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

Comparing trunk/OOPSE/libmdtools/Integrator.cpp (file contents):
Revision 693 by tim, Wed Aug 13 19:21:53 2003 UTC vs.
Revision 784 by mmeineke, Wed Sep 24 19:34:39 2003 UTC

# Line 11 | Line 11 | template<typename T> Integrator<T>::Integrator( SimInf
11   #include "simError.h"
12  
13  
14 < template<typename T> Integrator<T>::Integrator( SimInfo *theInfo, ForceFields* the_ff ) {
15 <  
14 > template<typename T> Integrator<T>::Integrator(SimInfo* theInfo,
15 >                                               ForceFields* the_ff){
16    info = theInfo;
17    myFF = the_ff;
18    isFirst = 1;
# Line 21 | Line 21 | template<typename T> Integrator<T>::Integrator( SimInf
21    nMols = info->n_mol;
22  
23    // give a little love back to the SimInfo object
24  
25  if( info->the_integrator != NULL ) delete info->the_integrator;
26  info->the_integrator = this;
24  
25 +  if (info->the_integrator != NULL){
26 +    delete info->the_integrator;
27 +  }
28 +  
29    nAtoms = info->n_atoms;
30  
31    // check for constraints
32 <  
33 <  constrainedA    = NULL;
34 <  constrainedB    = NULL;
32 >
33 >  constrainedA = NULL;
34 >  constrainedB = NULL;
35    constrainedDsqr = NULL;
36 <  moving          = NULL;
37 <  moved           = NULL;
38 <  oldPos          = NULL;
39 <  
36 >  moving = NULL;
37 >  moved = NULL;
38 >  oldPos = NULL;
39 >
40    nConstrained = 0;
41  
42    checkConstraints();
43   }
44  
45 < template<typename T> Integrator<T>::~Integrator() {
46 <  
46 <  if( nConstrained ){
45 > template<typename T> Integrator<T>::~Integrator(){
46 >  if (nConstrained){
47      delete[] constrainedA;
48      delete[] constrainedB;
49      delete[] constrainedDsqr;
# Line 51 | Line 51 | template<typename T> Integrator<T>::~Integrator() {
51      delete[] moved;
52      delete[] oldPos;
53    }
54  
54   }
55  
56 < template<typename T> void Integrator<T>::checkConstraints( void ){
58 <
59 <
56 > template<typename T> void Integrator<T>::checkConstraints(void){
57    isConstrained = 0;
58  
59 <  Constraint *temp_con;
60 <  Constraint *dummy_plug;
59 >  Constraint* temp_con;
60 >  Constraint* dummy_plug;
61    temp_con = new Constraint[info->n_SRI];
62    nConstrained = 0;
63    int constrained = 0;
64 <  
64 >
65    SRI** theArray;
66 <  for(int i = 0; i < nMols; i++){
67 <    
68 <    theArray = (SRI**) molecules[i].getMyBonds();
72 <    for(int j=0; j<molecules[i].getNBonds(); j++){
73 <      
66 >  for (int i = 0; i < nMols; i++){
67 >    theArray = (SRI * *) molecules[i].getMyBonds();
68 >    for (int j = 0; j < molecules[i].getNBonds(); j++){
69        constrained = theArray[j]->is_constrained();
70  
71 <      if(constrained){
71 >      if (constrained){
72 >        dummy_plug = theArray[j]->get_constraint();
73 >        temp_con[nConstrained].set_a(dummy_plug->get_a());
74 >        temp_con[nConstrained].set_b(dummy_plug->get_b());
75 >        temp_con[nConstrained].set_dsqr(dummy_plug->get_dsqr());
76  
77 <        dummy_plug = theArray[j]->get_constraint();
78 <        temp_con[nConstrained].set_a( dummy_plug->get_a() );
79 <        temp_con[nConstrained].set_b( dummy_plug->get_b() );
81 <        temp_con[nConstrained].set_dsqr( dummy_plug->get_dsqr() );
82 <        
83 <        nConstrained++;
84 <        constrained = 0;
85 <      }
77 >        nConstrained++;
78 >        constrained = 0;
79 >      }
80      }
81  
82 <    theArray = (SRI**) molecules[i].getMyBends();
83 <    for(int j=0; j<molecules[i].getNBends(); j++){
90 <      
82 >    theArray = (SRI * *) molecules[i].getMyBends();
83 >    for (int j = 0; j < molecules[i].getNBends(); j++){
84        constrained = theArray[j]->is_constrained();
85 <      
86 <      if(constrained){
87 <        
88 <        dummy_plug = theArray[j]->get_constraint();
89 <        temp_con[nConstrained].set_a( dummy_plug->get_a() );
90 <        temp_con[nConstrained].set_b( dummy_plug->get_b() );
91 <        temp_con[nConstrained].set_dsqr( dummy_plug->get_dsqr() );
92 <        
93 <        nConstrained++;
101 <        constrained = 0;
85 >
86 >      if (constrained){
87 >        dummy_plug = theArray[j]->get_constraint();
88 >        temp_con[nConstrained].set_a(dummy_plug->get_a());
89 >        temp_con[nConstrained].set_b(dummy_plug->get_b());
90 >        temp_con[nConstrained].set_dsqr(dummy_plug->get_dsqr());
91 >
92 >        nConstrained++;
93 >        constrained = 0;
94        }
95      }
96  
97 <    theArray = (SRI**) molecules[i].getMyTorsions();
98 <    for(int j=0; j<molecules[i].getNTorsions(); j++){
107 <      
97 >    theArray = (SRI * *) molecules[i].getMyTorsions();
98 >    for (int j = 0; j < molecules[i].getNTorsions(); j++){
99        constrained = theArray[j]->is_constrained();
100 <      
101 <      if(constrained){
102 <        
103 <        dummy_plug = theArray[j]->get_constraint();
104 <        temp_con[nConstrained].set_a( dummy_plug->get_a() );
105 <        temp_con[nConstrained].set_b( dummy_plug->get_b() );
106 <        temp_con[nConstrained].set_dsqr( dummy_plug->get_dsqr() );
107 <        
108 <        nConstrained++;
118 <        constrained = 0;
100 >
101 >      if (constrained){
102 >        dummy_plug = theArray[j]->get_constraint();
103 >        temp_con[nConstrained].set_a(dummy_plug->get_a());
104 >        temp_con[nConstrained].set_b(dummy_plug->get_b());
105 >        temp_con[nConstrained].set_dsqr(dummy_plug->get_dsqr());
106 >
107 >        nConstrained++;
108 >        constrained = 0;
109        }
110      }
111    }
112  
113 <  if(nConstrained > 0){
124 <    
113 >  if (nConstrained > 0){
114      isConstrained = 1;
115  
116 <    if(constrainedA != NULL )    delete[] constrainedA;
117 <    if(constrainedB != NULL )    delete[] constrainedB;
118 <    if(constrainedDsqr != NULL ) delete[] constrainedDsqr;
116 >    if (constrainedA != NULL)
117 >      delete[] constrainedA;
118 >    if (constrainedB != NULL)
119 >      delete[] constrainedB;
120 >    if (constrainedDsqr != NULL)
121 >      delete[] constrainedDsqr;
122  
123 <    constrainedA =    new int[nConstrained];
124 <    constrainedB =    new int[nConstrained];
123 >    constrainedA = new int[nConstrained];
124 >    constrainedB = new int[nConstrained];
125      constrainedDsqr = new double[nConstrained];
126 <    
127 <    for( int i = 0; i < nConstrained; i++){
136 <      
126 >
127 >    for (int i = 0; i < nConstrained; i++){
128        constrainedA[i] = temp_con[i].get_a();
129        constrainedB[i] = temp_con[i].get_b();
130        constrainedDsqr[i] = temp_con[i].get_dsqr();
140
131      }
132  
133 <    
133 >
134      // save oldAtoms to check for lode balanceing later on.
135 <    
135 >
136      oldAtoms = nAtoms;
137 <    
137 >
138      moving = new int[nAtoms];
139 <    moved  = new int[nAtoms];
139 >    moved = new int[nAtoms];
140  
141 <    oldPos = new double[nAtoms*3];
141 >    oldPos = new double[nAtoms * 3];
142    }
143 <  
143 >
144    delete[] temp_con;
145   }
146  
147  
148 < template<typename T> void Integrator<T>::integrate( void ){
159 <
148 > template<typename T> void Integrator<T>::integrate(void){
149    int i, j;                         // loop counters
150  
151 <  double runTime     = info->run_time;
152 <  double sampleTime  = info->sampleTime;
153 <  double statusTime  = info->statusTime;
151 >  double runTime = info->run_time;
152 >  double sampleTime = info->sampleTime;
153 >  double statusTime = info->statusTime;
154    double thermalTime = info->thermalTime;
155 +  double resetTime = info->resetTime;
156  
157 +
158    double currSample;
159    double currThermal;
160    double currStatus;
161 <
161 >  double currReset;
162 >  
163    int calcPot, calcStress;
164    int isError;
165  
166 <  tStats   = new Thermo( info );
167 <  statOut  = new StatWriter( info );
168 <  dumpOut  = new DumpWriter( info );
166 >  tStats = new Thermo(info);
167 >  statOut = new StatWriter(info);
168 >  dumpOut = new DumpWriter(info);
169  
170    atoms = info->atoms;
171    DirectionalAtom* dAtom;
# Line 181 | Line 173 | template<typename T> void Integrator<T>::integrate( vo
173    dt = info->dt;
174    dt2 = 0.5 * dt;
175  
176 +  readyCheck();
177 +
178    // initialize the forces before the first step
179  
180    calcForce(1, 1);
181 <  // myFF->doForces(1,1);
182 <        
183 <  if( info->setTemp ){
184 <    
185 <    thermalize();
181 >
182 >  if (nConstrained){
183 >    preMove();
184 >    constrainA();
185 >    calcForce(1, 1);    
186 >    constrainB();
187    }
188    
189 +  if (info->setTemp){
190 +    thermalize();
191 +  }
192 +
193    calcPot     = 0;
194    calcStress  = 0;
195 <  currSample  = sampleTime;
196 <  currThermal = thermalTime;
197 <  currStatus  = statusTime;
195 >  currSample  = sampleTime + info->getTime();
196 >  currThermal = thermalTime+ info->getTime();
197 >  currStatus  = statusTime + info->getTime();
198 >  currReset   = resetTime  + info->getTime();
199  
200 <  dumpOut->writeDump( info->getTime() );
201 <  statOut->writeStat( info->getTime() );
200 >  dumpOut->writeDump(info->getTime());
201 >  statOut->writeStat(info->getTime());
202  
203  readyCheck();
203  
204 +
205   #ifdef IS_MPI
206 <  strcpy( checkPointMsg,
207 <          "The integrator is ready to go." );
206 >  strcpy(checkPointMsg, "The integrator is ready to go.");
207    MPIcheckPoint();
208   #endif // is_mpi
209  
210 <  while( info->getTime() < runTime ){
211 <
213 <    if( (info->getTime()+dt) >= currStatus ){
210 >  while (info->getTime() < runTime){
211 >    if ((info->getTime() + dt) >= currStatus){
212        calcPot = 1;
213        calcStress = 1;
214      }
215  
216 <    integrateStep( calcPot, calcStress );
217 <      
216 >    integrateStep(calcPot, calcStress);
217 >
218      info->incrTime(dt);
219  
220 <    if( info->setTemp ){
221 <      if( info->getTime() >= currThermal ){
222 <        thermalize();
223 <        currThermal += thermalTime;
220 >    if (info->setTemp){
221 >      if (info->getTime() >= currThermal){
222 >        thermalize();
223 >        currThermal += thermalTime;
224        }
225      }
226  
227 <    if( info->getTime() >= currSample ){
228 <      dumpOut->writeDump( info->getTime() );
227 >    if (info->getTime() >= currSample){
228 >      dumpOut->writeDump(info->getTime());
229        currSample += sampleTime;
230      }
231  
232 <    if( info->getTime() >= currStatus ){
233 <      statOut->writeStat( info->getTime() );
232 >    if (info->getTime() >= currStatus){
233 >      statOut->writeStat(info->getTime());
234        calcPot = 0;
235        calcStress = 0;
236        currStatus += statusTime;
237      }
238  
239 +    if (info->resetIntegrator){
240 +      if (info->getTime() >= currReset){
241 +        this->resetIntegrator();
242 +        currReset += resetTime;
243 +      }
244 +    }
245 +
246   #ifdef IS_MPI
247 <    strcpy( checkPointMsg,
243 <            "successfully took a time step." );
247 >    strcpy(checkPointMsg, "successfully took a time step.");
248      MPIcheckPoint();
249   #endif // is_mpi
246
250    }
251  
252    dumpOut->writeFinal(info->getTime());
# Line 252 | Line 255 | template<typename T> void Integrator<T>::integrateStep
255    delete statOut;
256   }
257  
258 < template<typename T> void Integrator<T>::integrateStep( int calcPot, int calcStress ){
259 <
257 <
258 <      
258 > template<typename T> void Integrator<T>::integrateStep(int calcPot,
259 >                                                       int calcStress){
260    // Position full step, and velocity half step
260
261    preMove();
262 +
263    moveA();
263  if( nConstrained ) constrainA();
264  
265 <  
265 >
266 >
267 >
268   #ifdef IS_MPI
269 <  strcpy( checkPointMsg, "Succesful moveA\n" );
269 >  strcpy(checkPointMsg, "Succesful moveA\n");
270    MPIcheckPoint();
271   #endif // is_mpi
270  
272  
273 +
274    // calc forces
275  
276 <  calcForce(calcPot,calcStress);
276 >  calcForce(calcPot, calcStress);
277  
278   #ifdef IS_MPI
279 <  strcpy( checkPointMsg, "Succesful doForces\n" );
279 >  strcpy(checkPointMsg, "Succesful doForces\n");
280    MPIcheckPoint();
281   #endif // is_mpi
280  
282  
283 +
284    // finish the velocity  half step
285 <  
285 >
286    moveB();
287 <  if( nConstrained ) constrainB();
288 <  
287 >
288 >
289 >
290   #ifdef IS_MPI
291 <  strcpy( checkPointMsg, "Succesful moveB\n" );
291 >  strcpy(checkPointMsg, "Succesful moveB\n");
292    MPIcheckPoint();
293   #endif // is_mpi
291  
292
294   }
295  
296  
297 < template<typename T> void Integrator<T>::moveA( void ){
297 <  
297 > template<typename T> void Integrator<T>::moveA(void){
298    int i, j;
299    DirectionalAtom* dAtom;
300    double Tb[3], ji[3];
301  double A[3][3], I[3][3];
302  double angle;
301    double vel[3], pos[3], frc[3];
302    double mass;
303  
304 <  for( i=0; i<nAtoms; i++ ){
304 >  for (i = 0; i < nAtoms; i++){
305 >    atoms[i]->getVel(vel);
306 >    atoms[i]->getPos(pos);
307 >    atoms[i]->getFrc(frc);
308  
308    atoms[i]->getVel( vel );
309    atoms[i]->getPos( pos );
310    atoms[i]->getFrc( frc );
311
309      mass = atoms[i]->getMass();
310  
311 <    for (j=0; j < 3; j++) {
311 >    for (j = 0; j < 3; j++){
312        // velocity half step
313 <      vel[j] += ( dt2 * frc[j] / mass ) * eConvert;
313 >      vel[j] += (dt2 * frc[j] / mass) * eConvert;
314        // position whole step
315        pos[j] += dt * vel[j];
316      }
317  
318 <    atoms[i]->setVel( vel );
319 <    atoms[i]->setPos( pos );
318 >    atoms[i]->setVel(vel);
319 >    atoms[i]->setPos(pos);
320  
321 <    if( atoms[i]->isDirectional() ){
321 >    if (atoms[i]->isDirectional()){
322 >      dAtom = (DirectionalAtom *) atoms[i];
323  
326      dAtom = (DirectionalAtom *)atoms[i];
327          
324        // get and convert the torque to body frame
329      
330      dAtom->getTrq( Tb );
331      dAtom->lab2Body( Tb );
325  
326 +      dAtom->getTrq(Tb);
327 +      dAtom->lab2Body(Tb);
328 +
329        // get the angular momentum, and propagate a half step
330  
331 <      dAtom->getJ( ji );
331 >      dAtom->getJ(ji);
332  
333 <      for (j=0; j < 3; j++)
333 >      for (j = 0; j < 3; j++)
334          ji[j] += (dt2 * Tb[j]) * eConvert;
339      
340      // use the angular velocities to propagate the rotation matrix a
341      // full time step
335  
336 <      dAtom->getA(A);
344 <      dAtom->getI(I);
345 <    
346 <      // rotate about the x-axis      
347 <      angle = dt2 * ji[0] / I[0][0];
348 <      this->rotate( 1, 2, angle, ji, A );
336 >      this->rotationPropagation( dAtom, ji );
337  
338 <      // rotate about the y-axis
339 <      angle = dt2 * ji[1] / I[1][1];
340 <      this->rotate( 2, 0, angle, ji, A );
353 <      
354 <      // rotate about the z-axis
355 <      angle = dt * ji[2] / I[2][2];
356 <      this->rotate( 0, 1, angle, ji, A);
357 <      
358 <      // rotate about the y-axis
359 <      angle = dt2 * ji[1] / I[1][1];
360 <      this->rotate( 2, 0, angle, ji, A );
361 <      
362 <       // rotate about the x-axis
363 <      angle = dt2 * ji[0] / I[0][0];
364 <      this->rotate( 1, 2, angle, ji, A );
365 <      
338 >      dAtom->setJ(ji);
339 >    }
340 >  }
341  
342 <      dAtom->setJ( ji );
343 <      dAtom->setA( A  );
369 <          
370 <    }    
342 >  if (nConstrained){
343 >    constrainA();
344    }
345   }
346  
347  
348 < template<typename T> void Integrator<T>::moveB( void ){
348 > template<typename T> void Integrator<T>::moveB(void){
349    int i, j;
350    DirectionalAtom* dAtom;
351    double Tb[3], ji[3];
352    double vel[3], frc[3];
353    double mass;
354  
355 <  for( i=0; i<nAtoms; i++ ){
356 <
357 <    atoms[i]->getVel( vel );
385 <    atoms[i]->getFrc( frc );
355 >  for (i = 0; i < nAtoms; i++){
356 >    atoms[i]->getVel(vel);
357 >    atoms[i]->getFrc(frc);
358  
359      mass = atoms[i]->getMass();
360  
361      // velocity half step
362 <    for (j=0; j < 3; j++)
363 <      vel[j] += ( dt2 * frc[j] / mass ) * eConvert;
392 <    
393 <    atoms[i]->setVel( vel );
394 <
395 <    if( atoms[i]->isDirectional() ){
362 >    for (j = 0; j < 3; j++)
363 >      vel[j] += (dt2 * frc[j] / mass) * eConvert;
364  
365 <      dAtom = (DirectionalAtom *)atoms[i];
365 >    atoms[i]->setVel(vel);
366  
367 +    if (atoms[i]->isDirectional()){
368 +      dAtom = (DirectionalAtom *) atoms[i];
369 +
370        // get and convert the torque to body frame      
371  
372 <      dAtom->getTrq( Tb );
373 <      dAtom->lab2Body( Tb );
372 >      dAtom->getTrq(Tb);
373 >      dAtom->lab2Body(Tb);
374  
375        // get the angular momentum, and propagate a half step
376  
377 <      dAtom->getJ( ji );
377 >      dAtom->getJ(ji);
378  
379 <      for (j=0; j < 3; j++)
379 >      for (j = 0; j < 3; j++)
380          ji[j] += (dt2 * Tb[j]) * eConvert;
410      
381  
382 <      dAtom->setJ( ji );
382 >
383 >      dAtom->setJ(ji);
384      }
385    }
386 +
387 +  if (nConstrained){
388 +    constrainB();
389 +  }
390   }
391  
392 < template<typename T> void Integrator<T>::preMove( void ){
392 > template<typename T> void Integrator<T>::preMove(void){
393    int i, j;
394    double pos[3];
395  
396 <  if( nConstrained ){
396 >  if (nConstrained){
397 >    for (i = 0; i < nAtoms; i++){
398 >      atoms[i]->getPos(pos);
399  
400 <    for(i=0; i < nAtoms; i++) {
401 <
425 <      atoms[i]->getPos( pos );
426 <
427 <      for (j = 0; j < 3; j++) {        
428 <        oldPos[3*i + j] = pos[j];
400 >      for (j = 0; j < 3; j++){
401 >        oldPos[3 * i + j] = pos[j];
402        }
430
403      }
404 <  }  
404 >  }
405   }
406  
407   template<typename T> void Integrator<T>::constrainA(){
408 <
437 <  int i,j,k;
408 >  int i, j, k;
409    int done;
410    double posA[3], posB[3];
411    double velA[3], velB[3];
# Line 449 | Line 420 | template<typename T> void Integrator<T>::constrainA(){
420    double gab;
421    int iteration;
422  
423 <  for( i=0; i<nAtoms; i++){    
423 >  for (i = 0; i < nAtoms; i++){
424      moving[i] = 0;
425 <    moved[i]  = 1;
425 >    moved[i] = 1;
426    }
427  
428    iteration = 0;
429    done = 0;
430 <  while( !done && (iteration < maxIteration )){
460 <
430 >  while (!done && (iteration < maxIteration)){
431      done = 1;
432 <    for(i=0; i<nConstrained; i++){
463 <
432 >    for (i = 0; i < nConstrained; i++){
433        a = constrainedA[i];
434        b = constrainedB[i];
466      
467      ax = (a*3) + 0;
468      ay = (a*3) + 1;
469      az = (a*3) + 2;
435  
436 <      bx = (b*3) + 0;
437 <      by = (b*3) + 1;
438 <      bz = (b*3) + 2;
436 >      ax = (a * 3) + 0;
437 >      ay = (a * 3) + 1;
438 >      az = (a * 3) + 2;
439  
440 <      if( moved[a] || moved[b] ){
441 <        
442 <        atoms[a]->getPos( posA );
443 <        atoms[b]->getPos( posB );
444 <        
445 <        for (j = 0; j < 3; j++ )
440 >      bx = (b * 3) + 0;
441 >      by = (b * 3) + 1;
442 >      bz = (b * 3) + 2;
443 >
444 >      if (moved[a] || moved[b]){
445 >        atoms[a]->getPos(posA);
446 >        atoms[b]->getPos(posB);
447 >
448 >        for (j = 0; j < 3; j++)
449            pab[j] = posA[j] - posB[j];
482        
483        //periodic boundary condition
450  
451 <        info->wrapVector( pab );
451 >        //periodic boundary condition
452  
453 <        pabsq = pab[0] * pab[0] + pab[1] * pab[1] + pab[2] * pab[2];
453 >        info->wrapVector(pab);
454  
455 <        rabsq = constrainedDsqr[i];
490 <        diffsq = rabsq - pabsq;
455 >        pabsq = pab[0] * pab[0] + pab[1] * pab[1] + pab[2] * pab[2];
456  
457 <        // the original rattle code from alan tidesley
458 <        if (fabs(diffsq) > (tol*rabsq*2)) {
494 <          rab[0] = oldPos[ax] - oldPos[bx];
495 <          rab[1] = oldPos[ay] - oldPos[by];
496 <          rab[2] = oldPos[az] - oldPos[bz];
457 >        rabsq = constrainedDsqr[i];
458 >        diffsq = rabsq - pabsq;
459  
460 <          info->wrapVector( rab );
460 >        // the original rattle code from alan tidesley
461 >        if (fabs(diffsq) > (tol * rabsq * 2)){
462 >          rab[0] = oldPos[ax] - oldPos[bx];
463 >          rab[1] = oldPos[ay] - oldPos[by];
464 >          rab[2] = oldPos[az] - oldPos[bz];
465  
466 <          rpab = rab[0] * pab[0] + rab[1] * pab[1] + rab[2] * pab[2];
466 >          info->wrapVector(rab);
467  
468 <          rpabsq = rpab * rpab;
468 >          rpab = rab[0] * pab[0] + rab[1] * pab[1] + rab[2] * pab[2];
469  
470 +          rpabsq = rpab * rpab;
471  
505          if (rpabsq < (rabsq * -diffsq)){
472  
473 +          if (rpabsq < (rabsq * -diffsq)){
474   #ifdef IS_MPI
475 <            a = atoms[a]->getGlobalIndex();
476 <            b = atoms[b]->getGlobalIndex();
475 >            a = atoms[a]->getGlobalIndex();
476 >            b = atoms[b]->getGlobalIndex();
477   #endif //is_mpi
478 <            sprintf( painCave.errMsg,
479 <                     "Constraint failure in constrainA at atom %d and %d.\n",
480 <                     a, b );
481 <            painCave.isFatal = 1;
482 <            simError();
483 <          }
478 >            sprintf(painCave.errMsg,
479 >                    "Constraint failure in constrainA at atom %d and %d.\n", a,
480 >                    b);
481 >            painCave.isFatal = 1;
482 >            simError();
483 >          }
484  
485 <          rma = 1.0 / atoms[a]->getMass();
486 <          rmb = 1.0 / atoms[b]->getMass();
485 >          rma = 1.0 / atoms[a]->getMass();
486 >          rmb = 1.0 / atoms[b]->getMass();
487  
488 <          gab = diffsq / ( 2.0 * ( rma + rmb ) * rpab );
488 >          gab = diffsq / (2.0 * (rma + rmb) * rpab);
489  
490            dx = rab[0] * gab;
491            dy = rab[1] * gab;
492            dz = rab[2] * gab;
493  
494 <          posA[0] += rma * dx;
495 <          posA[1] += rma * dy;
496 <          posA[2] += rma * dz;
494 >          posA[0] += rma * dx;
495 >          posA[1] += rma * dy;
496 >          posA[2] += rma * dz;
497  
498 <          atoms[a]->setPos( posA );
498 >          atoms[a]->setPos(posA);
499  
500 <          posB[0] -= rmb * dx;
501 <          posB[1] -= rmb * dy;
502 <          posB[2] -= rmb * dz;
500 >          posB[0] -= rmb * dx;
501 >          posB[1] -= rmb * dy;
502 >          posB[2] -= rmb * dz;
503  
504 <          atoms[b]->setPos( posB );
504 >          atoms[b]->setPos(posB);
505  
506            dx = dx / dt;
507            dy = dy / dt;
508            dz = dz / dt;
509  
510 <          atoms[a]->getVel( velA );
510 >          atoms[a]->getVel(velA);
511  
512 <          velA[0] += rma * dx;
513 <          velA[1] += rma * dy;
514 <          velA[2] += rma * dz;
512 >          velA[0] += rma * dx;
513 >          velA[1] += rma * dy;
514 >          velA[2] += rma * dz;
515  
516 <          atoms[a]->setVel( velA );
516 >          atoms[a]->setVel(velA);
517  
518 <          atoms[b]->getVel( velB );
518 >          atoms[b]->getVel(velB);
519  
520 <          velB[0] -= rmb * dx;
521 <          velB[1] -= rmb * dy;
522 <          velB[2] -= rmb * dz;
520 >          velB[0] -= rmb * dx;
521 >          velB[1] -= rmb * dy;
522 >          velB[2] -= rmb * dz;
523  
524 <          atoms[b]->setVel( velB );
524 >          atoms[b]->setVel(velB);
525  
526 <          moving[a] = 1;
527 <          moving[b] = 1;
528 <          done = 0;
529 <        }
526 >          moving[a] = 1;
527 >          moving[b] = 1;
528 >          done = 0;
529 >        }
530        }
531      }
532 <    
533 <    for(i=0; i<nAtoms; i++){
567 <      
532 >
533 >    for (i = 0; i < nAtoms; i++){
534        moved[i] = moving[i];
535        moving[i] = 0;
536      }
# Line 572 | Line 538 | template<typename T> void Integrator<T>::constrainA(){
538      iteration++;
539    }
540  
541 <  if( !done ){
542 <
543 <    sprintf( painCave.errMsg,
544 <             "Constraint failure in constrainA, too many iterations: %d\n",
579 <             iteration );
541 >  if (!done){
542 >    sprintf(painCave.errMsg,
543 >            "Constraint failure in constrainA, too many iterations: %d\n",
544 >            iteration);
545      painCave.isFatal = 1;
546      simError();
547    }
548  
549   }
550  
551 < template<typename T> void Integrator<T>::constrainB( void ){
552 <  
588 <  int i,j,k;
551 > template<typename T> void Integrator<T>::constrainB(void){
552 >  int i, j, k;
553    int done;
554    double posA[3], posB[3];
555    double velA[3], velB[3];
# Line 599 | Line 563 | template<typename T> void Integrator<T>::constrainB( v
563    double gab;
564    int iteration;
565  
566 <  for(i=0; i<nAtoms; i++){
566 >  for (i = 0; i < nAtoms; i++){
567      moving[i] = 0;
568      moved[i] = 1;
569    }
570  
571    done = 0;
572    iteration = 0;
573 <  while( !done && (iteration < maxIteration ) ){
610 <
573 >  while (!done && (iteration < maxIteration)){
574      done = 1;
575  
576 <    for(i=0; i<nConstrained; i++){
614 <      
576 >    for (i = 0; i < nConstrained; i++){
577        a = constrainedA[i];
578        b = constrainedB[i];
579  
580 <      ax = (a*3) + 0;
581 <      ay = (a*3) + 1;
582 <      az = (a*3) + 2;
580 >      ax = (a * 3) + 0;
581 >      ay = (a * 3) + 1;
582 >      az = (a * 3) + 2;
583  
584 <      bx = (b*3) + 0;
585 <      by = (b*3) + 1;
586 <      bz = (b*3) + 2;
584 >      bx = (b * 3) + 0;
585 >      by = (b * 3) + 1;
586 >      bz = (b * 3) + 2;
587  
588 <      if( moved[a] || moved[b] ){
588 >      if (moved[a] || moved[b]){
589 >        atoms[a]->getVel(velA);
590 >        atoms[b]->getVel(velB);
591  
592 <        atoms[a]->getVel( velA );
593 <        atoms[b]->getVel( velB );
594 <          
631 <        vxab = velA[0] - velB[0];
632 <        vyab = velA[1] - velB[1];
633 <        vzab = velA[2] - velB[2];
592 >        vxab = velA[0] - velB[0];
593 >        vyab = velA[1] - velB[1];
594 >        vzab = velA[2] - velB[2];
595  
596 <        atoms[a]->getPos( posA );
597 <        atoms[b]->getPos( posB );
596 >        atoms[a]->getPos(posA);
597 >        atoms[b]->getPos(posB);
598  
599 <        for (j = 0; j < 3; j++)
599 >        for (j = 0; j < 3; j++)
600            rab[j] = posA[j] - posB[j];
601 <          
602 <        info->wrapVector( rab );
642 <        
643 <        rma = 1.0 / atoms[a]->getMass();
644 <        rmb = 1.0 / atoms[b]->getMass();
601 >
602 >        info->wrapVector(rab);
603  
604 <        rvab = rab[0] * vxab + rab[1] * vyab + rab[2] * vzab;
605 <          
648 <        gab = -rvab / ( ( rma + rmb ) * constrainedDsqr[i] );
604 >        rma = 1.0 / atoms[a]->getMass();
605 >        rmb = 1.0 / atoms[b]->getMass();
606  
607 <        if (fabs(gab) > tol) {
651 <          
652 <          dx = rab[0] * gab;
653 <          dy = rab[1] * gab;
654 <          dz = rab[2] * gab;
655 <        
656 <          velA[0] += rma * dx;
657 <          velA[1] += rma * dy;
658 <          velA[2] += rma * dz;
607 >        rvab = rab[0] * vxab + rab[1] * vyab + rab[2] * vzab;
608  
609 <          atoms[a]->setVel( velA );
609 >        gab = -rvab / ((rma + rmb) * constrainedDsqr[i]);
610  
611 <          velB[0] -= rmb * dx;
612 <          velB[1] -= rmb * dy;
613 <          velB[2] -= rmb * dz;
611 >        if (fabs(gab) > tol){
612 >          dx = rab[0] * gab;
613 >          dy = rab[1] * gab;
614 >          dz = rab[2] * gab;
615  
616 <          atoms[b]->setVel( velB );
617 <          
618 <          moving[a] = 1;
619 <          moving[b] = 1;
620 <          done = 0;
621 <        }
616 >          velA[0] += rma * dx;
617 >          velA[1] += rma * dy;
618 >          velA[2] += rma * dz;
619 >
620 >          atoms[a]->setVel(velA);
621 >
622 >          velB[0] -= rmb * dx;
623 >          velB[1] -= rmb * dy;
624 >          velB[2] -= rmb * dz;
625 >
626 >          atoms[b]->setVel(velB);
627 >
628 >          moving[a] = 1;
629 >          moving[b] = 1;
630 >          done = 0;
631 >        }
632        }
633      }
634  
635 <    for(i=0; i<nAtoms; i++){
635 >    for (i = 0; i < nAtoms; i++){
636        moved[i] = moving[i];
637        moving[i] = 0;
638      }
639 <    
639 >
640      iteration++;
641    }
682  
683  if( !done ){
642  
643 <  
644 <    sprintf( painCave.errMsg,
645 <             "Constraint failure in constrainB, too many iterations: %d\n",
646 <             iteration );
643 >  if (!done){
644 >    sprintf(painCave.errMsg,
645 >            "Constraint failure in constrainB, too many iterations: %d\n",
646 >            iteration);
647      painCave.isFatal = 1;
648      simError();
649 <  }
692 <
649 >  }
650   }
651  
652 < template<typename T> void Integrator<T>::rotate( int axes1, int axes2, double angle, double ji[3],
653 <                         double A[3][3] ){
652 > template<typename T> void Integrator<T>::rotationPropagation
653 > ( DirectionalAtom* dAtom, double ji[3] ){
654  
655 <  int i,j,k;
655 >  double angle;
656 >  double A[3][3], I[3][3];
657 >
658 >  // use the angular velocities to propagate the rotation matrix a
659 >  // full time step
660 >
661 >  dAtom->getA(A);
662 >  dAtom->getI(I);
663 >  
664 >  // rotate about the x-axis      
665 >  angle = dt2 * ji[0] / I[0][0];
666 >  this->rotate( 1, 2, angle, ji, A );
667 >  
668 >  // rotate about the y-axis
669 >  angle = dt2 * ji[1] / I[1][1];
670 >  this->rotate( 2, 0, angle, ji, A );
671 >  
672 >  // rotate about the z-axis
673 >  angle = dt * ji[2] / I[2][2];
674 >  this->rotate( 0, 1, angle, ji, A);
675 >  
676 >  // rotate about the y-axis
677 >  angle = dt2 * ji[1] / I[1][1];
678 >  this->rotate( 2, 0, angle, ji, A );
679 >  
680 >  // rotate about the x-axis
681 >  angle = dt2 * ji[0] / I[0][0];
682 >  this->rotate( 1, 2, angle, ji, A );
683 >  
684 >  dAtom->setA( A  );    
685 > }
686 >
687 > template<typename T> void Integrator<T>::rotate(int axes1, int axes2,
688 >                                                double angle, double ji[3],
689 >                                                double A[3][3]){
690 >  int i, j, k;
691    double sinAngle;
692    double cosAngle;
693    double angleSqr;
# Line 707 | Line 699 | template<typename T> void Integrator<T>::rotate( int a
699  
700    // initialize the tempA
701  
702 <  for(i=0; i<3; i++){
703 <    for(j=0; j<3; j++){
702 >  for (i = 0; i < 3; i++){
703 >    for (j = 0; j < 3; j++){
704        tempA[j][i] = A[i][j];
705      }
706    }
707  
708    // initialize the tempJ
709  
710 <  for( i=0; i<3; i++) tempJ[i] = ji[i];
711 <  
710 >  for (i = 0; i < 3; i++)
711 >    tempJ[i] = ji[i];
712 >
713    // initalize rot as a unit matrix
714  
715    rot[0][0] = 1.0;
# Line 726 | Line 719 | template<typename T> void Integrator<T>::rotate( int a
719    rot[1][0] = 0.0;
720    rot[1][1] = 1.0;
721    rot[1][2] = 0.0;
722 <  
722 >
723    rot[2][0] = 0.0;
724    rot[2][1] = 0.0;
725    rot[2][2] = 1.0;
726 <  
726 >
727    // use a small angle aproximation for sin and cosine
728  
729 <  angleSqr  = angle * angle;
729 >  angleSqr = angle * angle;
730    angleSqrOver4 = angleSqr / 4.0;
731    top = 1.0 - angleSqrOver4;
732    bottom = 1.0 + angleSqrOver4;
# Line 746 | Line 739 | template<typename T> void Integrator<T>::rotate( int a
739  
740    rot[axes1][axes2] = sinAngle;
741    rot[axes2][axes1] = -sinAngle;
742 <  
742 >
743    // rotate the momentum acoording to: ji[] = rot[][] * ji[]
744 <  
745 <  for(i=0; i<3; i++){
744 >
745 >  for (i = 0; i < 3; i++){
746      ji[i] = 0.0;
747 <    for(k=0; k<3; k++){
747 >    for (k = 0; k < 3; k++){
748        ji[i] += rot[i][k] * tempJ[k];
749      }
750    }
# Line 764 | Line 757 | template<typename T> void Integrator<T>::rotate( int a
757    // calculation as:
758    //                transpose(A[][]) = transpose(A[][]) * transpose(rot[][])
759  
760 <  for(i=0; i<3; i++){
761 <    for(j=0; j<3; j++){
760 >  for (i = 0; i < 3; i++){
761 >    for (j = 0; j < 3; j++){
762        A[j][i] = 0.0;
763 <      for(k=0; k<3; k++){
764 <        A[j][i] += tempA[i][k] * rot[j][k];
763 >      for (k = 0; k < 3; k++){
764 >        A[j][i] += tempA[i][k] * rot[j][k];
765        }
766      }
767    }
768   }
769  
770 < template<typename T> void Integrator<T>::calcForce( int calcPot, int calcStress ){
771 <   myFF->doForces(calcPot,calcStress);
779 <  
770 > template<typename T> void Integrator<T>::calcForce(int calcPot, int calcStress){
771 >  myFF->doForces(calcPot, calcStress);
772   }
773  
774   template<typename T> void Integrator<T>::thermalize(){
775 <  tStats->velocitize();  
775 >  tStats->velocitize();
776   }
777 +
778 + template<typename T> double Integrator<T>::getConservedQuantity(void){
779 +  return tStats->getTotalE();
780 + }

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> Changed lines