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root/OpenMD/branches/development/src/rnemd/RNEMD.cpp
(Generate patch)

Comparing:
trunk/src/integrators/RNEMD.cpp (file contents), Revision 1330 by skuang, Thu Mar 19 21:03:36 2009 UTC vs.
branches/development/src/rnemd/RNEMD.cpp (file contents), Revision 1776 by gezelter, Thu Aug 9 15:52:59 2012 UTC

# Line 6 | Line 6
6   * redistribute this software in source and binary code form, provided
7   * that the following conditions are met:
8   *
9 < * 1. Acknowledgement of the program authors must be made in any
10 < *    publication of scientific results based in part on use of the
11 < *    program.  An acceptable form of acknowledgement is citation of
12 < *    the article in which the program was described (Matthew
13 < *    A. Meineke, Charles F. Vardeman II, Teng Lin, Christopher
14 < *    J. Fennell and J. Daniel Gezelter, "OOPSE: An Object-Oriented
15 < *    Parallel Simulation Engine for Molecular Dynamics,"
16 < *    J. Comput. Chem. 26, pp. 252-271 (2005))
17 < *
18 < * 2. Redistributions of source code must retain the above copyright
9 > * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10   *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11   *
12 < * 3. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12 > * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13   *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14   *    documentation and/or other materials provided with the
15   *    distribution.
# Line 37 | Line 28
28   * arising out of the use of or inability to use software, even if the
29   * University of Notre Dame has been advised of the possibility of
30   * such damages.
31 + *
32 + * SUPPORT OPEN SCIENCE!  If you use OpenMD or its source code in your
33 + * research, please cite the appropriate papers when you publish your
34 + * work.  Good starting points are:
35 + *                                                                      
36 + * [1]  Meineke, et al., J. Comp. Chem. 26, 252-271 (2005).            
37 + * [2]  Fennell & Gezelter, J. Chem. Phys. 124, 234104 (2006).          
38 + * [3]  Sun, Lin & Gezelter, J. Chem. Phys. 128, 24107 (2008).          
39 + * [4]  Vardeman & Gezelter, in progress (2009).                        
40   */
41  
42 < #include "integrators/RNEMD.hpp"
42 > #include <cmath>
43 > #include "rnemd/RNEMD.hpp"
44 > #include "math/Vector3.hpp"
45 > #include "math/Vector.hpp"
46   #include "math/SquareMatrix3.hpp"
47 + #include "math/Polynomial.hpp"
48   #include "primitives/Molecule.hpp"
49   #include "primitives/StuntDouble.hpp"
50 <
51 < #ifndef IS_MPI
52 < #include "math/SeqRandNumGen.hpp"
53 < #else
50 < #include "math/ParallelRandNumGen.hpp"
50 > #include "utils/PhysicalConstants.hpp"
51 > #include "utils/Tuple.hpp"
52 > #ifdef IS_MPI
53 > #include <mpi.h>
54   #endif
55  
56 < /* Remove me after testing*/
54 < /*
55 < #include <cstdio>
56 < #include <iostream>
57 < */
58 < /*End remove me*/
56 > #define HONKING_LARGE_VALUE 1.0e10
57  
58 < namespace oopse {
58 > using namespace std;
59 > namespace OpenMD {
60    
61 <  RNEMD::RNEMD(SimInfo* info) : info_(info) {
62 <    
61 >  RNEMD::RNEMD(SimInfo* info) : info_(info), evaluator_(info), seleMan_(info),
62 >                                usePeriodicBoundaryConditions_(info->getSimParams()->getUsePeriodicBoundaryConditions()) {
63 >
64 >    trialCount_ = 0;
65 >    failTrialCount_ = 0;
66 >    failRootCount_ = 0;
67 >
68      int seedValue;
69      Globals * simParams = info->getSimParams();
70 +    RNEMDParameters* rnemdParams = simParams->getRNEMDParameters();
71  
72 <    stringToEnumMap_["Kinetic"] = rnemdKinetic;
73 <    stringToEnumMap_["Px"] = rnemdPx;
69 <    stringToEnumMap_["Py"] = rnemdPy;
70 <    stringToEnumMap_["Pz"] = rnemdPz;
71 <    stringToEnumMap_["Unknown"] = rnemdUnknown;
72 >    doRNEMD_ = rnemdParams->getUseRNEMD();
73 >    if (!doRNEMD_) return;
74  
75 <    const std::string st = simParams->getRNEMD_swapType();
75 >    stringToMethod_["Swap"]  = rnemdSwap;
76 >    stringToMethod_["NIVS"]  = rnemdNIVS;
77 >    stringToMethod_["VSS"]   = rnemdVSS;
78  
79 <    std::map<std::string, RNEMDTypeEnum>::iterator i;
80 <    i = stringToEnumMap_.find(st);
81 <    rnemdType_  = (i == stringToEnumMap_.end()) ? RNEMD::rnemdUnknown : i->second;
79 >    stringToFluxType_["KE"]  = rnemdKE;
80 >    stringToFluxType_["Px"]  = rnemdPx;
81 >    stringToFluxType_["Py"]  = rnemdPy;
82 >    stringToFluxType_["Pz"]  = rnemdPz;
83 >    stringToFluxType_["KE+Px"]  = rnemdKePx;
84 >    stringToFluxType_["KE+Py"]  = rnemdKePy;
85 >    stringToFluxType_["KE+Pvector"]  = rnemdKePvector;
86  
87 +    runTime_ = simParams->getRunTime();
88 +    statusTime_ = simParams->getStatusTime();
89  
90 <    set_RNEMD_swapTime(simParams->getRNEMD_swapTime());
91 <    set_RNEMD_nBins(simParams->getRNEMD_nBins());
92 <    exchangeSum_ = 0.0;
90 >    rnemdObjectSelection_ = rnemdParams->getObjectSelection();
91 >    evaluator_.loadScriptString(rnemdObjectSelection_);
92 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
93 >
94 >    const string methStr = rnemdParams->getMethod();
95 >    bool hasFluxType = rnemdParams->haveFluxType();
96 >
97 >    string fluxStr;
98 >    if (hasFluxType) {
99 >      fluxStr = rnemdParams->getFluxType();
100 >    } else {
101 >      sprintf(painCave.errMsg,
102 >              "RNEMD: No fluxType was set in the md file.  This parameter,\n"
103 >              "\twhich must be one of the following values:\n"
104 >              "\tKE, Px, Py, Pz, KE+Px, KE+Py, KE+Pvector, must be set to\n"
105 >              "\tuse RNEMD\n");
106 >      painCave.isFatal = 1;
107 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
108 >      simError();
109 >    }
110 >
111 >    bool hasKineticFlux = rnemdParams->haveKineticFlux();
112 >    bool hasMomentumFlux = rnemdParams->haveMomentumFlux();
113 >    bool hasMomentumFluxVector = rnemdParams->haveMomentumFluxVector();
114 >    bool hasSlabWidth = rnemdParams->haveSlabWidth();
115 >    bool hasSlabACenter = rnemdParams->haveSlabACenter();
116 >    bool hasSlabBCenter = rnemdParams->haveSlabBCenter();
117 >    bool hasOutputFileName = rnemdParams->haveOutputFileName();
118 >    bool hasOutputFields = rnemdParams->haveOutputFields();
119      
120 < #ifndef IS_MPI
121 <    if (simParams->haveSeed()) {
122 <      seedValue = simParams->getSeed();
123 <      randNumGen_ = new SeqRandNumGen(seedValue);
124 <    }else {
125 <      randNumGen_ = new SeqRandNumGen();
126 <    }    
127 < #else
128 <    if (simParams->haveSeed()) {
129 <      seedValue = simParams->getSeed();
130 <      randNumGen_ = new ParallelRandNumGen(seedValue);
131 <    }else {
132 <      randNumGen_ = new ParallelRandNumGen();
133 <    }    
134 < #endif
135 <  }
120 >    map<string, RNEMDMethod>::iterator i;
121 >    i = stringToMethod_.find(methStr);
122 >    if (i != stringToMethod_.end())
123 >      rnemdMethod_ = i->second;
124 >    else {
125 >      sprintf(painCave.errMsg,
126 >              "RNEMD: The current method,\n"
127 >              "\t\t%s is not one of the recognized\n"
128 >              "\texchange methods: Swap, NIVS, or VSS\n",
129 >              methStr.c_str());
130 >      painCave.isFatal = 1;
131 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
132 >      simError();
133 >    }
134 >
135 >    map<string, RNEMDFluxType>::iterator j;
136 >    j = stringToFluxType_.find(fluxStr);
137 >    if (j != stringToFluxType_.end())
138 >      rnemdFluxType_ = j->second;
139 >    else {
140 >      sprintf(painCave.errMsg,
141 >              "RNEMD: The current fluxType,\n"
142 >              "\t\t%s\n"
143 >              "\tis not one of the recognized flux types.\n",
144 >              fluxStr.c_str());
145 >      painCave.isFatal = 1;
146 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
147 >      simError();
148 >    }
149 >
150 >    bool methodFluxMismatch = false;
151 >    bool hasCorrectFlux = false;
152 >    switch(rnemdMethod_) {
153 >    case rnemdSwap:
154 >      switch (rnemdFluxType_) {
155 >      case rnemdKE:
156 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
157 >        break;
158 >      case rnemdPx:
159 >      case rnemdPy:
160 >      case rnemdPz:
161 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
162 >        break;
163 >      default :
164 >        methodFluxMismatch = true;
165 >        break;
166 >      }
167 >      break;
168 >    case rnemdNIVS:
169 >      switch (rnemdFluxType_) {
170 >      case rnemdKE:
171 >      case rnemdRotKE:
172 >      case rnemdFullKE:
173 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
174 >        break;
175 >      case rnemdPx:
176 >      case rnemdPy:
177 >      case rnemdPz:
178 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
179 >        break;
180 >      case rnemdKePx:
181 >      case rnemdKePy:
182 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux && hasKineticFlux;
183 >        break;
184 >      default:
185 >        methodFluxMismatch = true;
186 >        break;
187 >      }
188 >      break;
189 >    case rnemdVSS:
190 >      switch (rnemdFluxType_) {
191 >      case rnemdKE:
192 >      case rnemdRotKE:
193 >      case rnemdFullKE:
194 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
195 >        break;
196 >      case rnemdPx:
197 >      case rnemdPy:
198 >      case rnemdPz:
199 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
200 >        break;
201 >      case rnemdPvector:
202 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFluxVector;
203 >      case rnemdKePx:
204 >      case rnemdKePy:
205 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux && hasKineticFlux;
206 >        break;
207 >      case rnemdKePvector:
208 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFluxVector && hasKineticFlux;
209 >        break;
210 >      default:
211 >        methodFluxMismatch = true;
212 >        break;
213 >      }
214 >    default:
215 >      break;
216 >    }
217 >
218 >    if (methodFluxMismatch) {
219 >      sprintf(painCave.errMsg,
220 >              "RNEMD: The current method,\n"
221 >              "\t\t%s\n"
222 >              "\tcannot be used with the current flux type, %s\n",
223 >              methStr.c_str(), fluxStr.c_str());
224 >      painCave.isFatal = 1;
225 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
226 >      simError();        
227 >    }
228 >    if (!hasCorrectFlux) {
229 >      sprintf(painCave.errMsg,
230 >              "RNEMD: The current method,\n"
231 >              "\t%s, and flux type %s\n"
232 >              "\tdid not have the correct flux value specified. Options\n"
233 >              "\tinclude: kineticFlux, momentumFlux, and momentumFluxVector\n",
234 >              methStr.c_str(), fluxStr.c_str());
235 >      painCave.isFatal = 1;
236 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
237 >      simError();        
238 >    }
239 >
240 >    if (hasKineticFlux) {
241 >      kineticFlux_ = rnemdParams->getKineticFlux();
242 >    } else {
243 >      kineticFlux_ = 0.0;
244 >    }
245 >    if (hasMomentumFluxVector) {
246 >      momentumFluxVector_ = rnemdParams->getMomentumFluxVector();
247 >    } else {
248 >      momentumFluxVector_ = V3Zero;
249 >      if (hasMomentumFlux) {
250 >        RealType momentumFlux = rnemdParams->getMomentumFlux();
251 >        switch (rnemdFluxType_) {
252 >        case rnemdPx:
253 >          momentumFluxVector_.x() = momentumFlux;
254 >          break;
255 >        case rnemdPy:
256 >          momentumFluxVector_.y() = momentumFlux;
257 >          break;
258 >        case rnemdPz:
259 >          momentumFluxVector_.z() = momentumFlux;
260 >          break;
261 >        case rnemdKePx:
262 >          momentumFluxVector_.x() = momentumFlux;
263 >          break;
264 >        case rnemdKePy:
265 >          momentumFluxVector_.y() = momentumFlux;
266 >          break;
267 >        default:
268 >          break;
269 >        }
270 >      }    
271 >    }
272 >
273 >    // do some sanity checking
274 >
275 >    int selectionCount = seleMan_.getSelectionCount();
276 >    int nIntegrable = info->getNGlobalIntegrableObjects();
277 >
278 >    if (selectionCount > nIntegrable) {
279 >      sprintf(painCave.errMsg,
280 >              "RNEMD: The current objectSelection,\n"
281 >              "\t\t%s\n"
282 >              "\thas resulted in %d selected objects.  However,\n"
283 >              "\tthe total number of integrable objects in the system\n"
284 >              "\tis only %d.  This is almost certainly not what you want\n"
285 >              "\tto do.  A likely cause of this is forgetting the _RB_0\n"
286 >              "\tselector in the selection script!\n",
287 >              rnemdObjectSelection_.c_str(),
288 >              selectionCount, nIntegrable);
289 >      painCave.isFatal = 0;
290 >      painCave.severity = OPENMD_WARNING;
291 >      simError();
292 >    }
293 >
294 >    areaAccumulator_ = new Accumulator();
295 >
296 >    nBins_ = rnemdParams->getOutputBins();
297 >
298 >    data_.resize(RNEMD::ENDINDEX);
299 >    OutputData z;
300 >    z.units =  "Angstroms";
301 >    z.title =  "Z";
302 >    z.dataType = "RealType";
303 >    z.accumulator.reserve(nBins_);
304 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
305 >      z.accumulator.push_back( new Accumulator() );
306 >    data_[Z] = z;
307 >    outputMap_["Z"] =  Z;
308 >
309 >    OutputData temperature;
310 >    temperature.units =  "K";
311 >    temperature.title =  "Temperature";
312 >    temperature.dataType = "RealType";
313 >    temperature.accumulator.reserve(nBins_);
314 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
315 >      temperature.accumulator.push_back( new Accumulator() );
316 >    data_[TEMPERATURE] = temperature;
317 >    outputMap_["TEMPERATURE"] =  TEMPERATURE;
318 >
319 >    OutputData velocity;
320 >    velocity.units = "amu/fs";
321 >    velocity.title =  "Velocity";  
322 >    velocity.dataType = "Vector3d";
323 >    velocity.accumulator.reserve(nBins_);
324 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
325 >      velocity.accumulator.push_back( new VectorAccumulator() );
326 >    data_[VELOCITY] = velocity;
327 >    outputMap_["VELOCITY"] = VELOCITY;
328 >
329 >    OutputData density;
330 >    density.units =  "g cm^-3";
331 >    density.title =  "Density";
332 >    density.dataType = "RealType";
333 >    density.accumulator.reserve(nBins_);
334 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
335 >      density.accumulator.push_back( new Accumulator() );
336 >    data_[DENSITY] = density;
337 >    outputMap_["DENSITY"] =  DENSITY;
338 >
339 >    if (hasOutputFields) {
340 >      parseOutputFileFormat(rnemdParams->getOutputFields());
341 >    } else {
342 >      outputMask_.set(Z);
343 >      switch (rnemdFluxType_) {
344 >      case rnemdKE:
345 >      case rnemdRotKE:
346 >      case rnemdFullKE:
347 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
348 >        break;
349 >      case rnemdPx:
350 >      case rnemdPy:
351 >        outputMask_.set(VELOCITY);
352 >        break;
353 >      case rnemdPz:        
354 >      case rnemdPvector:
355 >        outputMask_.set(VELOCITY);
356 >        outputMask_.set(DENSITY);
357 >        break;
358 >      case rnemdKePx:
359 >      case rnemdKePy:
360 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
361 >        outputMask_.set(VELOCITY);
362 >        break;
363 >      case rnemdKePvector:
364 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
365 >        outputMask_.set(VELOCITY);
366 >        outputMask_.set(DENSITY);        
367 >        break;
368 >      default:
369 >        break;
370 >      }
371 >    }
372 >      
373 >    if (hasOutputFileName) {
374 >      rnemdFileName_ = rnemdParams->getOutputFileName();
375 >    } else {
376 >      rnemdFileName_ = getPrefix(info->getFinalConfigFileName()) + ".rnemd";
377 >    }          
378 >
379 >    exchangeTime_ = rnemdParams->getExchangeTime();
380 >
381 >    Snapshot* currentSnap_ = info->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
382 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
383    
384 +    // Target exchange quantities (in each exchange) =  2 Lx Ly dt flux
385 +    // Lx, Ly = box dimensions in x & y
386 +    // dt = exchange time interval
387 +    // flux = target flux
388 +
389 +    RealType area = currentSnap_->getXYarea();
390 +    kineticTarget_ = 2.0 * kineticFlux_ * exchangeTime_ * area;
391 +    momentumTarget_ = 2.0 * momentumFluxVector_ * exchangeTime_ * area;
392 +
393 +    // total exchange sums are zeroed out at the beginning:
394 +
395 +    kineticExchange_ = 0.0;
396 +    momentumExchange_ = V3Zero;
397 +
398 +    if (hasSlabWidth)
399 +      slabWidth_ = rnemdParams->getSlabWidth();
400 +    else
401 +      slabWidth_ = hmat(2,2) / 10.0;
402 +  
403 +    if (hasSlabACenter)
404 +      slabACenter_ = rnemdParams->getSlabACenter();
405 +    else
406 +      slabACenter_ = 0.0;
407 +    
408 +    if (hasSlabBCenter)
409 +      slabBCenter_ = rnemdParams->getSlabBCenter();
410 +    else
411 +      slabBCenter_ = hmat(2,2) / 2.0;
412 +    
413 +  }
414 +  
415    RNEMD::~RNEMD() {
416 <    delete randNumGen_;
416 >    if (!doRNEMD_) return;
417 > #ifdef IS_MPI
418 >    if (worldRank == 0) {
419 > #endif
420 >
421 >      writeOutputFile();
422 >
423 >      rnemdFile_.close();
424 >      
425 > #ifdef IS_MPI
426 >    }
427 > #endif
428    }
429 +  
430 +  bool RNEMD::inSlabA(Vector3d pos) {
431 +    return (abs(pos.z() - slabACenter_) < 0.5*slabWidth_);
432 +  }
433 +  bool RNEMD::inSlabB(Vector3d pos) {
434 +    return (abs(pos.z() - slabBCenter_) < 0.5*slabWidth_);
435 +  }
436  
437    void RNEMD::doSwap() {
438 <    std::cerr << "in RNEMD!\n";  
439 <    std::cerr << "nBins = " << nBins_ << "\n";
440 <    std::cerr << "swapTime = " << swapTime_ << "\n";
441 <    std::cerr << "exchangeSum = " << exchangeSum_ << "\n";
442 <    std::cerr << "swapType = " << rnemdType_ << "\n";
443 <  }  
438 >    if (!doRNEMD_) return;
439 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
440 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
441 >
442 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
443 >
444 >    int selei;
445 >    StuntDouble* sd;
446 >    int idx;
447 >
448 >    RealType min_val;
449 >    bool min_found = false;  
450 >    StuntDouble* min_sd;
451 >
452 >    RealType max_val;
453 >    bool max_found = false;
454 >    StuntDouble* max_sd;
455 >
456 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
457 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
458 >
459 >      idx = sd->getLocalIndex();
460 >
461 >      Vector3d pos = sd->getPos();
462 >
463 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
464 >
465 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
466 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
467 >      bool inA = inSlabA(pos);
468 >      bool inB = inSlabB(pos);
469 >
470 >      if (inA || inB) {
471 >        
472 >        RealType mass = sd->getMass();
473 >        Vector3d vel = sd->getVel();
474 >        RealType value;
475 >        
476 >        switch(rnemdFluxType_) {
477 >        case rnemdKE :
478 >          
479 >          value = mass * vel.lengthSquare();
480 >          
481 >          if (sd->isDirectional()) {
482 >            Vector3d angMom = sd->getJ();
483 >            Mat3x3d I = sd->getI();
484 >            
485 >            if (sd->isLinear()) {
486 >              int i = sd->linearAxis();
487 >              int j = (i + 1) % 3;
488 >              int k = (i + 2) % 3;
489 >              value += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
490 >                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
491 >            } else {                        
492 >              value += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
493 >                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
494 >                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
495 >            }
496 >          } //angular momenta exchange enabled
497 >          //energyConvert temporarily disabled
498 >          //make kineticExchange_ comparable between swap & scale
499 >          //value = value * 0.5 / PhysicalConstants::energyConvert;
500 >          value *= 0.5;
501 >          break;
502 >        case rnemdPx :
503 >          value = mass * vel[0];
504 >          break;
505 >        case rnemdPy :
506 >          value = mass * vel[1];
507 >          break;
508 >        case rnemdPz :
509 >          value = mass * vel[2];
510 >          break;
511 >        default :
512 >          break;
513 >        }
514 >        
515 >        if (inA == 0) {
516 >          if (!min_found) {
517 >            min_val = value;
518 >            min_sd = sd;
519 >            min_found = true;
520 >          } else {
521 >            if (min_val > value) {
522 >              min_val = value;
523 >              min_sd = sd;
524 >            }
525 >          }
526 >        } else {
527 >          if (!max_found) {
528 >            max_val = value;
529 >            max_sd = sd;
530 >            max_found = true;
531 >          } else {
532 >            if (max_val < value) {
533 >              max_val = value;
534 >              max_sd = sd;
535 >            }
536 >          }      
537 >        }
538 >      }
539 >    }
540 >    
541 > #ifdef IS_MPI
542 >    int nProc, worldRank;
543 >    
544 >    nProc = MPI::COMM_WORLD.Get_size();
545 >    worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
546 >
547 >    bool my_min_found = min_found;
548 >    bool my_max_found = max_found;
549 >
550 >    // Even if we didn't find a minimum, did someone else?
551 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&my_min_found, &min_found, 1, MPI::BOOL, MPI::LOR);
552 >    // Even if we didn't find a maximum, did someone else?
553 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&my_max_found, &max_found, 1, MPI::BOOL, MPI::LOR);
554 > #endif
555 >
556 >    if (max_found && min_found) {
557 >
558 > #ifdef IS_MPI
559 >      struct {
560 >        RealType val;
561 >        int rank;
562 >      } max_vals, min_vals;
563 >      
564 >      if (my_min_found) {
565 >        min_vals.val = min_val;
566 >      } else {
567 >        min_vals.val = HONKING_LARGE_VALUE;
568 >      }
569 >      min_vals.rank = worldRank;    
570 >      
571 >      // Who had the minimum?
572 >      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&min_vals, &min_vals,
573 >                                1, MPI::REALTYPE_INT, MPI::MINLOC);
574 >      min_val = min_vals.val;
575 >      
576 >      if (my_max_found) {
577 >        max_vals.val = max_val;
578 >      } else {
579 >        max_vals.val = -HONKING_LARGE_VALUE;
580 >      }
581 >      max_vals.rank = worldRank;    
582 >      
583 >      // Who had the maximum?
584 >      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&max_vals, &max_vals,
585 >                                1, MPI::REALTYPE_INT, MPI::MAXLOC);
586 >      max_val = max_vals.val;
587 > #endif
588 >      
589 >      if (min_val < max_val) {
590 >        
591 > #ifdef IS_MPI      
592 >        if (max_vals.rank == worldRank && min_vals.rank == worldRank) {
593 >          // I have both maximum and minimum, so proceed like a single
594 >          // processor version:
595 > #endif
596 >
597 >          Vector3d min_vel = min_sd->getVel();
598 >          Vector3d max_vel = max_sd->getVel();
599 >          RealType temp_vel;
600 >          
601 >          switch(rnemdFluxType_) {
602 >          case rnemdKE :
603 >            min_sd->setVel(max_vel);
604 >            max_sd->setVel(min_vel);
605 >            if (min_sd->isDirectional() && max_sd->isDirectional()) {
606 >              Vector3d min_angMom = min_sd->getJ();
607 >              Vector3d max_angMom = max_sd->getJ();
608 >              min_sd->setJ(max_angMom);
609 >              max_sd->setJ(min_angMom);
610 >            }//angular momenta exchange enabled
611 >            //assumes same rigid body identity
612 >            break;
613 >          case rnemdPx :
614 >            temp_vel = min_vel.x();
615 >            min_vel.x() = max_vel.x();
616 >            max_vel.x() = temp_vel;
617 >            min_sd->setVel(min_vel);
618 >            max_sd->setVel(max_vel);
619 >            break;
620 >          case rnemdPy :
621 >            temp_vel = min_vel.y();
622 >            min_vel.y() = max_vel.y();
623 >            max_vel.y() = temp_vel;
624 >            min_sd->setVel(min_vel);
625 >            max_sd->setVel(max_vel);
626 >            break;
627 >          case rnemdPz :
628 >            temp_vel = min_vel.z();
629 >            min_vel.z() = max_vel.z();
630 >            max_vel.z() = temp_vel;
631 >            min_sd->setVel(min_vel);
632 >            max_sd->setVel(max_vel);
633 >            break;
634 >          default :
635 >            break;
636 >          }
637 >
638 > #ifdef IS_MPI
639 >          // the rest of the cases only apply in parallel simulations:
640 >        } else if (max_vals.rank == worldRank) {
641 >          // I had the max, but not the minimum
642 >          
643 >          Vector3d min_vel;
644 >          Vector3d max_vel = max_sd->getVel();
645 >          MPI::Status status;
646 >
647 >          // point-to-point swap of the velocity vector
648 >          MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
649 >                                   min_vals.rank, 0,
650 >                                   min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
651 >                                   min_vals.rank, 0, status);
652 >          
653 >          switch(rnemdFluxType_) {
654 >          case rnemdKE :
655 >            max_sd->setVel(min_vel);
656 >            //angular momenta exchange enabled
657 >            if (max_sd->isDirectional()) {
658 >              Vector3d min_angMom;
659 >              Vector3d max_angMom = max_sd->getJ();
660 >              
661 >              // point-to-point swap of the angular momentum vector
662 >              MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(max_angMom.getArrayPointer(), 3,
663 >                                       MPI::REALTYPE, min_vals.rank, 1,
664 >                                       min_angMom.getArrayPointer(), 3,
665 >                                       MPI::REALTYPE, min_vals.rank, 1,
666 >                                       status);
667 >              
668 >              max_sd->setJ(min_angMom);
669 >            }
670 >            break;
671 >          case rnemdPx :
672 >            max_vel.x() = min_vel.x();
673 >            max_sd->setVel(max_vel);
674 >            break;
675 >          case rnemdPy :
676 >            max_vel.y() = min_vel.y();
677 >            max_sd->setVel(max_vel);
678 >            break;
679 >          case rnemdPz :
680 >            max_vel.z() = min_vel.z();
681 >            max_sd->setVel(max_vel);
682 >            break;
683 >          default :
684 >            break;
685 >          }
686 >        } else if (min_vals.rank == worldRank) {
687 >          // I had the minimum but not the maximum:
688 >          
689 >          Vector3d max_vel;
690 >          Vector3d min_vel = min_sd->getVel();
691 >          MPI::Status status;
692 >          
693 >          // point-to-point swap of the velocity vector
694 >          MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
695 >                                   max_vals.rank, 0,
696 >                                   max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
697 >                                   max_vals.rank, 0, status);
698 >          
699 >          switch(rnemdFluxType_) {
700 >          case rnemdKE :
701 >            min_sd->setVel(max_vel);
702 >            //angular momenta exchange enabled
703 >            if (min_sd->isDirectional()) {
704 >              Vector3d min_angMom = min_sd->getJ();
705 >              Vector3d max_angMom;
706 >              
707 >              // point-to-point swap of the angular momentum vector
708 >              MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(min_angMom.getArrayPointer(), 3,
709 >                                       MPI::REALTYPE, max_vals.rank, 1,
710 >                                       max_angMom.getArrayPointer(), 3,
711 >                                       MPI::REALTYPE, max_vals.rank, 1,
712 >                                       status);
713 >              
714 >              min_sd->setJ(max_angMom);
715 >            }
716 >            break;
717 >          case rnemdPx :
718 >            min_vel.x() = max_vel.x();
719 >            min_sd->setVel(min_vel);
720 >            break;
721 >          case rnemdPy :
722 >            min_vel.y() = max_vel.y();
723 >            min_sd->setVel(min_vel);
724 >            break;
725 >          case rnemdPz :
726 >            min_vel.z() = max_vel.z();
727 >            min_sd->setVel(min_vel);
728 >            break;
729 >          default :
730 >            break;
731 >          }
732 >        }
733 > #endif
734 >        
735 >        switch(rnemdFluxType_) {
736 >        case rnemdKE:
737 >          cerr << "KE\n";
738 >          kineticExchange_ += max_val - min_val;
739 >          break;
740 >        case rnemdPx:
741 >          momentumExchange_.x() += max_val - min_val;
742 >          break;
743 >        case rnemdPy:
744 >          momentumExchange_.y() += max_val - min_val;
745 >          break;
746 >        case rnemdPz:
747 >          momentumExchange_.z() += max_val - min_val;
748 >          break;
749 >        default:
750 >          cerr << "default\n";
751 >          break;
752 >        }
753 >      } else {        
754 >        sprintf(painCave.errMsg,
755 >                "RNEMD::doSwap exchange NOT performed because min_val > max_val\n");
756 >        painCave.isFatal = 0;
757 >        painCave.severity = OPENMD_INFO;
758 >        simError();        
759 >        failTrialCount_++;
760 >      }
761 >    } else {
762 >      sprintf(painCave.errMsg,
763 >              "RNEMD::doSwap exchange NOT performed because selected object\n"
764 >              "\twas not present in at least one of the two slabs.\n");
765 >      painCave.isFatal = 0;
766 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
767 >      simError();        
768 >      failTrialCount_++;
769 >    }    
770 >  }
771 >  
772 >  void RNEMD::doNIVS() {
773 >    if (!doRNEMD_) return;
774 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
775 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
776 >
777 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
778 >
779 >    int selei;
780 >    StuntDouble* sd;
781 >    int idx;
782 >
783 >    vector<StuntDouble*> hotBin, coldBin;
784 >
785 >    RealType Phx = 0.0;
786 >    RealType Phy = 0.0;
787 >    RealType Phz = 0.0;
788 >    RealType Khx = 0.0;
789 >    RealType Khy = 0.0;
790 >    RealType Khz = 0.0;
791 >    RealType Khw = 0.0;
792 >    RealType Pcx = 0.0;
793 >    RealType Pcy = 0.0;
794 >    RealType Pcz = 0.0;
795 >    RealType Kcx = 0.0;
796 >    RealType Kcy = 0.0;
797 >    RealType Kcz = 0.0;
798 >    RealType Kcw = 0.0;
799 >
800 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
801 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
802 >
803 >      idx = sd->getLocalIndex();
804 >
805 >      Vector3d pos = sd->getPos();
806 >
807 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
808 >
809 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
810 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
811 >
812 >      // which bin is this stuntdouble in?
813 >      bool inA = inSlabA(pos);
814 >      bool inB = inSlabB(pos);
815 >
816 >      if (inA || inB) {
817 >              
818 >        RealType mass = sd->getMass();
819 >        Vector3d vel = sd->getVel();
820 >      
821 >        if (inA) {
822 >          hotBin.push_back(sd);
823 >          Phx += mass * vel.x();
824 >          Phy += mass * vel.y();
825 >          Phz += mass * vel.z();
826 >          Khx += mass * vel.x() * vel.x();
827 >          Khy += mass * vel.y() * vel.y();
828 >          Khz += mass * vel.z() * vel.z();
829 >          if (sd->isDirectional()) {
830 >            Vector3d angMom = sd->getJ();
831 >            Mat3x3d I = sd->getI();
832 >            if (sd->isLinear()) {
833 >              int i = sd->linearAxis();
834 >              int j = (i + 1) % 3;
835 >              int k = (i + 2) % 3;
836 >              Khw += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
837 >                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
838 >            } else {
839 >              Khw += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
840 >                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
841 >                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
842 >            }
843 >          }
844 >        } else {
845 >          coldBin.push_back(sd);
846 >          Pcx += mass * vel.x();
847 >          Pcy += mass * vel.y();
848 >          Pcz += mass * vel.z();
849 >          Kcx += mass * vel.x() * vel.x();
850 >          Kcy += mass * vel.y() * vel.y();
851 >          Kcz += mass * vel.z() * vel.z();
852 >          if (sd->isDirectional()) {
853 >            Vector3d angMom = sd->getJ();
854 >            Mat3x3d I = sd->getI();
855 >            if (sd->isLinear()) {
856 >              int i = sd->linearAxis();
857 >              int j = (i + 1) % 3;
858 >              int k = (i + 2) % 3;
859 >              Kcw += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
860 >                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
861 >            } else {
862 >              Kcw += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
863 >                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
864 >                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
865 >            }
866 >          }
867 >        }
868 >      }
869 >    }
870 >    
871 >    Khx *= 0.5;
872 >    Khy *= 0.5;
873 >    Khz *= 0.5;
874 >    Khw *= 0.5;
875 >    Kcx *= 0.5;
876 >    Kcy *= 0.5;
877 >    Kcz *= 0.5;
878 >    Kcw *= 0.5;
879 >
880 > #ifdef IS_MPI
881 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
882 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
883 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
884 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
885 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
886 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
887 >
888 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
889 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
890 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
891 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khw, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
892 >
893 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
894 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
895 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
896 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcw, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
897 > #endif
898 >
899 >    //solve coldBin coeff's first
900 >    RealType px = Pcx / Phx;
901 >    RealType py = Pcy / Phy;
902 >    RealType pz = Pcz / Phz;
903 >    RealType c, x, y, z;
904 >    bool successfulScale = false;
905 >    if ((rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) ||
906 >        (rnemdFluxType_ == rnemdRotKE)) {
907 >      //may need sanity check Khw & Kcw > 0
908 >
909 >      if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
910 >        c = 1.0 - kineticTarget_ / (Kcx + Kcy + Kcz + Kcw);
911 >      } else {
912 >        c = 1.0 - kineticTarget_ / Kcw;
913 >      }
914 >
915 >      if ((c > 0.81) && (c < 1.21)) {//restrict scaling coefficients
916 >        c = sqrt(c);
917 >        //std::cerr << "cold slab scaling coefficient: " << c << endl;
918 >        //now convert to hotBin coefficient
919 >        RealType w = 0.0;
920 >        if (rnemdFluxType_ ==  rnemdFullKE) {
921 >          x = 1.0 + px * (1.0 - c);
922 >          y = 1.0 + py * (1.0 - c);
923 >          z = 1.0 + pz * (1.0 - c);
924 >          /* more complicated way
925 >             w = 1.0 + (Kcw - Kcw * c * c - (c * c * (Kcx + Kcy + Kcz
926 >             + Khx * px * px + Khy * py * py + Khz * pz * pz)
927 >             - 2.0 * c * (Khx * px * (1.0 + px) + Khy * py * (1.0 + py)
928 >             + Khz * pz * (1.0 + pz)) + Khx * px * (2.0 + px)
929 >             + Khy * py * (2.0 + py) + Khz * pz * (2.0 + pz)
930 >             - Kcx - Kcy - Kcz)) / Khw; the following is simpler
931 >          */
932 >          if ((fabs(x - 1.0) < 0.1) && (fabs(y - 1.0) < 0.1) &&
933 >              (fabs(z - 1.0) < 0.1)) {
934 >            w = 1.0 + (kineticTarget_
935 >                       + Khx * (1.0 - x * x) + Khy * (1.0 - y * y)
936 >                       + Khz * (1.0 - z * z)) / Khw;
937 >          }//no need to calculate w if x, y or z is out of range
938 >        } else {
939 >          w = 1.0 + kineticTarget_ / Khw;
940 >        }
941 >        if ((w > 0.81) && (w < 1.21)) {//restrict scaling coefficients
942 >          //if w is in the right range, so should be x, y, z.
943 >          vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
944 >          Vector3d vel;
945 >          for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
946 >            if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
947 >              vel = (*sdi)->getVel() * c;
948 >              (*sdi)->setVel(vel);
949 >            }
950 >            if ((*sdi)->isDirectional()) {
951 >              Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * c;
952 >              (*sdi)->setJ(angMom);
953 >            }
954 >          }
955 >          w = sqrt(w);
956 >          // std::cerr << "xh= " << x << "\tyh= " << y << "\tzh= " << z
957 >          //           << "\twh= " << w << endl;
958 >          for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
959 >            if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
960 >              vel = (*sdi)->getVel();
961 >              vel.x() *= x;
962 >              vel.y() *= y;
963 >              vel.z() *= z;
964 >              (*sdi)->setVel(vel);
965 >            }
966 >            if ((*sdi)->isDirectional()) {
967 >              Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * w;
968 >              (*sdi)->setJ(angMom);
969 >            }
970 >          }
971 >          successfulScale = true;
972 >          kineticExchange_ += kineticTarget_;
973 >        }
974 >      }
975 >    } else {
976 >      RealType a000, a110, c0, a001, a111, b01, b11, c1;
977 >      switch(rnemdFluxType_) {
978 >      case rnemdKE :
979 >        /* used hotBin coeff's & only scale x & y dimensions
980 >           RealType px = Phx / Pcx;
981 >           RealType py = Phy / Pcy;
982 >           a110 = Khy;
983 >           c0 = - Khx - Khy - kineticTarget_;
984 >           a000 = Khx;
985 >           a111 = Kcy * py * py;
986 >           b11 = -2.0 * Kcy * py * (1.0 + py);
987 >           c1 = Kcy * py * (2.0 + py) + Kcx * px * ( 2.0 + px) + kineticTarget_;
988 >           b01 = -2.0 * Kcx * px * (1.0 + px);
989 >           a001 = Kcx * px * px;
990 >        */
991 >        //scale all three dimensions, let c_x = c_y
992 >        a000 = Kcx + Kcy;
993 >        a110 = Kcz;
994 >        c0 = kineticTarget_ - Kcx - Kcy - Kcz;
995 >        a001 = Khx * px * px + Khy * py * py;
996 >        a111 = Khz * pz * pz;
997 >        b01 = -2.0 * (Khx * px * (1.0 + px) + Khy * py * (1.0 + py));
998 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
999 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khy * py * (2.0 + py)
1000 >          + Khz * pz * (2.0 + pz) - kineticTarget_;
1001 >        break;
1002 >      case rnemdPx :
1003 >        c = 1 - momentumTarget_.x() / Pcx;
1004 >        a000 = Kcy;
1005 >        a110 = Kcz;
1006 >        c0 = Kcx * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1007 >        a001 = py * py * Khy;
1008 >        a111 = pz * pz * Khz;
1009 >        b01 = -2.0 * Khy * py * (1.0 + py);
1010 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
1011 >        c1 = Khy * py * (2.0 + py) + Khz * pz * (2.0 + pz)
1012 >          + Khx * (fastpow(c * px - px - 1.0, 2) - 1.0);
1013 >        break;
1014 >      case rnemdPy :
1015 >        c = 1 - momentumTarget_.y() / Pcy;
1016 >        a000 = Kcx;
1017 >        a110 = Kcz;
1018 >        c0 = Kcy * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1019 >        a001 = px * px * Khx;
1020 >        a111 = pz * pz * Khz;
1021 >        b01 = -2.0 * Khx * px * (1.0 + px);
1022 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
1023 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khz * pz * (2.0 + pz)
1024 >          + Khy * (fastpow(c * py - py - 1.0, 2) - 1.0);
1025 >        break;
1026 >      case rnemdPz ://we don't really do this, do we?
1027 >        c = 1 - momentumTarget_.z() / Pcz;
1028 >        a000 = Kcx;
1029 >        a110 = Kcy;
1030 >        c0 = Kcz * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1031 >        a001 = px * px * Khx;
1032 >        a111 = py * py * Khy;
1033 >        b01 = -2.0 * Khx * px * (1.0 + px);
1034 >        b11 = -2.0 * Khy * py * (1.0 + py);
1035 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khy * py * (2.0 + py)
1036 >          + Khz * (fastpow(c * pz - pz - 1.0, 2) - 1.0);
1037 >        break;
1038 >      default :
1039 >        break;
1040 >      }
1041 >      
1042 >      RealType v1 = a000 * a111 - a001 * a110;
1043 >      RealType v2 = a000 * b01;
1044 >      RealType v3 = a000 * b11;
1045 >      RealType v4 = a000 * c1 - a001 * c0;
1046 >      RealType v8 = a110 * b01;
1047 >      RealType v10 = - b01 * c0;
1048 >      
1049 >      RealType u0 = v2 * v10 - v4 * v4;
1050 >      RealType u1 = -2.0 * v3 * v4;
1051 >      RealType u2 = -v2 * v8 - v3 * v3 - 2.0 * v1 * v4;
1052 >      RealType u3 = -2.0 * v1 * v3;
1053 >      RealType u4 = - v1 * v1;
1054 >      //rescale coefficients
1055 >      RealType maxAbs = fabs(u0);
1056 >      if (maxAbs < fabs(u1)) maxAbs = fabs(u1);
1057 >      if (maxAbs < fabs(u2)) maxAbs = fabs(u2);
1058 >      if (maxAbs < fabs(u3)) maxAbs = fabs(u3);
1059 >      if (maxAbs < fabs(u4)) maxAbs = fabs(u4);
1060 >      u0 /= maxAbs;
1061 >      u1 /= maxAbs;
1062 >      u2 /= maxAbs;
1063 >      u3 /= maxAbs;
1064 >      u4 /= maxAbs;
1065 >      //max_element(start, end) is also available.
1066 >      Polynomial<RealType> poly; //same as DoublePolynomial poly;
1067 >      poly.setCoefficient(4, u4);
1068 >      poly.setCoefficient(3, u3);
1069 >      poly.setCoefficient(2, u2);
1070 >      poly.setCoefficient(1, u1);
1071 >      poly.setCoefficient(0, u0);
1072 >      vector<RealType> realRoots = poly.FindRealRoots();
1073 >      
1074 >      vector<RealType>::iterator ri;
1075 >      RealType r1, r2, alpha0;
1076 >      vector<pair<RealType,RealType> > rps;
1077 >      for (ri = realRoots.begin(); ri !=realRoots.end(); ri++) {
1078 >        r2 = *ri;
1079 >        //check if FindRealRoots() give the right answer
1080 >        if ( fabs(u0 + r2 * (u1 + r2 * (u2 + r2 * (u3 + r2 * u4)))) > 1e-6 ) {
1081 >          sprintf(painCave.errMsg,
1082 >                  "RNEMD Warning: polynomial solve seems to have an error!");
1083 >          painCave.isFatal = 0;
1084 >          simError();
1085 >          failRootCount_++;
1086 >        }
1087 >        //might not be useful w/o rescaling coefficients
1088 >        alpha0 = -c0 - a110 * r2 * r2;
1089 >        if (alpha0 >= 0.0) {
1090 >          r1 = sqrt(alpha0 / a000);
1091 >          if (fabs(c1 + r1 * (b01 + r1 * a001) + r2 * (b11 + r2 * a111))
1092 >              < 1e-6)
1093 >            { rps.push_back(make_pair(r1, r2)); }
1094 >          if (r1 > 1e-6) { //r1 non-negative
1095 >            r1 = -r1;
1096 >            if (fabs(c1 + r1 * (b01 + r1 * a001) + r2 * (b11 + r2 * a111))
1097 >                < 1e-6)
1098 >              { rps.push_back(make_pair(r1, r2)); }
1099 >          }
1100 >        }
1101 >      }
1102 >      // Consider combining together the solving pair part w/ the searching
1103 >      // best solution part so that we don't need the pairs vector
1104 >      if (!rps.empty()) {
1105 >        RealType smallestDiff = HONKING_LARGE_VALUE;
1106 >        RealType diff;
1107 >        pair<RealType,RealType> bestPair = make_pair(1.0, 1.0);
1108 >        vector<pair<RealType,RealType> >::iterator rpi;
1109 >        for (rpi = rps.begin(); rpi != rps.end(); rpi++) {
1110 >          r1 = (*rpi).first;
1111 >          r2 = (*rpi).second;
1112 >          switch(rnemdFluxType_) {
1113 >          case rnemdKE :
1114 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1115 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcx, 2)
1116 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcy, 2);
1117 >            break;
1118 >          case rnemdPx :
1119 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1120 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcy, 2);
1121 >            break;
1122 >          case rnemdPy :
1123 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1124 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcx, 2);
1125 >            break;
1126 >          case rnemdPz :
1127 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1128 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcy/Kcx, 2);
1129 >          default :
1130 >            break;
1131 >          }
1132 >          if (diff < smallestDiff) {
1133 >            smallestDiff = diff;
1134 >            bestPair = *rpi;
1135 >          }
1136 >        }
1137 > #ifdef IS_MPI
1138 >        if (worldRank == 0) {
1139 > #endif
1140 >          // sprintf(painCave.errMsg,
1141 >          //         "RNEMD: roots r1= %lf\tr2 = %lf\n",
1142 >          //         bestPair.first, bestPair.second);
1143 >          // painCave.isFatal = 0;
1144 >          // painCave.severity = OPENMD_INFO;
1145 >          // simError();
1146 > #ifdef IS_MPI
1147 >        }
1148 > #endif
1149 >        
1150 >        switch(rnemdFluxType_) {
1151 >        case rnemdKE :
1152 >          x = bestPair.first;
1153 >          y = bestPair.first;
1154 >          z = bestPair.second;
1155 >          break;
1156 >        case rnemdPx :
1157 >          x = c;
1158 >          y = bestPair.first;
1159 >          z = bestPair.second;
1160 >          break;
1161 >        case rnemdPy :
1162 >          x = bestPair.first;
1163 >          y = c;
1164 >          z = bestPair.second;
1165 >          break;
1166 >        case rnemdPz :
1167 >          x = bestPair.first;
1168 >          y = bestPair.second;
1169 >          z = c;
1170 >          break;          
1171 >        default :
1172 >          break;
1173 >        }
1174 >        vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1175 >        Vector3d vel;
1176 >        for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1177 >          vel = (*sdi)->getVel();
1178 >          vel.x() *= x;
1179 >          vel.y() *= y;
1180 >          vel.z() *= z;
1181 >          (*sdi)->setVel(vel);
1182 >        }
1183 >        //convert to hotBin coefficient
1184 >        x = 1.0 + px * (1.0 - x);
1185 >        y = 1.0 + py * (1.0 - y);
1186 >        z = 1.0 + pz * (1.0 - z);
1187 >        for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
1188 >          vel = (*sdi)->getVel();
1189 >          vel.x() *= x;
1190 >          vel.y() *= y;
1191 >          vel.z() *= z;
1192 >          (*sdi)->setVel(vel);
1193 >        }
1194 >        successfulScale = true;
1195 >        switch(rnemdFluxType_) {
1196 >        case rnemdKE :
1197 >          kineticExchange_ += kineticTarget_;
1198 >          break;
1199 >        case rnemdPx :
1200 >        case rnemdPy :
1201 >        case rnemdPz :
1202 >          momentumExchange_ += momentumTarget_;
1203 >          break;          
1204 >        default :
1205 >          break;
1206 >        }      
1207 >      }
1208 >    }
1209 >    if (successfulScale != true) {
1210 >      sprintf(painCave.errMsg,
1211 >              "RNEMD::doNIVS exchange NOT performed - roots that solve\n"
1212 >              "\tthe constraint equations may not exist or there may be\n"
1213 >              "\tno selected objects in one or both slabs.\n");
1214 >      painCave.isFatal = 0;
1215 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
1216 >      simError();        
1217 >      failTrialCount_++;
1218 >    }
1219 >  }
1220 >
1221 >  void RNEMD::doVSS() {
1222 >    if (!doRNEMD_) return;
1223 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1224 >    RealType time = currentSnap_->getTime();    
1225 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1226 >
1227 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1228 >
1229 >    int selei;
1230 >    StuntDouble* sd;
1231 >    int idx;
1232 >
1233 >    vector<StuntDouble*> hotBin, coldBin;
1234 >
1235 >    Vector3d Ph(V3Zero);
1236 >    RealType Mh = 0.0;
1237 >    RealType Kh = 0.0;
1238 >    Vector3d Pc(V3Zero);
1239 >    RealType Mc = 0.0;
1240 >    RealType Kc = 0.0;
1241 >    
1242 >
1243 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1244 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1245 >
1246 >      idx = sd->getLocalIndex();
1247 >
1248 >      Vector3d pos = sd->getPos();
1249 >
1250 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1251 >
1252 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1253 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
1254 >
1255 >      // which bin is this stuntdouble in?
1256 >      bool inA = inSlabA(pos);
1257 >      bool inB = inSlabB(pos);
1258 >      
1259 >      if (inA || inB) {
1260 >        
1261 >        RealType mass = sd->getMass();
1262 >        Vector3d vel = sd->getVel();
1263 >      
1264 >        if (inA) {
1265 >          hotBin.push_back(sd);
1266 >          //std::cerr << "before, velocity = " << vel << endl;
1267 >          Ph += mass * vel;
1268 >          //std::cerr << "after, velocity = " << vel << endl;
1269 >          Mh += mass;
1270 >          Kh += mass * vel.lengthSquare();
1271 >          if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1272 >            if (sd->isDirectional()) {
1273 >              Vector3d angMom = sd->getJ();
1274 >              Mat3x3d I = sd->getI();
1275 >              if (sd->isLinear()) {
1276 >                int i = sd->linearAxis();
1277 >                int j = (i + 1) % 3;
1278 >                int k = (i + 2) % 3;
1279 >                Kh += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1280 >                  angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1281 >              } else {
1282 >                Kh += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1283 >                  angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1284 >                  angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1285 >              }
1286 >            }
1287 >          }
1288 >        } else { //midBin_
1289 >          coldBin.push_back(sd);
1290 >          Pc += mass * vel;
1291 >          Mc += mass;
1292 >          Kc += mass * vel.lengthSquare();
1293 >          if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1294 >            if (sd->isDirectional()) {
1295 >              Vector3d angMom = sd->getJ();
1296 >              Mat3x3d I = sd->getI();
1297 >              if (sd->isLinear()) {
1298 >                int i = sd->linearAxis();
1299 >                int j = (i + 1) % 3;
1300 >                int k = (i + 2) % 3;
1301 >                Kc += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1302 >                  angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1303 >              } else {
1304 >                Kc += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1305 >                  angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1306 >                  angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1307 >              }
1308 >            }
1309 >          }
1310 >        }
1311 >      }
1312 >    }
1313 >    
1314 >    Kh *= 0.5;
1315 >    Kc *= 0.5;
1316 >
1317 >    // std::cerr << "Mh= " << Mh << "\tKh= " << Kh << "\tMc= " << Mc
1318 >    //        << "\tKc= " << Kc << endl;
1319 >    // std::cerr << "Ph= " << Ph << "\tPc= " << Pc << endl;
1320 >    
1321 > #ifdef IS_MPI
1322 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Ph[0], 3, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1323 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pc[0], 3, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1324 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Mh, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1325 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kh, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1326 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Mc, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1327 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kc, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1328 > #endif
1329 >
1330 >    bool successfulExchange = false;
1331 >    if ((Mh > 0.0) && (Mc > 0.0)) {//both slabs are not empty
1332 >      Vector3d vc = Pc / Mc;
1333 >      Vector3d ac = -momentumTarget_ / Mc + vc;
1334 >      Vector3d acrec = -momentumTarget_ / Mc;
1335 >      RealType cNumerator = Kc - kineticTarget_ - 0.5 * Mc * ac.lengthSquare();
1336 >      if (cNumerator > 0.0) {
1337 >        RealType cDenominator = Kc - 0.5 * Mc * vc.lengthSquare();
1338 >        if (cDenominator > 0.0) {
1339 >          RealType c = sqrt(cNumerator / cDenominator);
1340 >          if ((c > 0.9) && (c < 1.1)) {//restrict scaling coefficients
1341 >            Vector3d vh = Ph / Mh;
1342 >            Vector3d ah = momentumTarget_ / Mh + vh;
1343 >            Vector3d ahrec = momentumTarget_ / Mh;
1344 >            RealType hNumerator = Kh + kineticTarget_
1345 >              - 0.5 * Mh * ah.lengthSquare();
1346 >            if (hNumerator > 0.0) {
1347 >              RealType hDenominator = Kh - 0.5 * Mh * vh.lengthSquare();
1348 >              if (hDenominator > 0.0) {
1349 >                RealType h = sqrt(hNumerator / hDenominator);
1350 >                if ((h > 0.9) && (h < 1.1)) {
1351 >                  // std::cerr << "cold slab scaling coefficient: " << c << "\n";
1352 >                  // std::cerr << "hot slab scaling coefficient: " << h <<  "\n";
1353 >                  vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1354 >                  Vector3d vel;
1355 >                  for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1356 >                    //vel = (*sdi)->getVel();
1357 >                    vel = ((*sdi)->getVel() - vc) * c + ac;
1358 >                    (*sdi)->setVel(vel);
1359 >                    if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1360 >                      if ((*sdi)->isDirectional()) {
1361 >                        Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * c;
1362 >                        (*sdi)->setJ(angMom);
1363 >                      }
1364 >                    }
1365 >                  }
1366 >                  for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
1367 >                    //vel = (*sdi)->getVel();
1368 >                    vel = ((*sdi)->getVel() - vh) * h + ah;
1369 >                    (*sdi)->setVel(vel);
1370 >                    if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1371 >                      if ((*sdi)->isDirectional()) {
1372 >                        Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * h;
1373 >                        (*sdi)->setJ(angMom);
1374 >                      }
1375 >                    }
1376 >                  }
1377 >                  successfulExchange = true;
1378 >                  kineticExchange_ += kineticTarget_;
1379 >                  momentumExchange_ += momentumTarget_;
1380 >                }
1381 >              }
1382 >            }
1383 >          }
1384 >        }
1385 >      }
1386 >    }
1387 >    if (successfulExchange != true) {
1388 >      sprintf(painCave.errMsg,
1389 >              "RNEMD::doVSS exchange NOT performed - roots that solve\n"
1390 >              "\tthe constraint equations may not exist or there may be\n"
1391 >              "\tno selected objects in one or both slabs.\n");
1392 >      painCave.isFatal = 0;
1393 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
1394 >      simError();        
1395 >      failTrialCount_++;
1396 >    }
1397 >  }
1398 >
1399 >  void RNEMD::doRNEMD() {
1400 >    if (!doRNEMD_) return;
1401 >    trialCount_++;
1402 >    switch(rnemdMethod_) {
1403 >    case rnemdSwap:
1404 >      doSwap();
1405 >      break;
1406 >    case rnemdNIVS:
1407 >      doNIVS();
1408 >      break;
1409 >    case rnemdVSS:
1410 >      doVSS();
1411 >      break;
1412 >    case rnemdUnkownMethod:
1413 >    default :
1414 >      break;
1415 >    }
1416 >  }
1417 >
1418 >  void RNEMD::collectData() {
1419 >    if (!doRNEMD_) return;
1420 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1421 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1422 >
1423 >    areaAccumulator_->add(currentSnap_->getXYarea());
1424 >
1425 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1426 >
1427 >    int selei;
1428 >    StuntDouble* sd;
1429 >    int idx;
1430 >
1431 >    vector<RealType> binMass(nBins_, 0.0);
1432 >    vector<RealType> binPx(nBins_, 0.0);
1433 >    vector<RealType> binPy(nBins_, 0.0);
1434 >    vector<RealType> binPz(nBins_, 0.0);
1435 >    vector<RealType> binKE(nBins_, 0.0);
1436 >    vector<int> binDOF(nBins_, 0);
1437 >    vector<int> binCount(nBins_, 0);
1438 >
1439 >    // alternative approach, track all molecules instead of only those
1440 >    // selected for scaling/swapping:
1441 >    /*
1442 >    SimInfo::MoleculeIterator miter;
1443 >    vector<StuntDouble*>::iterator iiter;
1444 >    Molecule* mol;
1445 >    StuntDouble* sd;
1446 >    for (mol = info_->beginMolecule(miter); mol != NULL;
1447 >      mol = info_->nextMolecule(miter))
1448 >      sd is essentially sd
1449 >        for (sd = mol->beginIntegrableObject(iiter);
1450 >             sd != NULL;
1451 >             sd = mol->nextIntegrableObject(iiter))
1452 >    */
1453 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1454 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1455 >      
1456 >      idx = sd->getLocalIndex();
1457 >      
1458 >      Vector3d pos = sd->getPos();
1459 >
1460 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1461 >      
1462 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1463 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
1464 >
1465 >
1466 >      // which bin is this stuntdouble in?
1467 >      // wrapped positions are in the range [-0.5*hmat(2,2), +0.5*hmat(2,2)]
1468 >      // Shift molecules by half a box to have bins start at 0
1469 >      // The modulo operator is used to wrap the case when we are
1470 >      // beyond the end of the bins back to the beginning.
1471 >      int binNo = int(nBins_ * (pos.z() / hmat(2,2) + 0.5)) % nBins_;
1472 >    
1473 >      RealType mass = sd->getMass();
1474 >      Vector3d vel = sd->getVel();
1475 >
1476 >      binCount[binNo]++;
1477 >      binMass[binNo] += mass;
1478 >      binPx[binNo] += mass*vel.x();
1479 >      binPy[binNo] += mass*vel.y();
1480 >      binPz[binNo] += mass*vel.z();
1481 >      binKE[binNo] += 0.5 * (mass * vel.lengthSquare());
1482 >      binDOF[binNo] += 3;
1483 >
1484 >      if (sd->isDirectional()) {
1485 >        Vector3d angMom = sd->getJ();
1486 >        Mat3x3d I = sd->getI();
1487 >        if (sd->isLinear()) {
1488 >          int i = sd->linearAxis();
1489 >          int j = (i + 1) % 3;
1490 >          int k = (i + 2) % 3;
1491 >          binKE[binNo] += 0.5 * (angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1492 >                                 angMom[k] * angMom[k] / I(k, k));
1493 >          binDOF[binNo] += 2;
1494 >        } else {
1495 >          binKE[binNo] += 0.5 * (angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1496 >                                 angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1497 >                                 angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2));
1498 >          binDOF[binNo] += 3;
1499 >        }
1500 >      }
1501 >    }
1502 >    
1503 >
1504 > #ifdef IS_MPI
1505 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binCount[0],
1506 >                              nBins_, MPI::INT, MPI::SUM);
1507 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binMass[0],
1508 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1509 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPx[0],
1510 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1511 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPy[0],
1512 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1513 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPz[0],
1514 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1515 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binKE[0],
1516 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1517 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binDOF[0],
1518 >                              nBins_, MPI::INT, MPI::SUM);
1519 > #endif
1520 >
1521 >    Vector3d vel;
1522 >    RealType den;
1523 >    RealType temp;
1524 >    RealType z;
1525 >    for (int i = 0; i < nBins_; i++) {
1526 >      z = (((RealType)i + 0.5) / (RealType)nBins_) * hmat(2,2);
1527 >      vel.x() = binPx[i] / binMass[i];
1528 >      vel.y() = binPy[i] / binMass[i];
1529 >      vel.z() = binPz[i] / binMass[i];
1530 >      den = binCount[i] * nBins_ / currentSnap_->getVolume();
1531 >      temp = 2.0 * binKE[i] / (binDOF[i] * PhysicalConstants::kb *
1532 >                               PhysicalConstants::energyConvert);
1533 >
1534 >      for (unsigned int j = 0; j < outputMask_.size(); ++j) {
1535 >        if(outputMask_[j]) {
1536 >          switch(j) {
1537 >          case Z:
1538 >            (data_[j].accumulator[i])->add(z);
1539 >            break;
1540 >          case TEMPERATURE:
1541 >            data_[j].accumulator[i]->add(temp);
1542 >            break;
1543 >          case VELOCITY:
1544 >            dynamic_cast<VectorAccumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(vel);
1545 >            break;
1546 >          case DENSITY:
1547 >            data_[j].accumulator[i]->add(den);
1548 >            break;
1549 >          }
1550 >        }
1551 >      }
1552 >    }
1553 >  }
1554 >
1555 >  void RNEMD::getStarted() {
1556 >    if (!doRNEMD_) return;
1557 >    collectData();
1558 >    writeOutputFile();
1559 >  }
1560 >
1561 >  void RNEMD::parseOutputFileFormat(const std::string& format) {
1562 >    if (!doRNEMD_) return;
1563 >    StringTokenizer tokenizer(format, " ,;|\t\n\r");
1564 >    
1565 >    while(tokenizer.hasMoreTokens()) {
1566 >      std::string token(tokenizer.nextToken());
1567 >      toUpper(token);
1568 >      OutputMapType::iterator i = outputMap_.find(token);
1569 >      if (i != outputMap_.end()) {
1570 >        outputMask_.set(i->second);
1571 >      } else {
1572 >        sprintf( painCave.errMsg,
1573 >                 "RNEMD::parseOutputFileFormat: %s is not a recognized\n"
1574 >                 "\toutputFileFormat keyword.\n", token.c_str() );
1575 >        painCave.isFatal = 0;
1576 >        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
1577 >        simError();            
1578 >      }
1579 >    }  
1580 >  }
1581 >  
1582 >  void RNEMD::writeOutputFile() {
1583 >    if (!doRNEMD_) return;
1584 >    
1585 > #ifdef IS_MPI
1586 >    // If we're the root node, should we print out the results
1587 >    int worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
1588 >    if (worldRank == 0) {
1589 > #endif
1590 >      rnemdFile_.open(rnemdFileName_.c_str(), std::ios::out | std::ios::trunc );
1591 >      
1592 >      if( !rnemdFile_ ){        
1593 >        sprintf( painCave.errMsg,
1594 >                 "Could not open \"%s\" for RNEMD output.\n",
1595 >                 rnemdFileName_.c_str());
1596 >        painCave.isFatal = 1;
1597 >        simError();
1598 >      }
1599 >
1600 >      Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1601 >
1602 >      RealType time = currentSnap_->getTime();
1603 >      RealType avgArea;
1604 >      areaAccumulator_->getAverage(avgArea);
1605 >      RealType Jz = kineticExchange_ / (2.0 * time * avgArea);
1606 >      Vector3d JzP = momentumExchange_ / (2.0 * time * avgArea);      
1607 >
1608 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1609 >      rnemdFile_ << "# RNEMD {\n";
1610 >
1611 >      map<string, RNEMDMethod>::iterator mi;
1612 >      for(mi = stringToMethod_.begin(); mi != stringToMethod_.end(); ++mi) {
1613 >        if ( (*mi).second == rnemdMethod_)
1614 >          rnemdFile_ << "#    exchangeMethod  = \"" << (*mi).first << "\";\n";
1615 >      }
1616 >      map<string, RNEMDFluxType>::iterator fi;
1617 >      for(fi = stringToFluxType_.begin(); fi != stringToFluxType_.end(); ++fi) {
1618 >        if ( (*fi).second == rnemdFluxType_)
1619 >          rnemdFile_ << "#    fluxType  = \"" << (*fi).first << "\";\n";
1620 >      }
1621 >      
1622 >      rnemdFile_ << "#    exchangeTime = " << exchangeTime_ << ";\n";
1623 >
1624 >      rnemdFile_ << "#    objectSelection = \""
1625 >                 << rnemdObjectSelection_ << "\";\n";
1626 >      rnemdFile_ << "#    slabWidth = " << slabWidth_ << ";\n";
1627 >      rnemdFile_ << "#    slabAcenter = " << slabACenter_ << ";\n";
1628 >      rnemdFile_ << "#    slabBcenter = " << slabBCenter_ << ";\n";
1629 >      rnemdFile_ << "# }\n";
1630 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1631 >      rnemdFile_ << "# RNEMD report:\n";      
1632 >      rnemdFile_ << "#     running time = " << time << " fs\n";
1633 >      rnemdFile_ << "#     target flux:\n";
1634 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = " << kineticFlux_ << "\n";
1635 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumFluxVector_ << "\n";
1636 >      rnemdFile_ << "#     target one-time exchanges:\n";
1637 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = " << kineticTarget_ << "\n";
1638 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumTarget_ << "\n";
1639 >      rnemdFile_ << "#     actual exchange totals:\n";
1640 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = " << kineticExchange_ << "\n";
1641 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumExchange_  << "\n";
1642 >      rnemdFile_ << "#     actual flux:\n";
1643 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = " << Jz << "\n";
1644 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << JzP  << "\n";
1645 >      rnemdFile_ << "#     exchange statistics:\n";
1646 >      rnemdFile_ << "#         attempted = " << trialCount_ << "\n";
1647 >      rnemdFile_ << "#         failed = " << failTrialCount_ << "\n";    
1648 >      if (rnemdMethod_ == rnemdNIVS) {
1649 >        rnemdFile_ << "#         NIVS root-check errors = "
1650 >                   << failRootCount_ << "\n";
1651 >      }
1652 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1653 >      
1654 >      
1655 >      
1656 >      //write title
1657 >      rnemdFile_ << "#";
1658 >      for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1659 >        if (outputMask_[i]) {
1660 >          rnemdFile_ << "\t" << data_[i].title <<
1661 >            "(" << data_[i].units << ")";
1662 >        }
1663 >      }
1664 >      rnemdFile_ << std::endl;
1665 >      
1666 >      rnemdFile_.precision(8);
1667 >      
1668 >      for (unsigned int j = 0; j < nBins_; j++) {        
1669 >        
1670 >        for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1671 >          if (outputMask_[i]) {
1672 >            if (data_[i].dataType == "RealType")
1673 >              writeReal(i,j);
1674 >            else if (data_[i].dataType == "Vector3d")
1675 >              writeVector(i,j);
1676 >            else {
1677 >              sprintf( painCave.errMsg,
1678 >                       "RNEMD found an unknown data type for: %s ",
1679 >                       data_[i].title.c_str());
1680 >              painCave.isFatal = 1;
1681 >              simError();
1682 >            }
1683 >          }
1684 >        }
1685 >        rnemdFile_ << std::endl;
1686 >        
1687 >      }        
1688 >
1689 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1690 >      rnemdFile_ << "# Standard Deviations in those quantities follow:\n";
1691 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1692 >
1693 >
1694 >      for (unsigned int j = 0; j < nBins_; j++) {        
1695 >        rnemdFile_ << "#";
1696 >        for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1697 >          if (outputMask_[i]) {
1698 >            if (data_[i].dataType == "RealType")
1699 >              writeRealStdDev(i,j);
1700 >            else if (data_[i].dataType == "Vector3d")
1701 >              writeVectorStdDev(i,j);
1702 >            else {
1703 >              sprintf( painCave.errMsg,
1704 >                       "RNEMD found an unknown data type for: %s ",
1705 >                       data_[i].title.c_str());
1706 >              painCave.isFatal = 1;
1707 >              simError();
1708 >            }
1709 >          }
1710 >        }
1711 >        rnemdFile_ << std::endl;
1712 >        
1713 >      }        
1714 >      
1715 >      rnemdFile_.flush();
1716 >      rnemdFile_.close();
1717 >      
1718 > #ifdef IS_MPI
1719 >    }
1720 > #endif
1721 >    
1722 >  }
1723 >  
1724 >  void RNEMD::writeReal(int index, unsigned int bin) {
1725 >    if (!doRNEMD_) return;
1726 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1727 >    assert(bin < nBins_);
1728 >    RealType s;
1729 >    
1730 >    data_[index].accumulator[bin]->getAverage(s);
1731 >    
1732 >    if (! isinf(s) && ! isnan(s)) {
1733 >      rnemdFile_ << "\t" << s;
1734 >    } else{
1735 >      sprintf( painCave.errMsg,
1736 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s for bin %d",
1737 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1738 >      painCave.isFatal = 1;
1739 >      simError();
1740 >    }    
1741 >  }
1742 >  
1743 >  void RNEMD::writeVector(int index, unsigned int bin) {
1744 >    if (!doRNEMD_) return;
1745 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1746 >    assert(bin < nBins_);
1747 >    Vector3d s;
1748 >    dynamic_cast<VectorAccumulator*>(data_[index].accumulator[bin])->getAverage(s);
1749 >    if (isinf(s[0]) || isnan(s[0]) ||
1750 >        isinf(s[1]) || isnan(s[1]) ||
1751 >        isinf(s[2]) || isnan(s[2]) ) {      
1752 >      sprintf( painCave.errMsg,
1753 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s for bin %d",
1754 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1755 >      painCave.isFatal = 1;
1756 >      simError();
1757 >    } else {
1758 >      rnemdFile_ << "\t" << s[0] << "\t" << s[1] << "\t" << s[2];
1759 >    }
1760 >  }  
1761 >
1762 >  void RNEMD::writeRealStdDev(int index, unsigned int bin) {
1763 >    if (!doRNEMD_) return;
1764 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1765 >    assert(bin < nBins_);
1766 >    RealType s;
1767 >    
1768 >    data_[index].accumulator[bin]->getStdDev(s);
1769 >    
1770 >    if (! isinf(s) && ! isnan(s)) {
1771 >      rnemdFile_ << "\t" << s;
1772 >    } else{
1773 >      sprintf( painCave.errMsg,
1774 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s std. dev. for bin %d",
1775 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1776 >      painCave.isFatal = 1;
1777 >      simError();
1778 >    }    
1779 >  }
1780 >  
1781 >  void RNEMD::writeVectorStdDev(int index, unsigned int bin) {
1782 >    if (!doRNEMD_) return;
1783 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1784 >    assert(bin < nBins_);
1785 >    Vector3d s;
1786 >    dynamic_cast<VectorAccumulator*>(data_[index].accumulator[bin])->getStdDev(s);
1787 >    if (isinf(s[0]) || isnan(s[0]) ||
1788 >        isinf(s[1]) || isnan(s[1]) ||
1789 >        isinf(s[2]) || isnan(s[2]) ) {      
1790 >      sprintf( painCave.errMsg,
1791 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s std. dev. for bin %d",
1792 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1793 >      painCave.isFatal = 1;
1794 >      simError();
1795 >    } else {
1796 >      rnemdFile_ << "\t" << s[0] << "\t" << s[1] << "\t" << s[2];
1797 >    }
1798 >  }  
1799   }
1800 +

Comparing:
trunk/src/integrators/RNEMD.cpp (property svn:keywords), Revision 1330 by skuang, Thu Mar 19 21:03:36 2009 UTC vs.
branches/development/src/rnemd/RNEMD.cpp (property svn:keywords), Revision 1776 by gezelter, Thu Aug 9 15:52:59 2012 UTC

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