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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 1803 by gezelter, Wed Oct 3 14:20:07 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_["Pvector"]  = rnemdPvector;
84 >    stringToFluxType_["KE+Px"]  = rnemdKePx;
85 >    stringToFluxType_["KE+Py"]  = rnemdKePy;
86 >    stringToFluxType_["KE+Pvector"]  = rnemdKePvector;
87  
88 +    runTime_ = simParams->getRunTime();
89 +    statusTime_ = simParams->getStatusTime();
90  
91 <    set_RNEMD_swapTime(simParams->getRNEMD_swapTime());
92 <    set_RNEMD_nBins(simParams->getRNEMD_nBins());
93 <    exchangeSum_ = 0.0;
91 >    rnemdObjectSelection_ = rnemdParams->getObjectSelection();
92 >    evaluator_.loadScriptString(rnemdObjectSelection_);
93 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
94 >
95 >    const string methStr = rnemdParams->getMethod();
96 >    bool hasFluxType = rnemdParams->haveFluxType();
97 >
98 >    string fluxStr;
99 >    if (hasFluxType) {
100 >      fluxStr = rnemdParams->getFluxType();
101 >    } else {
102 >      sprintf(painCave.errMsg,
103 >              "RNEMD: No fluxType was set in the md file.  This parameter,\n"
104 >              "\twhich must be one of the following values:\n"
105 >              "\tKE, Px, Py, Pz, Pvector, KE+Px, KE+Py, KE+Pvector\n"
106 >              "\tmust be set to use RNEMD\n");
107 >      painCave.isFatal = 1;
108 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
109 >      simError();
110 >    }
111 >
112 >    bool hasKineticFlux = rnemdParams->haveKineticFlux();
113 >    bool hasMomentumFlux = rnemdParams->haveMomentumFlux();
114 >    bool hasMomentumFluxVector = rnemdParams->haveMomentumFluxVector();
115 >    bool hasSlabWidth = rnemdParams->haveSlabWidth();
116 >    bool hasSlabACenter = rnemdParams->haveSlabACenter();
117 >    bool hasSlabBCenter = rnemdParams->haveSlabBCenter();
118 >    bool hasOutputFileName = rnemdParams->haveOutputFileName();
119 >    bool hasOutputFields = rnemdParams->haveOutputFields();
120      
121 < #ifndef IS_MPI
122 <    if (simParams->haveSeed()) {
123 <      seedValue = simParams->getSeed();
124 <      randNumGen_ = new SeqRandNumGen(seedValue);
125 <    }else {
126 <      randNumGen_ = new SeqRandNumGen();
127 <    }    
128 < #else
129 <    if (simParams->haveSeed()) {
130 <      seedValue = simParams->getSeed();
131 <      randNumGen_ = new ParallelRandNumGen(seedValue);
132 <    }else {
133 <      randNumGen_ = new ParallelRandNumGen();
134 <    }    
135 < #endif
136 <  }
121 >    map<string, RNEMDMethod>::iterator i;
122 >    i = stringToMethod_.find(methStr);
123 >    if (i != stringToMethod_.end())
124 >      rnemdMethod_ = i->second;
125 >    else {
126 >      sprintf(painCave.errMsg,
127 >              "RNEMD: The current method,\n"
128 >              "\t\t%s is not one of the recognized\n"
129 >              "\texchange methods: Swap, NIVS, or VSS\n",
130 >              methStr.c_str());
131 >      painCave.isFatal = 1;
132 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
133 >      simError();
134 >    }
135 >
136 >    map<string, RNEMDFluxType>::iterator j;
137 >    j = stringToFluxType_.find(fluxStr);
138 >    if (j != stringToFluxType_.end())
139 >      rnemdFluxType_ = j->second;
140 >    else {
141 >      sprintf(painCave.errMsg,
142 >              "RNEMD: The current fluxType,\n"
143 >              "\t\t%s\n"
144 >              "\tis not one of the recognized flux types.\n",
145 >              fluxStr.c_str());
146 >      painCave.isFatal = 1;
147 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
148 >      simError();
149 >    }
150 >
151 >    bool methodFluxMismatch = false;
152 >    bool hasCorrectFlux = false;
153 >    switch(rnemdMethod_) {
154 >    case rnemdSwap:
155 >      switch (rnemdFluxType_) {
156 >      case rnemdKE:
157 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
158 >        break;
159 >      case rnemdPx:
160 >      case rnemdPy:
161 >      case rnemdPz:
162 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
163 >        break;
164 >      default :
165 >        methodFluxMismatch = true;
166 >        break;
167 >      }
168 >      break;
169 >    case rnemdNIVS:
170 >      switch (rnemdFluxType_) {
171 >      case rnemdKE:
172 >      case rnemdRotKE:
173 >      case rnemdFullKE:
174 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
175 >        break;
176 >      case rnemdPx:
177 >      case rnemdPy:
178 >      case rnemdPz:
179 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
180 >        break;
181 >      case rnemdKePx:
182 >      case rnemdKePy:
183 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux && hasKineticFlux;
184 >        break;
185 >      default:
186 >        methodFluxMismatch = true;
187 >        break;
188 >      }
189 >      break;
190 >    case rnemdVSS:
191 >      switch (rnemdFluxType_) {
192 >      case rnemdKE:
193 >      case rnemdRotKE:
194 >      case rnemdFullKE:
195 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
196 >        break;
197 >      case rnemdPx:
198 >      case rnemdPy:
199 >      case rnemdPz:
200 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
201 >        break;
202 >      case rnemdPvector:
203 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFluxVector;
204 >        break;
205 >      case rnemdKePx:
206 >      case rnemdKePy:
207 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux && hasKineticFlux;
208 >        break;
209 >      case rnemdKePvector:
210 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFluxVector && hasKineticFlux;
211 >        break;
212 >      default:
213 >        methodFluxMismatch = true;
214 >        break;
215 >      }
216 >    default:
217 >      break;
218 >    }
219 >
220 >    if (methodFluxMismatch) {
221 >      sprintf(painCave.errMsg,
222 >              "RNEMD: The current method,\n"
223 >              "\t\t%s\n"
224 >              "\tcannot be used with the current flux type, %s\n",
225 >              methStr.c_str(), fluxStr.c_str());
226 >      painCave.isFatal = 1;
227 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
228 >      simError();        
229 >    }
230 >    if (!hasCorrectFlux) {
231 >      sprintf(painCave.errMsg,
232 >              "RNEMD: The current method, %s, and flux type, %s,\n"
233 >              "\tdid not have the correct flux value specified. Options\n"
234 >              "\tinclude: kineticFlux, momentumFlux, and momentumFluxVector\n",
235 >              methStr.c_str(), fluxStr.c_str());
236 >      painCave.isFatal = 1;
237 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
238 >      simError();        
239 >    }
240 >
241 >    if (hasKineticFlux) {
242 >      // convert the kcal / mol / Angstroms^2 / fs values in the md file
243 >      // into  amu / fs^3:
244 >      kineticFlux_ = rnemdParams->getKineticFlux()
245 >        * PhysicalConstants::energyConvert;
246 >    } else {
247 >      kineticFlux_ = 0.0;
248 >    }
249 >    if (hasMomentumFluxVector) {
250 >      momentumFluxVector_ = rnemdParams->getMomentumFluxVector();
251 >    } else {
252 >      momentumFluxVector_ = V3Zero;
253 >      if (hasMomentumFlux) {
254 >        RealType momentumFlux = rnemdParams->getMomentumFlux();
255 >        switch (rnemdFluxType_) {
256 >        case rnemdPx:
257 >          momentumFluxVector_.x() = momentumFlux;
258 >          break;
259 >        case rnemdPy:
260 >          momentumFluxVector_.y() = momentumFlux;
261 >          break;
262 >        case rnemdPz:
263 >          momentumFluxVector_.z() = momentumFlux;
264 >          break;
265 >        case rnemdKePx:
266 >          momentumFluxVector_.x() = momentumFlux;
267 >          break;
268 >        case rnemdKePy:
269 >          momentumFluxVector_.y() = momentumFlux;
270 >          break;
271 >        default:
272 >          break;
273 >        }
274 >      }    
275 >    }
276 >
277 >    // do some sanity checking
278 >
279 >    int selectionCount = seleMan_.getSelectionCount();
280 >
281 >    int nIntegrable = info->getNGlobalIntegrableObjects();
282 >
283 >    if (selectionCount > nIntegrable) {
284 >      sprintf(painCave.errMsg,
285 >              "RNEMD: The current objectSelection,\n"
286 >              "\t\t%s\n"
287 >              "\thas resulted in %d selected objects.  However,\n"
288 >              "\tthe total number of integrable objects in the system\n"
289 >              "\tis only %d.  This is almost certainly not what you want\n"
290 >              "\tto do.  A likely cause of this is forgetting the _RB_0\n"
291 >              "\tselector in the selection script!\n",
292 >              rnemdObjectSelection_.c_str(),
293 >              selectionCount, nIntegrable);
294 >      painCave.isFatal = 0;
295 >      painCave.severity = OPENMD_WARNING;
296 >      simError();
297 >    }
298 >
299 >    areaAccumulator_ = new Accumulator();
300 >
301 >    nBins_ = rnemdParams->getOutputBins();
302 >
303 >    data_.resize(RNEMD::ENDINDEX);
304 >    OutputData z;
305 >    z.units =  "Angstroms";
306 >    z.title =  "Z";
307 >    z.dataType = "RealType";
308 >    z.accumulator.reserve(nBins_);
309 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
310 >      z.accumulator.push_back( new Accumulator() );
311 >    data_[Z] = z;
312 >    outputMap_["Z"] =  Z;
313 >
314 >    OutputData temperature;
315 >    temperature.units =  "K";
316 >    temperature.title =  "Temperature";
317 >    temperature.dataType = "RealType";
318 >    temperature.accumulator.reserve(nBins_);
319 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
320 >      temperature.accumulator.push_back( new Accumulator() );
321 >    data_[TEMPERATURE] = temperature;
322 >    outputMap_["TEMPERATURE"] =  TEMPERATURE;
323 >
324 >    OutputData velocity;
325 >    velocity.units = "angstroms/fs";
326 >    velocity.title =  "Velocity";  
327 >    velocity.dataType = "Vector3d";
328 >    velocity.accumulator.reserve(nBins_);
329 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
330 >      velocity.accumulator.push_back( new VectorAccumulator() );
331 >    data_[VELOCITY] = velocity;
332 >    outputMap_["VELOCITY"] = VELOCITY;
333 >
334 >    OutputData density;
335 >    density.units =  "g cm^-3";
336 >    density.title =  "Density";
337 >    density.dataType = "RealType";
338 >    density.accumulator.reserve(nBins_);
339 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
340 >      density.accumulator.push_back( new Accumulator() );
341 >    data_[DENSITY] = density;
342 >    outputMap_["DENSITY"] =  DENSITY;
343 >
344 >    if (hasOutputFields) {
345 >      parseOutputFileFormat(rnemdParams->getOutputFields());
346 >    } else {
347 >      outputMask_.set(Z);
348 >      switch (rnemdFluxType_) {
349 >      case rnemdKE:
350 >      case rnemdRotKE:
351 >      case rnemdFullKE:
352 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
353 >        break;
354 >      case rnemdPx:
355 >      case rnemdPy:
356 >        outputMask_.set(VELOCITY);
357 >        break;
358 >      case rnemdPz:        
359 >      case rnemdPvector:
360 >        outputMask_.set(VELOCITY);
361 >        outputMask_.set(DENSITY);
362 >        break;
363 >      case rnemdKePx:
364 >      case rnemdKePy:
365 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
366 >        outputMask_.set(VELOCITY);
367 >        break;
368 >      case rnemdKePvector:
369 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
370 >        outputMask_.set(VELOCITY);
371 >        outputMask_.set(DENSITY);        
372 >        break;
373 >      default:
374 >        break;
375 >      }
376 >    }
377 >      
378 >    if (hasOutputFileName) {
379 >      rnemdFileName_ = rnemdParams->getOutputFileName();
380 >    } else {
381 >      rnemdFileName_ = getPrefix(info->getFinalConfigFileName()) + ".rnemd";
382 >    }          
383 >
384 >    exchangeTime_ = rnemdParams->getExchangeTime();
385 >
386 >    Snapshot* currentSnap_ = info->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
387 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
388    
389 +    // Target exchange quantities (in each exchange) =  2 Lx Ly dt flux
390 +    // Lx, Ly = box dimensions in x & y
391 +    // dt = exchange time interval
392 +    // flux = target flux
393 +
394 +    RealType area = currentSnap_->getXYarea();
395 +    kineticTarget_ = 2.0 * kineticFlux_ * exchangeTime_ * area;
396 +    momentumTarget_ = 2.0 * momentumFluxVector_ * exchangeTime_ * area;
397 +
398 +    // total exchange sums are zeroed out at the beginning:
399 +
400 +    kineticExchange_ = 0.0;
401 +    momentumExchange_ = V3Zero;
402 +
403 +    if (hasSlabWidth)
404 +      slabWidth_ = rnemdParams->getSlabWidth();
405 +    else
406 +      slabWidth_ = hmat(2,2) / 10.0;
407 +  
408 +    if (hasSlabACenter)
409 +      slabACenter_ = rnemdParams->getSlabACenter();
410 +    else
411 +      slabACenter_ = 0.0;
412 +    
413 +    if (hasSlabBCenter)
414 +      slabBCenter_ = rnemdParams->getSlabBCenter();
415 +    else
416 +      slabBCenter_ = hmat(2,2) / 2.0;
417 +    
418 +  }
419 +  
420    RNEMD::~RNEMD() {
421 <    delete randNumGen_;
421 >    if (!doRNEMD_) return;
422 > #ifdef IS_MPI
423 >    if (worldRank == 0) {
424 > #endif
425 >
426 >      writeOutputFile();
427 >
428 >      rnemdFile_.close();
429 >      
430 > #ifdef IS_MPI
431 >    }
432 > #endif
433    }
434 +  
435 +  bool RNEMD::inSlabA(Vector3d pos) {
436 +    return (abs(pos.z() - slabACenter_) < 0.5*slabWidth_);
437 +  }
438 +  bool RNEMD::inSlabB(Vector3d pos) {
439 +    return (abs(pos.z() - slabBCenter_) < 0.5*slabWidth_);
440 +  }
441  
442    void RNEMD::doSwap() {
443 <    std::cerr << "in RNEMD!\n";  
444 <    std::cerr << "nBins = " << nBins_ << "\n";
445 <    std::cerr << "swapTime = " << swapTime_ << "\n";
446 <    std::cerr << "exchangeSum = " << exchangeSum_ << "\n";
447 <    std::cerr << "swapType = " << rnemdType_ << "\n";
448 <  }  
443 >    if (!doRNEMD_) return;
444 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
445 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
446 >
447 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
448 >
449 >    int selei;
450 >    StuntDouble* sd;
451 >    int idx;
452 >
453 >    RealType min_val;
454 >    bool min_found = false;  
455 >    StuntDouble* min_sd;
456 >
457 >    RealType max_val;
458 >    bool max_found = false;
459 >    StuntDouble* max_sd;
460 >
461 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
462 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
463 >
464 >      idx = sd->getLocalIndex();
465 >
466 >      Vector3d pos = sd->getPos();
467 >
468 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
469 >
470 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
471 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
472 >      bool inA = inSlabA(pos);
473 >      bool inB = inSlabB(pos);
474 >
475 >      if (inA || inB) {
476 >        
477 >        RealType mass = sd->getMass();
478 >        Vector3d vel = sd->getVel();
479 >        RealType value;
480 >        
481 >        switch(rnemdFluxType_) {
482 >        case rnemdKE :
483 >          
484 >          value = mass * vel.lengthSquare();
485 >          
486 >          if (sd->isDirectional()) {
487 >            Vector3d angMom = sd->getJ();
488 >            Mat3x3d I = sd->getI();
489 >            
490 >            if (sd->isLinear()) {
491 >              int i = sd->linearAxis();
492 >              int j = (i + 1) % 3;
493 >              int k = (i + 2) % 3;
494 >              value += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
495 >                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
496 >            } else {                        
497 >              value += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
498 >                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
499 >                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
500 >            }
501 >          } //angular momenta exchange enabled
502 >          value *= 0.5;
503 >          break;
504 >        case rnemdPx :
505 >          value = mass * vel[0];
506 >          break;
507 >        case rnemdPy :
508 >          value = mass * vel[1];
509 >          break;
510 >        case rnemdPz :
511 >          value = mass * vel[2];
512 >          break;
513 >        default :
514 >          break;
515 >        }
516 >        
517 >        if (inA == 0) {
518 >          if (!min_found) {
519 >            min_val = value;
520 >            min_sd = sd;
521 >            min_found = true;
522 >          } else {
523 >            if (min_val > value) {
524 >              min_val = value;
525 >              min_sd = sd;
526 >            }
527 >          }
528 >        } else {
529 >          if (!max_found) {
530 >            max_val = value;
531 >            max_sd = sd;
532 >            max_found = true;
533 >          } else {
534 >            if (max_val < value) {
535 >              max_val = value;
536 >              max_sd = sd;
537 >            }
538 >          }      
539 >        }
540 >      }
541 >    }
542 >    
543 > #ifdef IS_MPI
544 >    int nProc, worldRank;
545 >    
546 >    nProc = MPI::COMM_WORLD.Get_size();
547 >    worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
548 >
549 >    bool my_min_found = min_found;
550 >    bool my_max_found = max_found;
551 >
552 >    // Even if we didn't find a minimum, did someone else?
553 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&my_min_found, &min_found, 1, MPI::BOOL, MPI::LOR);
554 >    // Even if we didn't find a maximum, did someone else?
555 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&my_max_found, &max_found, 1, MPI::BOOL, MPI::LOR);
556 > #endif
557 >
558 >    if (max_found && min_found) {
559 >
560 > #ifdef IS_MPI
561 >      struct {
562 >        RealType val;
563 >        int rank;
564 >      } max_vals, min_vals;
565 >      
566 >      if (my_min_found) {
567 >        min_vals.val = min_val;
568 >      } else {
569 >        min_vals.val = HONKING_LARGE_VALUE;
570 >      }
571 >      min_vals.rank = worldRank;    
572 >      
573 >      // Who had the minimum?
574 >      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&min_vals, &min_vals,
575 >                                1, MPI::REALTYPE_INT, MPI::MINLOC);
576 >      min_val = min_vals.val;
577 >      
578 >      if (my_max_found) {
579 >        max_vals.val = max_val;
580 >      } else {
581 >        max_vals.val = -HONKING_LARGE_VALUE;
582 >      }
583 >      max_vals.rank = worldRank;    
584 >      
585 >      // Who had the maximum?
586 >      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&max_vals, &max_vals,
587 >                                1, MPI::REALTYPE_INT, MPI::MAXLOC);
588 >      max_val = max_vals.val;
589 > #endif
590 >      
591 >      if (min_val < max_val) {
592 >        
593 > #ifdef IS_MPI      
594 >        if (max_vals.rank == worldRank && min_vals.rank == worldRank) {
595 >          // I have both maximum and minimum, so proceed like a single
596 >          // processor version:
597 > #endif
598 >
599 >          Vector3d min_vel = min_sd->getVel();
600 >          Vector3d max_vel = max_sd->getVel();
601 >          RealType temp_vel;
602 >          
603 >          switch(rnemdFluxType_) {
604 >          case rnemdKE :
605 >            min_sd->setVel(max_vel);
606 >            max_sd->setVel(min_vel);
607 >            if (min_sd->isDirectional() && max_sd->isDirectional()) {
608 >              Vector3d min_angMom = min_sd->getJ();
609 >              Vector3d max_angMom = max_sd->getJ();
610 >              min_sd->setJ(max_angMom);
611 >              max_sd->setJ(min_angMom);
612 >            }//angular momenta exchange enabled
613 >            //assumes same rigid body identity
614 >            break;
615 >          case rnemdPx :
616 >            temp_vel = min_vel.x();
617 >            min_vel.x() = max_vel.x();
618 >            max_vel.x() = temp_vel;
619 >            min_sd->setVel(min_vel);
620 >            max_sd->setVel(max_vel);
621 >            break;
622 >          case rnemdPy :
623 >            temp_vel = min_vel.y();
624 >            min_vel.y() = max_vel.y();
625 >            max_vel.y() = temp_vel;
626 >            min_sd->setVel(min_vel);
627 >            max_sd->setVel(max_vel);
628 >            break;
629 >          case rnemdPz :
630 >            temp_vel = min_vel.z();
631 >            min_vel.z() = max_vel.z();
632 >            max_vel.z() = temp_vel;
633 >            min_sd->setVel(min_vel);
634 >            max_sd->setVel(max_vel);
635 >            break;
636 >          default :
637 >            break;
638 >          }
639 >
640 > #ifdef IS_MPI
641 >          // the rest of the cases only apply in parallel simulations:
642 >        } else if (max_vals.rank == worldRank) {
643 >          // I had the max, but not the minimum
644 >          
645 >          Vector3d min_vel;
646 >          Vector3d max_vel = max_sd->getVel();
647 >          MPI::Status status;
648 >
649 >          // point-to-point swap of the velocity vector
650 >          MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
651 >                                   min_vals.rank, 0,
652 >                                   min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
653 >                                   min_vals.rank, 0, status);
654 >          
655 >          switch(rnemdFluxType_) {
656 >          case rnemdKE :
657 >            max_sd->setVel(min_vel);
658 >            //angular momenta exchange enabled
659 >            if (max_sd->isDirectional()) {
660 >              Vector3d min_angMom;
661 >              Vector3d max_angMom = max_sd->getJ();
662 >              
663 >              // point-to-point swap of the angular momentum vector
664 >              MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(max_angMom.getArrayPointer(), 3,
665 >                                       MPI::REALTYPE, min_vals.rank, 1,
666 >                                       min_angMom.getArrayPointer(), 3,
667 >                                       MPI::REALTYPE, min_vals.rank, 1,
668 >                                       status);
669 >              
670 >              max_sd->setJ(min_angMom);
671 >            }
672 >            break;
673 >          case rnemdPx :
674 >            max_vel.x() = min_vel.x();
675 >            max_sd->setVel(max_vel);
676 >            break;
677 >          case rnemdPy :
678 >            max_vel.y() = min_vel.y();
679 >            max_sd->setVel(max_vel);
680 >            break;
681 >          case rnemdPz :
682 >            max_vel.z() = min_vel.z();
683 >            max_sd->setVel(max_vel);
684 >            break;
685 >          default :
686 >            break;
687 >          }
688 >        } else if (min_vals.rank == worldRank) {
689 >          // I had the minimum but not the maximum:
690 >          
691 >          Vector3d max_vel;
692 >          Vector3d min_vel = min_sd->getVel();
693 >          MPI::Status status;
694 >          
695 >          // point-to-point swap of the velocity vector
696 >          MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
697 >                                   max_vals.rank, 0,
698 >                                   max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
699 >                                   max_vals.rank, 0, status);
700 >          
701 >          switch(rnemdFluxType_) {
702 >          case rnemdKE :
703 >            min_sd->setVel(max_vel);
704 >            //angular momenta exchange enabled
705 >            if (min_sd->isDirectional()) {
706 >              Vector3d min_angMom = min_sd->getJ();
707 >              Vector3d max_angMom;
708 >              
709 >              // point-to-point swap of the angular momentum vector
710 >              MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(min_angMom.getArrayPointer(), 3,
711 >                                       MPI::REALTYPE, max_vals.rank, 1,
712 >                                       max_angMom.getArrayPointer(), 3,
713 >                                       MPI::REALTYPE, max_vals.rank, 1,
714 >                                       status);
715 >              
716 >              min_sd->setJ(max_angMom);
717 >            }
718 >            break;
719 >          case rnemdPx :
720 >            min_vel.x() = max_vel.x();
721 >            min_sd->setVel(min_vel);
722 >            break;
723 >          case rnemdPy :
724 >            min_vel.y() = max_vel.y();
725 >            min_sd->setVel(min_vel);
726 >            break;
727 >          case rnemdPz :
728 >            min_vel.z() = max_vel.z();
729 >            min_sd->setVel(min_vel);
730 >            break;
731 >          default :
732 >            break;
733 >          }
734 >        }
735 > #endif
736 >        
737 >        switch(rnemdFluxType_) {
738 >        case rnemdKE:
739 >          kineticExchange_ += max_val - min_val;
740 >          break;
741 >        case rnemdPx:
742 >          momentumExchange_.x() += max_val - min_val;
743 >          break;
744 >        case rnemdPy:
745 >          momentumExchange_.y() += max_val - min_val;
746 >          break;
747 >        case rnemdPz:
748 >          momentumExchange_.z() += max_val - min_val;
749 >          break;
750 >        default:
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 >
918 >        RealType w = 0.0;
919 >        if (rnemdFluxType_ ==  rnemdFullKE) {
920 >          x = 1.0 + px * (1.0 - c);
921 >          y = 1.0 + py * (1.0 - c);
922 >          z = 1.0 + pz * (1.0 - c);
923 >          /* more complicated way
924 >             w = 1.0 + (Kcw - Kcw * c * c - (c * c * (Kcx + Kcy + Kcz
925 >             + Khx * px * px + Khy * py * py + Khz * pz * pz)
926 >             - 2.0 * c * (Khx * px * (1.0 + px) + Khy * py * (1.0 + py)
927 >             + Khz * pz * (1.0 + pz)) + Khx * px * (2.0 + px)
928 >             + Khy * py * (2.0 + py) + Khz * pz * (2.0 + pz)
929 >             - Kcx - Kcy - Kcz)) / Khw; the following is simpler
930 >          */
931 >          if ((fabs(x - 1.0) < 0.1) && (fabs(y - 1.0) < 0.1) &&
932 >              (fabs(z - 1.0) < 0.1)) {
933 >            w = 1.0 + (kineticTarget_
934 >                       + Khx * (1.0 - x * x) + Khy * (1.0 - y * y)
935 >                       + Khz * (1.0 - z * z)) / Khw;
936 >          }//no need to calculate w if x, y or z is out of range
937 >        } else {
938 >          w = 1.0 + kineticTarget_ / Khw;
939 >        }
940 >        if ((w > 0.81) && (w < 1.21)) {//restrict scaling coefficients
941 >          //if w is in the right range, so should be x, y, z.
942 >          vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
943 >          Vector3d vel;
944 >          for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
945 >            if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
946 >              vel = (*sdi)->getVel() * c;
947 >              (*sdi)->setVel(vel);
948 >            }
949 >            if ((*sdi)->isDirectional()) {
950 >              Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * c;
951 >              (*sdi)->setJ(angMom);
952 >            }
953 >          }
954 >          w = sqrt(w);
955 >          for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
956 >            if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
957 >              vel = (*sdi)->getVel();
958 >              vel.x() *= x;
959 >              vel.y() *= y;
960 >              vel.z() *= z;
961 >              (*sdi)->setVel(vel);
962 >            }
963 >            if ((*sdi)->isDirectional()) {
964 >              Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * w;
965 >              (*sdi)->setJ(angMom);
966 >            }
967 >          }
968 >          successfulScale = true;
969 >          kineticExchange_ += kineticTarget_;
970 >        }
971 >      }
972 >    } else {
973 >      RealType a000, a110, c0, a001, a111, b01, b11, c1;
974 >      switch(rnemdFluxType_) {
975 >      case rnemdKE :
976 >        /* used hotBin coeff's & only scale x & y dimensions
977 >           RealType px = Phx / Pcx;
978 >           RealType py = Phy / Pcy;
979 >           a110 = Khy;
980 >           c0 = - Khx - Khy - kineticTarget_;
981 >           a000 = Khx;
982 >           a111 = Kcy * py * py;
983 >           b11 = -2.0 * Kcy * py * (1.0 + py);
984 >           c1 = Kcy * py * (2.0 + py) + Kcx * px * ( 2.0 + px) + kineticTarget_;
985 >           b01 = -2.0 * Kcx * px * (1.0 + px);
986 >           a001 = Kcx * px * px;
987 >        */
988 >        //scale all three dimensions, let c_x = c_y
989 >        a000 = Kcx + Kcy;
990 >        a110 = Kcz;
991 >        c0 = kineticTarget_ - Kcx - Kcy - Kcz;
992 >        a001 = Khx * px * px + Khy * py * py;
993 >        a111 = Khz * pz * pz;
994 >        b01 = -2.0 * (Khx * px * (1.0 + px) + Khy * py * (1.0 + py));
995 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
996 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khy * py * (2.0 + py)
997 >          + Khz * pz * (2.0 + pz) - kineticTarget_;
998 >        break;
999 >      case rnemdPx :
1000 >        c = 1 - momentumTarget_.x() / Pcx;
1001 >        a000 = Kcy;
1002 >        a110 = Kcz;
1003 >        c0 = Kcx * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1004 >        a001 = py * py * Khy;
1005 >        a111 = pz * pz * Khz;
1006 >        b01 = -2.0 * Khy * py * (1.0 + py);
1007 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
1008 >        c1 = Khy * py * (2.0 + py) + Khz * pz * (2.0 + pz)
1009 >          + Khx * (fastpow(c * px - px - 1.0, 2) - 1.0);
1010 >        break;
1011 >      case rnemdPy :
1012 >        c = 1 - momentumTarget_.y() / Pcy;
1013 >        a000 = Kcx;
1014 >        a110 = Kcz;
1015 >        c0 = Kcy * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1016 >        a001 = px * px * Khx;
1017 >        a111 = pz * pz * Khz;
1018 >        b01 = -2.0 * Khx * px * (1.0 + px);
1019 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
1020 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khz * pz * (2.0 + pz)
1021 >          + Khy * (fastpow(c * py - py - 1.0, 2) - 1.0);
1022 >        break;
1023 >      case rnemdPz ://we don't really do this, do we?
1024 >        c = 1 - momentumTarget_.z() / Pcz;
1025 >        a000 = Kcx;
1026 >        a110 = Kcy;
1027 >        c0 = Kcz * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1028 >        a001 = px * px * Khx;
1029 >        a111 = py * py * Khy;
1030 >        b01 = -2.0 * Khx * px * (1.0 + px);
1031 >        b11 = -2.0 * Khy * py * (1.0 + py);
1032 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khy * py * (2.0 + py)
1033 >          + Khz * (fastpow(c * pz - pz - 1.0, 2) - 1.0);
1034 >        break;
1035 >      default :
1036 >        break;
1037 >      }
1038 >      
1039 >      RealType v1 = a000 * a111 - a001 * a110;
1040 >      RealType v2 = a000 * b01;
1041 >      RealType v3 = a000 * b11;
1042 >      RealType v4 = a000 * c1 - a001 * c0;
1043 >      RealType v8 = a110 * b01;
1044 >      RealType v10 = - b01 * c0;
1045 >      
1046 >      RealType u0 = v2 * v10 - v4 * v4;
1047 >      RealType u1 = -2.0 * v3 * v4;
1048 >      RealType u2 = -v2 * v8 - v3 * v3 - 2.0 * v1 * v4;
1049 >      RealType u3 = -2.0 * v1 * v3;
1050 >      RealType u4 = - v1 * v1;
1051 >      //rescale coefficients
1052 >      RealType maxAbs = fabs(u0);
1053 >      if (maxAbs < fabs(u1)) maxAbs = fabs(u1);
1054 >      if (maxAbs < fabs(u2)) maxAbs = fabs(u2);
1055 >      if (maxAbs < fabs(u3)) maxAbs = fabs(u3);
1056 >      if (maxAbs < fabs(u4)) maxAbs = fabs(u4);
1057 >      u0 /= maxAbs;
1058 >      u1 /= maxAbs;
1059 >      u2 /= maxAbs;
1060 >      u3 /= maxAbs;
1061 >      u4 /= maxAbs;
1062 >      //max_element(start, end) is also available.
1063 >      Polynomial<RealType> poly; //same as DoublePolynomial poly;
1064 >      poly.setCoefficient(4, u4);
1065 >      poly.setCoefficient(3, u3);
1066 >      poly.setCoefficient(2, u2);
1067 >      poly.setCoefficient(1, u1);
1068 >      poly.setCoefficient(0, u0);
1069 >      vector<RealType> realRoots = poly.FindRealRoots();
1070 >      
1071 >      vector<RealType>::iterator ri;
1072 >      RealType r1, r2, alpha0;
1073 >      vector<pair<RealType,RealType> > rps;
1074 >      for (ri = realRoots.begin(); ri !=realRoots.end(); ri++) {
1075 >        r2 = *ri;
1076 >        //check if FindRealRoots() give the right answer
1077 >        if ( fabs(u0 + r2 * (u1 + r2 * (u2 + r2 * (u3 + r2 * u4)))) > 1e-6 ) {
1078 >          sprintf(painCave.errMsg,
1079 >                  "RNEMD Warning: polynomial solve seems to have an error!");
1080 >          painCave.isFatal = 0;
1081 >          simError();
1082 >          failRootCount_++;
1083 >        }
1084 >        //might not be useful w/o rescaling coefficients
1085 >        alpha0 = -c0 - a110 * r2 * r2;
1086 >        if (alpha0 >= 0.0) {
1087 >          r1 = sqrt(alpha0 / a000);
1088 >          if (fabs(c1 + r1 * (b01 + r1 * a001) + r2 * (b11 + r2 * a111))
1089 >              < 1e-6)
1090 >            { rps.push_back(make_pair(r1, r2)); }
1091 >          if (r1 > 1e-6) { //r1 non-negative
1092 >            r1 = -r1;
1093 >            if (fabs(c1 + r1 * (b01 + r1 * a001) + r2 * (b11 + r2 * a111))
1094 >                < 1e-6)
1095 >              { rps.push_back(make_pair(r1, r2)); }
1096 >          }
1097 >        }
1098 >      }
1099 >      // Consider combining together the solving pair part w/ the searching
1100 >      // best solution part so that we don't need the pairs vector
1101 >      if (!rps.empty()) {
1102 >        RealType smallestDiff = HONKING_LARGE_VALUE;
1103 >        RealType diff;
1104 >        pair<RealType,RealType> bestPair = make_pair(1.0, 1.0);
1105 >        vector<pair<RealType,RealType> >::iterator rpi;
1106 >        for (rpi = rps.begin(); rpi != rps.end(); rpi++) {
1107 >          r1 = (*rpi).first;
1108 >          r2 = (*rpi).second;
1109 >          switch(rnemdFluxType_) {
1110 >          case rnemdKE :
1111 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1112 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcx, 2)
1113 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcy, 2);
1114 >            break;
1115 >          case rnemdPx :
1116 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1117 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcy, 2);
1118 >            break;
1119 >          case rnemdPy :
1120 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1121 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcx, 2);
1122 >            break;
1123 >          case rnemdPz :
1124 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1125 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcy/Kcx, 2);
1126 >          default :
1127 >            break;
1128 >          }
1129 >          if (diff < smallestDiff) {
1130 >            smallestDiff = diff;
1131 >            bestPair = *rpi;
1132 >          }
1133 >        }
1134 > #ifdef IS_MPI
1135 >        if (worldRank == 0) {
1136 > #endif
1137 >          // sprintf(painCave.errMsg,
1138 >          //         "RNEMD: roots r1= %lf\tr2 = %lf\n",
1139 >          //         bestPair.first, bestPair.second);
1140 >          // painCave.isFatal = 0;
1141 >          // painCave.severity = OPENMD_INFO;
1142 >          // simError();
1143 > #ifdef IS_MPI
1144 >        }
1145 > #endif
1146 >        
1147 >        switch(rnemdFluxType_) {
1148 >        case rnemdKE :
1149 >          x = bestPair.first;
1150 >          y = bestPair.first;
1151 >          z = bestPair.second;
1152 >          break;
1153 >        case rnemdPx :
1154 >          x = c;
1155 >          y = bestPair.first;
1156 >          z = bestPair.second;
1157 >          break;
1158 >        case rnemdPy :
1159 >          x = bestPair.first;
1160 >          y = c;
1161 >          z = bestPair.second;
1162 >          break;
1163 >        case rnemdPz :
1164 >          x = bestPair.first;
1165 >          y = bestPair.second;
1166 >          z = c;
1167 >          break;          
1168 >        default :
1169 >          break;
1170 >        }
1171 >        vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1172 >        Vector3d vel;
1173 >        for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1174 >          vel = (*sdi)->getVel();
1175 >          vel.x() *= x;
1176 >          vel.y() *= y;
1177 >          vel.z() *= z;
1178 >          (*sdi)->setVel(vel);
1179 >        }
1180 >        //convert to hotBin coefficient
1181 >        x = 1.0 + px * (1.0 - x);
1182 >        y = 1.0 + py * (1.0 - y);
1183 >        z = 1.0 + pz * (1.0 - z);
1184 >        for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
1185 >          vel = (*sdi)->getVel();
1186 >          vel.x() *= x;
1187 >          vel.y() *= y;
1188 >          vel.z() *= z;
1189 >          (*sdi)->setVel(vel);
1190 >        }
1191 >        successfulScale = true;
1192 >        switch(rnemdFluxType_) {
1193 >        case rnemdKE :
1194 >          kineticExchange_ += kineticTarget_;
1195 >          break;
1196 >        case rnemdPx :
1197 >        case rnemdPy :
1198 >        case rnemdPz :
1199 >          momentumExchange_ += momentumTarget_;
1200 >          break;          
1201 >        default :
1202 >          break;
1203 >        }      
1204 >      }
1205 >    }
1206 >    if (successfulScale != true) {
1207 >      sprintf(painCave.errMsg,
1208 >              "RNEMD::doNIVS exchange NOT performed - roots that solve\n"
1209 >              "\tthe constraint equations may not exist or there may be\n"
1210 >              "\tno selected objects in one or both slabs.\n");
1211 >      painCave.isFatal = 0;
1212 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
1213 >      simError();        
1214 >      failTrialCount_++;
1215 >    }
1216 >  }
1217 >
1218 >  void RNEMD::doVSS() {
1219 >    if (!doRNEMD_) return;
1220 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1221 >    RealType time = currentSnap_->getTime();    
1222 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1223 >
1224 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1225 >
1226 >    int selei;
1227 >    StuntDouble* sd;
1228 >    int idx;
1229 >
1230 >    vector<StuntDouble*> hotBin, coldBin;
1231 >
1232 >    Vector3d Ph(V3Zero);
1233 >    RealType Mh = 0.0;
1234 >    RealType Kh = 0.0;
1235 >    Vector3d Pc(V3Zero);
1236 >    RealType Mc = 0.0;
1237 >    RealType Kc = 0.0;
1238 >    
1239 >
1240 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1241 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1242 >
1243 >      idx = sd->getLocalIndex();
1244 >
1245 >      Vector3d pos = sd->getPos();
1246 >
1247 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1248 >
1249 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1250 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
1251 >
1252 >      // which bin is this stuntdouble in?
1253 >      bool inA = inSlabA(pos);
1254 >      bool inB = inSlabB(pos);
1255 >      
1256 >      if (inA || inB) {
1257 >        
1258 >        RealType mass = sd->getMass();
1259 >        Vector3d vel = sd->getVel();
1260 >      
1261 >        if (inA) {
1262 >          hotBin.push_back(sd);
1263 >          Ph += mass * vel;
1264 >          Mh += mass;
1265 >          Kh += mass * vel.lengthSquare();
1266 >          if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1267 >            if (sd->isDirectional()) {
1268 >              Vector3d angMom = sd->getJ();
1269 >              Mat3x3d I = sd->getI();
1270 >              if (sd->isLinear()) {
1271 >                int i = sd->linearAxis();
1272 >                int j = (i + 1) % 3;
1273 >                int k = (i + 2) % 3;
1274 >                Kh += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1275 >                  angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1276 >              } else {
1277 >                Kh += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1278 >                  angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1279 >                  angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1280 >              }
1281 >            }
1282 >          }
1283 >        } else { //midBin_
1284 >          coldBin.push_back(sd);
1285 >          Pc += mass * vel;
1286 >          Mc += mass;
1287 >          Kc += mass * vel.lengthSquare();
1288 >          if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1289 >            if (sd->isDirectional()) {
1290 >              Vector3d angMom = sd->getJ();
1291 >              Mat3x3d I = sd->getI();
1292 >              if (sd->isLinear()) {
1293 >                int i = sd->linearAxis();
1294 >                int j = (i + 1) % 3;
1295 >                int k = (i + 2) % 3;
1296 >                Kc += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1297 >                  angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1298 >              } else {
1299 >                Kc += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1300 >                  angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1301 >                  angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1302 >              }
1303 >            }
1304 >          }
1305 >        }
1306 >      }
1307 >    }
1308 >    
1309 >    Kh *= 0.5;
1310 >    Kc *= 0.5;
1311 >    
1312 > #ifdef IS_MPI
1313 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Ph[0], 3, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1314 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pc[0], 3, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1315 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Mh, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1316 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kh, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1317 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Mc, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1318 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kc, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1319 > #endif
1320 >
1321 >    bool successfulExchange = false;
1322 >    if ((Mh > 0.0) && (Mc > 0.0)) {//both slabs are not empty
1323 >      Vector3d vc = Pc / Mc;
1324 >      Vector3d ac = -momentumTarget_ / Mc + vc;
1325 >      Vector3d acrec = -momentumTarget_ / Mc;
1326 >      RealType cNumerator = Kc - kineticTarget_ - 0.5 * Mc * ac.lengthSquare();
1327 >      if (cNumerator > 0.0) {
1328 >        RealType cDenominator = Kc - 0.5 * Mc * vc.lengthSquare();
1329 >        if (cDenominator > 0.0) {
1330 >          RealType c = sqrt(cNumerator / cDenominator);
1331 >          if ((c > 0.9) && (c < 1.1)) {//restrict scaling coefficients
1332 >            Vector3d vh = Ph / Mh;
1333 >            Vector3d ah = momentumTarget_ / Mh + vh;
1334 >            Vector3d ahrec = momentumTarget_ / Mh;
1335 >            RealType hNumerator = Kh + kineticTarget_
1336 >              - 0.5 * Mh * ah.lengthSquare();
1337 >            if (hNumerator > 0.0) {
1338 >              RealType hDenominator = Kh - 0.5 * Mh * vh.lengthSquare();
1339 >              if (hDenominator > 0.0) {
1340 >                RealType h = sqrt(hNumerator / hDenominator);
1341 >                if ((h > 0.9) && (h < 1.1)) {
1342 >
1343 >                  vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1344 >                  Vector3d vel;
1345 >                  for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1346 >                    //vel = (*sdi)->getVel();
1347 >                    vel = ((*sdi)->getVel() - vc) * c + ac;
1348 >                    (*sdi)->setVel(vel);
1349 >                    if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1350 >                      if ((*sdi)->isDirectional()) {
1351 >                        Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * c;
1352 >                        (*sdi)->setJ(angMom);
1353 >                      }
1354 >                    }
1355 >                  }
1356 >                  for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
1357 >                    //vel = (*sdi)->getVel();
1358 >                    vel = ((*sdi)->getVel() - vh) * h + ah;
1359 >                    (*sdi)->setVel(vel);
1360 >                    if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1361 >                      if ((*sdi)->isDirectional()) {
1362 >                        Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * h;
1363 >                        (*sdi)->setJ(angMom);
1364 >                      }
1365 >                    }
1366 >                  }
1367 >                  successfulExchange = true;
1368 >                  kineticExchange_ += kineticTarget_;
1369 >                  momentumExchange_ += momentumTarget_;
1370 >                }
1371 >              }
1372 >            }
1373 >          }
1374 >        }
1375 >      }
1376 >    }
1377 >    if (successfulExchange != true) {
1378 >      sprintf(painCave.errMsg,
1379 >              "RNEMD::doVSS exchange NOT performed - roots that solve\n"
1380 >              "\tthe constraint equations may not exist or there may be\n"
1381 >              "\tno selected objects in one or both slabs.\n");
1382 >      painCave.isFatal = 0;
1383 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
1384 >      simError();        
1385 >      failTrialCount_++;
1386 >    }
1387 >  }
1388 >
1389 >  void RNEMD::doRNEMD() {
1390 >    if (!doRNEMD_) return;
1391 >    trialCount_++;
1392 >    switch(rnemdMethod_) {
1393 >    case rnemdSwap:
1394 >      doSwap();
1395 >      break;
1396 >    case rnemdNIVS:
1397 >      doNIVS();
1398 >      break;
1399 >    case rnemdVSS:
1400 >      doVSS();
1401 >      break;
1402 >    case rnemdUnkownMethod:
1403 >    default :
1404 >      break;
1405 >    }
1406 >  }
1407 >
1408 >  void RNEMD::collectData() {
1409 >    if (!doRNEMD_) return;
1410 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1411 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1412 >
1413 >    areaAccumulator_->add(currentSnap_->getXYarea());
1414 >
1415 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1416 >
1417 >    int selei(0);
1418 >    StuntDouble* sd;
1419 >    int idx;
1420 >
1421 >    vector<RealType> binMass(nBins_, 0.0);
1422 >    vector<RealType> binPx(nBins_, 0.0);
1423 >    vector<RealType> binPy(nBins_, 0.0);
1424 >    vector<RealType> binPz(nBins_, 0.0);
1425 >    vector<RealType> binKE(nBins_, 0.0);
1426 >    vector<int> binDOF(nBins_, 0);
1427 >    vector<int> binCount(nBins_, 0);
1428 >
1429 >    // alternative approach, track all molecules instead of only those
1430 >    // selected for scaling/swapping:
1431 >    /*
1432 >    SimInfo::MoleculeIterator miter;
1433 >    vector<StuntDouble*>::iterator iiter;
1434 >    Molecule* mol;
1435 >    StuntDouble* sd;
1436 >    for (mol = info_->beginMolecule(miter); mol != NULL;
1437 >      mol = info_->nextMolecule(miter))
1438 >      sd is essentially sd
1439 >        for (sd = mol->beginIntegrableObject(iiter);
1440 >             sd != NULL;
1441 >             sd = mol->nextIntegrableObject(iiter))
1442 >    */
1443 >
1444 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1445 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1446 >    
1447 >      idx = sd->getLocalIndex();
1448 >      
1449 >      Vector3d pos = sd->getPos();
1450 >
1451 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1452 >      
1453 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1454 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
1455 >
1456 >
1457 >      // which bin is this stuntdouble in?
1458 >      // wrapped positions are in the range [-0.5*hmat(2,2), +0.5*hmat(2,2)]
1459 >      // Shift molecules by half a box to have bins start at 0
1460 >      // The modulo operator is used to wrap the case when we are
1461 >      // beyond the end of the bins back to the beginning.
1462 >      int binNo = int(nBins_ * (pos.z() / hmat(2,2) + 0.5)) % nBins_;
1463 >
1464 >      RealType mass = sd->getMass();
1465 >      Vector3d vel = sd->getVel();
1466 >
1467 >      binCount[binNo]++;
1468 >      binMass[binNo] += mass;
1469 >      binPx[binNo] += mass*vel.x();
1470 >      binPy[binNo] += mass*vel.y();
1471 >      binPz[binNo] += mass*vel.z();
1472 >      binKE[binNo] += 0.5 * (mass * vel.lengthSquare());
1473 >      binDOF[binNo] += 3;
1474 >
1475 >      if (sd->isDirectional()) {
1476 >        Vector3d angMom = sd->getJ();
1477 >        Mat3x3d I = sd->getI();
1478 >        if (sd->isLinear()) {
1479 >          int i = sd->linearAxis();
1480 >          int j = (i + 1) % 3;
1481 >          int k = (i + 2) % 3;
1482 >          binKE[binNo] += 0.5 * (angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1483 >                                 angMom[k] * angMom[k] / I(k, k));
1484 >          binDOF[binNo] += 2;
1485 >        } else {
1486 >          binKE[binNo] += 0.5 * (angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1487 >                                 angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1488 >                                 angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2));
1489 >          binDOF[binNo] += 3;
1490 >        }
1491 >      }
1492 >    }
1493 >    
1494 > #ifdef IS_MPI
1495 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binCount[0],
1496 >                              nBins_, MPI::INT, MPI::SUM);
1497 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binMass[0],
1498 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1499 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPx[0],
1500 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1501 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPy[0],
1502 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1503 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPz[0],
1504 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1505 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binKE[0],
1506 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1507 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binDOF[0],
1508 >                              nBins_, MPI::INT, MPI::SUM);
1509 > #endif
1510 >
1511 >    Vector3d vel;
1512 >    RealType den;
1513 >    RealType temp;
1514 >    RealType z;
1515 >    for (int i = 0; i < nBins_; i++) {
1516 >      z = (((RealType)i + 0.5) / (RealType)nBins_) * hmat(2,2);
1517 >      vel.x() = binPx[i] / binMass[i];
1518 >      vel.y() = binPy[i] / binMass[i];
1519 >      vel.z() = binPz[i] / binMass[i];
1520 >
1521 >      den = binMass[i] * nBins_ * PhysicalConstants::densityConvert
1522 >        / currentSnap_->getVolume() ;
1523 >
1524 >      temp = 2.0 * binKE[i] / (binDOF[i] * PhysicalConstants::kb *
1525 >                               PhysicalConstants::energyConvert);
1526 >  
1527 >      for (unsigned int j = 0; j < outputMask_.size(); ++j) {
1528 >        if(outputMask_[j]) {
1529 >          switch(j) {
1530 >          case Z:
1531 >            (data_[j].accumulator[i])->add(z);
1532 >            break;
1533 >          case TEMPERATURE:
1534 >            data_[j].accumulator[i]->add(temp);
1535 >            break;
1536 >          case VELOCITY:
1537 >            dynamic_cast<VectorAccumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(vel);
1538 >            break;
1539 >          case DENSITY:
1540 >            data_[j].accumulator[i]->add(den);
1541 >            break;
1542 >          }
1543 >        }
1544 >      }
1545 >    }
1546 >  }
1547 >
1548 >  void RNEMD::getStarted() {
1549 >    if (!doRNEMD_) return;
1550 >    collectData();
1551 >    writeOutputFile();
1552 >  }
1553 >
1554 >  void RNEMD::parseOutputFileFormat(const std::string& format) {
1555 >    if (!doRNEMD_) return;
1556 >    StringTokenizer tokenizer(format, " ,;|\t\n\r");
1557 >    
1558 >    while(tokenizer.hasMoreTokens()) {
1559 >      std::string token(tokenizer.nextToken());
1560 >      toUpper(token);
1561 >      OutputMapType::iterator i = outputMap_.find(token);
1562 >      if (i != outputMap_.end()) {
1563 >        outputMask_.set(i->second);
1564 >      } else {
1565 >        sprintf( painCave.errMsg,
1566 >                 "RNEMD::parseOutputFileFormat: %s is not a recognized\n"
1567 >                 "\toutputFileFormat keyword.\n", token.c_str() );
1568 >        painCave.isFatal = 0;
1569 >        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
1570 >        simError();            
1571 >      }
1572 >    }  
1573 >  }
1574 >  
1575 >  void RNEMD::writeOutputFile() {
1576 >    if (!doRNEMD_) return;
1577 >    
1578 > #ifdef IS_MPI
1579 >    // If we're the root node, should we print out the results
1580 >    int worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
1581 >    if (worldRank == 0) {
1582 > #endif
1583 >      rnemdFile_.open(rnemdFileName_.c_str(), std::ios::out | std::ios::trunc );
1584 >      
1585 >      if( !rnemdFile_ ){        
1586 >        sprintf( painCave.errMsg,
1587 >                 "Could not open \"%s\" for RNEMD output.\n",
1588 >                 rnemdFileName_.c_str());
1589 >        painCave.isFatal = 1;
1590 >        simError();
1591 >      }
1592 >
1593 >      Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1594 >
1595 >      RealType time = currentSnap_->getTime();
1596 >      RealType avgArea;
1597 >      areaAccumulator_->getAverage(avgArea);
1598 >      RealType Jz = kineticExchange_ / (2.0 * time * avgArea)
1599 >        / PhysicalConstants::energyConvert;
1600 >      Vector3d JzP = momentumExchange_ / (2.0 * time * avgArea);      
1601 >
1602 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1603 >      rnemdFile_ << "# RNEMD {\n";
1604 >
1605 >      map<string, RNEMDMethod>::iterator mi;
1606 >      for(mi = stringToMethod_.begin(); mi != stringToMethod_.end(); ++mi) {
1607 >        if ( (*mi).second == rnemdMethod_)
1608 >          rnemdFile_ << "#    exchangeMethod  = \"" << (*mi).first << "\";\n";
1609 >      }
1610 >      map<string, RNEMDFluxType>::iterator fi;
1611 >      for(fi = stringToFluxType_.begin(); fi != stringToFluxType_.end(); ++fi) {
1612 >        if ( (*fi).second == rnemdFluxType_)
1613 >          rnemdFile_ << "#    fluxType  = \"" << (*fi).first << "\";\n";
1614 >      }
1615 >      
1616 >      rnemdFile_ << "#    exchangeTime = " << exchangeTime_ << ";\n";
1617 >
1618 >      rnemdFile_ << "#    objectSelection = \""
1619 >                 << rnemdObjectSelection_ << "\";\n";
1620 >      rnemdFile_ << "#    slabWidth = " << slabWidth_ << ";\n";
1621 >      rnemdFile_ << "#    slabAcenter = " << slabACenter_ << ";\n";
1622 >      rnemdFile_ << "#    slabBcenter = " << slabBCenter_ << ";\n";
1623 >      rnemdFile_ << "# }\n";
1624 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1625 >      rnemdFile_ << "# RNEMD report:\n";      
1626 >      rnemdFile_ << "#     running time = " << time << " fs\n";
1627 >      rnemdFile_ << "#     target flux:\n";
1628 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = "
1629 >                 << kineticFlux_ / PhysicalConstants::energyConvert
1630 >                 << " (kcal/mol/A^2/fs)\n";
1631 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumFluxVector_
1632 >                 << " (amu/A/fs^2)\n";
1633 >      rnemdFile_ << "#     target one-time exchanges:\n";
1634 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = "
1635 >                 << kineticTarget_ / PhysicalConstants::energyConvert
1636 >                 << " (kcal/mol)\n";
1637 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumTarget_
1638 >                 << " (amu*A/fs)\n";
1639 >      rnemdFile_ << "#     actual exchange totals:\n";
1640 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = "
1641 >                 << kineticExchange_ / PhysicalConstants::energyConvert
1642 >                 << " (kcal/mol)\n";
1643 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumExchange_
1644 >                 << " (amu*A/fs)\n";      
1645 >      rnemdFile_ << "#     actual flux:\n";
1646 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = " << Jz
1647 >                 << " (kcal/mol/A^2/fs)\n";
1648 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << JzP
1649 >                 << " (amu/A/fs^2)\n";
1650 >      rnemdFile_ << "#     exchange statistics:\n";
1651 >      rnemdFile_ << "#         attempted = " << trialCount_ << "\n";
1652 >      rnemdFile_ << "#         failed = " << failTrialCount_ << "\n";    
1653 >      if (rnemdMethod_ == rnemdNIVS) {
1654 >        rnemdFile_ << "#         NIVS root-check errors = "
1655 >                   << failRootCount_ << "\n";
1656 >      }
1657 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1658 >      
1659 >      
1660 >      
1661 >      //write title
1662 >      rnemdFile_ << "#";
1663 >      for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1664 >        if (outputMask_[i]) {
1665 >          rnemdFile_ << "\t" << data_[i].title <<
1666 >            "(" << data_[i].units << ")";
1667 >          // add some extra tabs for column alignment
1668 >          if (data_[i].dataType == "Vector3d") rnemdFile_ << "\t\t";
1669 >        }
1670 >      }
1671 >      rnemdFile_ << std::endl;
1672 >      
1673 >      rnemdFile_.precision(8);
1674 >      
1675 >      for (unsigned int j = 0; j < nBins_; j++) {        
1676 >        
1677 >        for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1678 >          if (outputMask_[i]) {
1679 >            if (data_[i].dataType == "RealType")
1680 >              writeReal(i,j);
1681 >            else if (data_[i].dataType == "Vector3d")
1682 >              writeVector(i,j);
1683 >            else {
1684 >              sprintf( painCave.errMsg,
1685 >                       "RNEMD found an unknown data type for: %s ",
1686 >                       data_[i].title.c_str());
1687 >              painCave.isFatal = 1;
1688 >              simError();
1689 >            }
1690 >          }
1691 >        }
1692 >        rnemdFile_ << std::endl;
1693 >        
1694 >      }        
1695 >
1696 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1697 >      rnemdFile_ << "# Standard Deviations in those quantities follow:\n";
1698 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1699 >
1700 >
1701 >      for (unsigned int j = 0; j < nBins_; j++) {        
1702 >        rnemdFile_ << "#";
1703 >        for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1704 >          if (outputMask_[i]) {
1705 >            if (data_[i].dataType == "RealType")
1706 >              writeRealStdDev(i,j);
1707 >            else if (data_[i].dataType == "Vector3d")
1708 >              writeVectorStdDev(i,j);
1709 >            else {
1710 >              sprintf( painCave.errMsg,
1711 >                       "RNEMD found an unknown data type for: %s ",
1712 >                       data_[i].title.c_str());
1713 >              painCave.isFatal = 1;
1714 >              simError();
1715 >            }
1716 >          }
1717 >        }
1718 >        rnemdFile_ << std::endl;
1719 >        
1720 >      }        
1721 >      
1722 >      rnemdFile_.flush();
1723 >      rnemdFile_.close();
1724 >      
1725 > #ifdef IS_MPI
1726 >    }
1727 > #endif
1728 >    
1729 >  }
1730 >  
1731 >  void RNEMD::writeReal(int index, unsigned int bin) {
1732 >    if (!doRNEMD_) return;
1733 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1734 >    assert(bin < nBins_);
1735 >    RealType s;
1736 >    
1737 >    data_[index].accumulator[bin]->getAverage(s);
1738 >    
1739 >    if (! isinf(s) && ! isnan(s)) {
1740 >      rnemdFile_ << "\t" << s;
1741 >    } else{
1742 >      sprintf( painCave.errMsg,
1743 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s for bin %d",
1744 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1745 >      painCave.isFatal = 1;
1746 >      simError();
1747 >    }    
1748 >  }
1749 >  
1750 >  void RNEMD::writeVector(int index, unsigned int bin) {
1751 >    if (!doRNEMD_) return;
1752 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1753 >    assert(bin < nBins_);
1754 >    Vector3d s;
1755 >    dynamic_cast<VectorAccumulator*>(data_[index].accumulator[bin])->getAverage(s);
1756 >    if (isinf(s[0]) || isnan(s[0]) ||
1757 >        isinf(s[1]) || isnan(s[1]) ||
1758 >        isinf(s[2]) || isnan(s[2]) ) {      
1759 >      sprintf( painCave.errMsg,
1760 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s for bin %d",
1761 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1762 >      painCave.isFatal = 1;
1763 >      simError();
1764 >    } else {
1765 >      rnemdFile_ << "\t" << s[0] << "\t" << s[1] << "\t" << s[2];
1766 >    }
1767 >  }  
1768 >
1769 >  void RNEMD::writeRealStdDev(int index, unsigned int bin) {
1770 >    if (!doRNEMD_) return;
1771 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1772 >    assert(bin < nBins_);
1773 >    RealType s;
1774 >    
1775 >    data_[index].accumulator[bin]->getStdDev(s);
1776 >    
1777 >    if (! isinf(s) && ! isnan(s)) {
1778 >      rnemdFile_ << "\t" << s;
1779 >    } else{
1780 >      sprintf( painCave.errMsg,
1781 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s std. dev. for bin %d",
1782 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1783 >      painCave.isFatal = 1;
1784 >      simError();
1785 >    }    
1786 >  }
1787 >  
1788 >  void RNEMD::writeVectorStdDev(int index, unsigned int bin) {
1789 >    if (!doRNEMD_) return;
1790 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1791 >    assert(bin < nBins_);
1792 >    Vector3d s;
1793 >    dynamic_cast<VectorAccumulator*>(data_[index].accumulator[bin])->getStdDev(s);
1794 >    if (isinf(s[0]) || isnan(s[0]) ||
1795 >        isinf(s[1]) || isnan(s[1]) ||
1796 >        isinf(s[2]) || isnan(s[2]) ) {      
1797 >      sprintf( painCave.errMsg,
1798 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s std. dev. for bin %d",
1799 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1800 >      painCave.isFatal = 1;
1801 >      simError();
1802 >    } else {
1803 >      rnemdFile_ << "\t" << s[0] << "\t" << s[1] << "\t" << s[2];
1804 >    }
1805 >  }  
1806   }
1807 +

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 1803 by gezelter, Wed Oct 3 14:20:07 2012 UTC

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