 >          atoms[a]->setPos( posA );
534  
535 +          posB[0] -= rmb * dx;
536 +          posB[1] -= rmb * dy;
537 +          posB[2] -= rmb * dz;
538 +
539 +          atoms[b]->setPos( posB );
540 +
541            dx = dx / dt;
542            dy = dy / dt;
543            dz = dz / dt;
544  
545 <          vel[ax] += rma * dx;
514 <          vel[ay] += rma * dy;
515 <          vel[az] += rma * dz;
545 >          atoms[a]->getVel( velA );
546  
547 <          vel[bx] -= rmb * dx;
548 <          vel[by] -= rmb * dy;
549 <          vel[bz] -= rmb * dz;
547 >          velA[0] += rma * dx;
548 >          velA[1] += rma * dy;
549 >          velA[2] += rma * dz;
550  
551 +          atoms[a]->setVel( velA );
552 +
553 +          atoms[b]->getVel( velB );
554 +
555 +          velB[0] -= rmb * dx;
556 +          velB[1] -= rmb * dy;
557 +          velB[2] -= rmb * dz;
558 +
559 +          atoms[b]->setVel( velB );
560 +
561            moving[a] = 1;
562            moving[b] = 1;
563            done = 0;
# Line 549 | Line 589 | void Integrator::constrainB( void ){
589    
590    int i,j,k;
591    int done;
592 +  double posA[3], posB[3];
593 +  double velA[3], velB[3];
594    double vxab, vyab, vzab;
595    double rab[3];
596    int a, b, ax, ay, az, bx, by, bz;
# Line 584 | Line 626 | void Integrator::constrainB( void ){
626        bz = (b*3) + 2;
627  
628        if( moved[a] || moved[b] ){
587 –        
588 –        vxab = vel[ax] - vel[bx];
589 –        vyab = vel[ay] - vel[by];
590 –        vzab = vel[az] - vel[bz];
629  
630 <        rab[0] = pos[ax] - pos[bx];
631 <        rab[1] = pos[ay] - pos[by];
632 <        rab[2] = pos[az] - pos[bz];
633 <        
630 >        atoms[a]->getVel( velA );
631 >        atoms[b]->getVel( velB );
632 >          
633 >        vxab = velA[0] - velB[0];
634 >        vyab = velA[1] - velB[1];
635 >        vzab = velA[2] - velB[2];
636 >
637 >        atoms[a]->getPos( posA );
638 >        atoms[b]->getPos( posB );
639 >
640 >        for (j = 0; j < 3; j++)
641 >          rab[j] = posA[j] - posB[j];
642 >          
643          info->wrapVector( rab );
644          
645          rma = 1.0 / atoms[a]->getMass();
# Line 607 | Line 654 | void Integrator::constrainB( void ){
654            dx = rab[0] * gab;
655            dy = rab[1] * gab;
656            dz = rab[2] * gab;
657 <          
658 <          vel[ax] += rma * dx;
659 <          vel[ay] += rma * dy;
660 <          vel[az] += rma * dz;
657 >        
658 >          velA[0] += rma * dx;
659 >          velA[1] += rma * dy;
660 >          velA[2] += rma * dz;
661  
662 <          vel[bx] -= rmb * dx;
663 <          vel[by] -= rmb * dy;
664 <          vel[bz] -= rmb * dz;
662 >          atoms[a]->setVel( velA );
663 >
664 >          velB[0] -= rmb * dx;
665 >          velB[1] -= rmb * dy;
666 >          velB[2] -= rmb * dz;
667 >
668 >          atoms[b]->setVel( velB );
669            
670            moving[a] = 1;
671            moving[b] = 1;
# Line 630 | Line 681 | void Integrator::constrainB( void ){
681      
682      iteration++;
683    }
684 <
684 >  
685    if( !done ){
686  
687    
# Line 643 | Line 694 | void Integrator::constrainB( void ){
694  
695   }
696  
646 –
647 –
648 –
649 –
650 –
651 –
697   void Integrator::rotate( int axes1, int axes2, double angle, double ji[3],
698 <                         double A[9] ){
698 >                         double A[3][3] ){
699  
700    int i,j,k;
701    double sinAngle;
# Line 666 | Line 711 | void Integrator::rotate( int axes1, int axes2, double
711  
712    for(i=0; i<3; i++){
713      for(j=0; j<3; j++){
714 <      tempA[j][i] = A[3*i + j];
714 >      tempA[j][i] = A[i][j];
715      }
716    }
717  
# Line 723 | Line 768 | void Integrator::rotate( int axes1, int axes2, double
768  
769    for(i=0; i<3; i++){
770      for(j=0; j<3; j++){
771 <      A[3*j + i] = 0.0;
771 >      A[j][i] = 0.0;
772        for(k=0; k<3; k++){
773 <        A[3*j + i] += tempA[i][k] * rot[j][k];
773 >        A[j][i] += tempA[i][k] * rot[j][k];
774        }
775      }
776    }

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