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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 1777 by gezelter, Thu Aug 9 18:35:09 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 >    int nIntegrable = info->getNGlobalIntegrableObjects();
281 >
282 >    if (selectionCount > nIntegrable) {
283 >      sprintf(painCave.errMsg,
284 >              "RNEMD: The current objectSelection,\n"
285 >              "\t\t%s\n"
286 >              "\thas resulted in %d selected objects.  However,\n"
287 >              "\tthe total number of integrable objects in the system\n"
288 >              "\tis only %d.  This is almost certainly not what you want\n"
289 >              "\tto do.  A likely cause of this is forgetting the _RB_0\n"
290 >              "\tselector in the selection script!\n",
291 >              rnemdObjectSelection_.c_str(),
292 >              selectionCount, nIntegrable);
293 >      painCave.isFatal = 0;
294 >      painCave.severity = OPENMD_WARNING;
295 >      simError();
296 >    }
297 >
298 >    areaAccumulator_ = new Accumulator();
299 >
300 >    nBins_ = rnemdParams->getOutputBins();
301 >
302 >    data_.resize(RNEMD::ENDINDEX);
303 >    OutputData z;
304 >    z.units =  "Angstroms";
305 >    z.title =  "Z";
306 >    z.dataType = "RealType";
307 >    z.accumulator.reserve(nBins_);
308 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
309 >      z.accumulator.push_back( new Accumulator() );
310 >    data_[Z] = z;
311 >    outputMap_["Z"] =  Z;
312 >
313 >    OutputData temperature;
314 >    temperature.units =  "K";
315 >    temperature.title =  "Temperature";
316 >    temperature.dataType = "RealType";
317 >    temperature.accumulator.reserve(nBins_);
318 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
319 >      temperature.accumulator.push_back( new Accumulator() );
320 >    data_[TEMPERATURE] = temperature;
321 >    outputMap_["TEMPERATURE"] =  TEMPERATURE;
322 >
323 >    OutputData velocity;
324 >    velocity.units = "angstroms/fs";
325 >    velocity.title =  "Velocity";  
326 >    velocity.dataType = "Vector3d";
327 >    velocity.accumulator.reserve(nBins_);
328 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
329 >      velocity.accumulator.push_back( new VectorAccumulator() );
330 >    data_[VELOCITY] = velocity;
331 >    outputMap_["VELOCITY"] = VELOCITY;
332 >
333 >    OutputData density;
334 >    density.units =  "g cm^-3";
335 >    density.title =  "Density";
336 >    density.dataType = "RealType";
337 >    density.accumulator.reserve(nBins_);
338 >    for (unsigned int i = 0; i < nBins_; i++)
339 >      density.accumulator.push_back( new Accumulator() );
340 >    data_[DENSITY] = density;
341 >    outputMap_["DENSITY"] =  DENSITY;
342 >
343 >    if (hasOutputFields) {
344 >      parseOutputFileFormat(rnemdParams->getOutputFields());
345 >    } else {
346 >      outputMask_.set(Z);
347 >      switch (rnemdFluxType_) {
348 >      case rnemdKE:
349 >      case rnemdRotKE:
350 >      case rnemdFullKE:
351 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
352 >        break;
353 >      case rnemdPx:
354 >      case rnemdPy:
355 >        outputMask_.set(VELOCITY);
356 >        break;
357 >      case rnemdPz:        
358 >      case rnemdPvector:
359 >        outputMask_.set(VELOCITY);
360 >        outputMask_.set(DENSITY);
361 >        break;
362 >      case rnemdKePx:
363 >      case rnemdKePy:
364 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
365 >        outputMask_.set(VELOCITY);
366 >        break;
367 >      case rnemdKePvector:
368 >        outputMask_.set(TEMPERATURE);
369 >        outputMask_.set(VELOCITY);
370 >        outputMask_.set(DENSITY);        
371 >        break;
372 >      default:
373 >        break;
374 >      }
375 >    }
376 >      
377 >    if (hasOutputFileName) {
378 >      rnemdFileName_ = rnemdParams->getOutputFileName();
379 >    } else {
380 >      rnemdFileName_ = getPrefix(info->getFinalConfigFileName()) + ".rnemd";
381 >    }          
382 >
383 >    exchangeTime_ = rnemdParams->getExchangeTime();
384 >
385 >    Snapshot* currentSnap_ = info->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
386 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
387    
388 +    // Target exchange quantities (in each exchange) =  2 Lx Ly dt flux
389 +    // Lx, Ly = box dimensions in x & y
390 +    // dt = exchange time interval
391 +    // flux = target flux
392 +
393 +    RealType area = currentSnap_->getXYarea();
394 +    kineticTarget_ = 2.0 * kineticFlux_ * exchangeTime_ * area;
395 +    momentumTarget_ = 2.0 * momentumFluxVector_ * exchangeTime_ * area;
396 +
397 +    // total exchange sums are zeroed out at the beginning:
398 +
399 +    kineticExchange_ = 0.0;
400 +    momentumExchange_ = V3Zero;
401 +
402 +    if (hasSlabWidth)
403 +      slabWidth_ = rnemdParams->getSlabWidth();
404 +    else
405 +      slabWidth_ = hmat(2,2) / 10.0;
406 +  
407 +    if (hasSlabACenter)
408 +      slabACenter_ = rnemdParams->getSlabACenter();
409 +    else
410 +      slabACenter_ = 0.0;
411 +    
412 +    if (hasSlabBCenter)
413 +      slabBCenter_ = rnemdParams->getSlabBCenter();
414 +    else
415 +      slabBCenter_ = hmat(2,2) / 2.0;
416 +    
417 +  }
418 +  
419    RNEMD::~RNEMD() {
420 <    delete randNumGen_;
420 >    if (!doRNEMD_) return;
421 > #ifdef IS_MPI
422 >    if (worldRank == 0) {
423 > #endif
424 >
425 >      writeOutputFile();
426 >
427 >      rnemdFile_.close();
428 >      
429 > #ifdef IS_MPI
430 >    }
431 > #endif
432    }
433 +  
434 +  bool RNEMD::inSlabA(Vector3d pos) {
435 +    return (abs(pos.z() - slabACenter_) < 0.5*slabWidth_);
436 +  }
437 +  bool RNEMD::inSlabB(Vector3d pos) {
438 +    return (abs(pos.z() - slabBCenter_) < 0.5*slabWidth_);
439 +  }
440  
441    void RNEMD::doSwap() {
442 <    std::cerr << "in RNEMD!\n";  
443 <    std::cerr << "nBins = " << nBins_ << "\n";
444 <    std::cerr << "swapTime = " << swapTime_ << "\n";
445 <    std::cerr << "exchangeSum = " << exchangeSum_ << "\n";
446 <    std::cerr << "swapType = " << rnemdType_ << "\n";
447 <  }  
442 >    if (!doRNEMD_) return;
443 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
444 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
445 >
446 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
447 >
448 >    int selei;
449 >    StuntDouble* sd;
450 >    int idx;
451 >
452 >    RealType min_val;
453 >    bool min_found = false;  
454 >    StuntDouble* min_sd;
455 >
456 >    RealType max_val;
457 >    bool max_found = false;
458 >    StuntDouble* max_sd;
459 >
460 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
461 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
462 >
463 >      idx = sd->getLocalIndex();
464 >
465 >      Vector3d pos = sd->getPos();
466 >
467 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
468 >
469 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
470 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
471 >      bool inA = inSlabA(pos);
472 >      bool inB = inSlabB(pos);
473 >
474 >      if (inA || inB) {
475 >        
476 >        RealType mass = sd->getMass();
477 >        Vector3d vel = sd->getVel();
478 >        RealType value;
479 >        
480 >        switch(rnemdFluxType_) {
481 >        case rnemdKE :
482 >          
483 >          value = mass * vel.lengthSquare();
484 >          
485 >          if (sd->isDirectional()) {
486 >            Vector3d angMom = sd->getJ();
487 >            Mat3x3d I = sd->getI();
488 >            
489 >            if (sd->isLinear()) {
490 >              int i = sd->linearAxis();
491 >              int j = (i + 1) % 3;
492 >              int k = (i + 2) % 3;
493 >              value += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
494 >                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
495 >            } else {                        
496 >              value += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
497 >                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
498 >                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
499 >            }
500 >          } //angular momenta exchange enabled
501 >          value *= 0.5;
502 >          break;
503 >        case rnemdPx :
504 >          value = mass * vel[0];
505 >          break;
506 >        case rnemdPy :
507 >          value = mass * vel[1];
508 >          break;
509 >        case rnemdPz :
510 >          value = mass * vel[2];
511 >          break;
512 >        default :
513 >          break;
514 >        }
515 >        
516 >        if (inA == 0) {
517 >          if (!min_found) {
518 >            min_val = value;
519 >            min_sd = sd;
520 >            min_found = true;
521 >          } else {
522 >            if (min_val > value) {
523 >              min_val = value;
524 >              min_sd = sd;
525 >            }
526 >          }
527 >        } else {
528 >          if (!max_found) {
529 >            max_val = value;
530 >            max_sd = sd;
531 >            max_found = true;
532 >          } else {
533 >            if (max_val < value) {
534 >              max_val = value;
535 >              max_sd = sd;
536 >            }
537 >          }      
538 >        }
539 >      }
540 >    }
541 >    
542 > #ifdef IS_MPI
543 >    int nProc, worldRank;
544 >    
545 >    nProc = MPI::COMM_WORLD.Get_size();
546 >    worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
547 >
548 >    bool my_min_found = min_found;
549 >    bool my_max_found = max_found;
550 >
551 >    // Even if we didn't find a minimum, did someone else?
552 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&my_min_found, &min_found, 1, MPI::BOOL, MPI::LOR);
553 >    // Even if we didn't find a maximum, did someone else?
554 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&my_max_found, &max_found, 1, MPI::BOOL, MPI::LOR);
555 > #endif
556 >
557 >    if (max_found && min_found) {
558 >
559 > #ifdef IS_MPI
560 >      struct {
561 >        RealType val;
562 >        int rank;
563 >      } max_vals, min_vals;
564 >      
565 >      if (my_min_found) {
566 >        min_vals.val = min_val;
567 >      } else {
568 >        min_vals.val = HONKING_LARGE_VALUE;
569 >      }
570 >      min_vals.rank = worldRank;    
571 >      
572 >      // Who had the minimum?
573 >      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&min_vals, &min_vals,
574 >                                1, MPI::REALTYPE_INT, MPI::MINLOC);
575 >      min_val = min_vals.val;
576 >      
577 >      if (my_max_found) {
578 >        max_vals.val = max_val;
579 >      } else {
580 >        max_vals.val = -HONKING_LARGE_VALUE;
581 >      }
582 >      max_vals.rank = worldRank;    
583 >      
584 >      // Who had the maximum?
585 >      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&max_vals, &max_vals,
586 >                                1, MPI::REALTYPE_INT, MPI::MAXLOC);
587 >      max_val = max_vals.val;
588 > #endif
589 >      
590 >      if (min_val < max_val) {
591 >        
592 > #ifdef IS_MPI      
593 >        if (max_vals.rank == worldRank && min_vals.rank == worldRank) {
594 >          // I have both maximum and minimum, so proceed like a single
595 >          // processor version:
596 > #endif
597 >
598 >          Vector3d min_vel = min_sd->getVel();
599 >          Vector3d max_vel = max_sd->getVel();
600 >          RealType temp_vel;
601 >          
602 >          switch(rnemdFluxType_) {
603 >          case rnemdKE :
604 >            min_sd->setVel(max_vel);
605 >            max_sd->setVel(min_vel);
606 >            if (min_sd->isDirectional() && max_sd->isDirectional()) {
607 >              Vector3d min_angMom = min_sd->getJ();
608 >              Vector3d max_angMom = max_sd->getJ();
609 >              min_sd->setJ(max_angMom);
610 >              max_sd->setJ(min_angMom);
611 >            }//angular momenta exchange enabled
612 >            //assumes same rigid body identity
613 >            break;
614 >          case rnemdPx :
615 >            temp_vel = min_vel.x();
616 >            min_vel.x() = max_vel.x();
617 >            max_vel.x() = temp_vel;
618 >            min_sd->setVel(min_vel);
619 >            max_sd->setVel(max_vel);
620 >            break;
621 >          case rnemdPy :
622 >            temp_vel = min_vel.y();
623 >            min_vel.y() = max_vel.y();
624 >            max_vel.y() = temp_vel;
625 >            min_sd->setVel(min_vel);
626 >            max_sd->setVel(max_vel);
627 >            break;
628 >          case rnemdPz :
629 >            temp_vel = min_vel.z();
630 >            min_vel.z() = max_vel.z();
631 >            max_vel.z() = temp_vel;
632 >            min_sd->setVel(min_vel);
633 >            max_sd->setVel(max_vel);
634 >            break;
635 >          default :
636 >            break;
637 >          }
638 >
639 > #ifdef IS_MPI
640 >          // the rest of the cases only apply in parallel simulations:
641 >        } else if (max_vals.rank == worldRank) {
642 >          // I had the max, but not the minimum
643 >          
644 >          Vector3d min_vel;
645 >          Vector3d max_vel = max_sd->getVel();
646 >          MPI::Status status;
647 >
648 >          // point-to-point swap of the velocity vector
649 >          MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
650 >                                   min_vals.rank, 0,
651 >                                   min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
652 >                                   min_vals.rank, 0, status);
653 >          
654 >          switch(rnemdFluxType_) {
655 >          case rnemdKE :
656 >            max_sd->setVel(min_vel);
657 >            //angular momenta exchange enabled
658 >            if (max_sd->isDirectional()) {
659 >              Vector3d min_angMom;
660 >              Vector3d max_angMom = max_sd->getJ();
661 >              
662 >              // point-to-point swap of the angular momentum vector
663 >              MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(max_angMom.getArrayPointer(), 3,
664 >                                       MPI::REALTYPE, min_vals.rank, 1,
665 >                                       min_angMom.getArrayPointer(), 3,
666 >                                       MPI::REALTYPE, min_vals.rank, 1,
667 >                                       status);
668 >              
669 >              max_sd->setJ(min_angMom);
670 >            }
671 >            break;
672 >          case rnemdPx :
673 >            max_vel.x() = min_vel.x();
674 >            max_sd->setVel(max_vel);
675 >            break;
676 >          case rnemdPy :
677 >            max_vel.y() = min_vel.y();
678 >            max_sd->setVel(max_vel);
679 >            break;
680 >          case rnemdPz :
681 >            max_vel.z() = min_vel.z();
682 >            max_sd->setVel(max_vel);
683 >            break;
684 >          default :
685 >            break;
686 >          }
687 >        } else if (min_vals.rank == worldRank) {
688 >          // I had the minimum but not the maximum:
689 >          
690 >          Vector3d max_vel;
691 >          Vector3d min_vel = min_sd->getVel();
692 >          MPI::Status status;
693 >          
694 >          // point-to-point swap of the velocity vector
695 >          MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
696 >                                   max_vals.rank, 0,
697 >                                   max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
698 >                                   max_vals.rank, 0, status);
699 >          
700 >          switch(rnemdFluxType_) {
701 >          case rnemdKE :
702 >            min_sd->setVel(max_vel);
703 >            //angular momenta exchange enabled
704 >            if (min_sd->isDirectional()) {
705 >              Vector3d min_angMom = min_sd->getJ();
706 >              Vector3d max_angMom;
707 >              
708 >              // point-to-point swap of the angular momentum vector
709 >              MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(min_angMom.getArrayPointer(), 3,
710 >                                       MPI::REALTYPE, max_vals.rank, 1,
711 >                                       max_angMom.getArrayPointer(), 3,
712 >                                       MPI::REALTYPE, max_vals.rank, 1,
713 >                                       status);
714 >              
715 >              min_sd->setJ(max_angMom);
716 >            }
717 >            break;
718 >          case rnemdPx :
719 >            min_vel.x() = max_vel.x();
720 >            min_sd->setVel(min_vel);
721 >            break;
722 >          case rnemdPy :
723 >            min_vel.y() = max_vel.y();
724 >            min_sd->setVel(min_vel);
725 >            break;
726 >          case rnemdPz :
727 >            min_vel.z() = max_vel.z();
728 >            min_sd->setVel(min_vel);
729 >            break;
730 >          default :
731 >            break;
732 >          }
733 >        }
734 > #endif
735 >        
736 >        switch(rnemdFluxType_) {
737 >        case rnemdKE:
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 >          break;
751 >        }
752 >      } else {        
753 >        sprintf(painCave.errMsg,
754 >                "RNEMD::doSwap exchange NOT performed because min_val > max_val\n");
755 >        painCave.isFatal = 0;
756 >        painCave.severity = OPENMD_INFO;
757 >        simError();        
758 >        failTrialCount_++;
759 >      }
760 >    } else {
761 >      sprintf(painCave.errMsg,
762 >              "RNEMD::doSwap exchange NOT performed because selected object\n"
763 >              "\twas not present in at least one of the two slabs.\n");
764 >      painCave.isFatal = 0;
765 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
766 >      simError();        
767 >      failTrialCount_++;
768 >    }    
769 >  }
770 >  
771 >  void RNEMD::doNIVS() {
772 >    if (!doRNEMD_) return;
773 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
774 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
775 >
776 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
777 >
778 >    int selei;
779 >    StuntDouble* sd;
780 >    int idx;
781 >
782 >    vector<StuntDouble*> hotBin, coldBin;
783 >
784 >    RealType Phx = 0.0;
785 >    RealType Phy = 0.0;
786 >    RealType Phz = 0.0;
787 >    RealType Khx = 0.0;
788 >    RealType Khy = 0.0;
789 >    RealType Khz = 0.0;
790 >    RealType Khw = 0.0;
791 >    RealType Pcx = 0.0;
792 >    RealType Pcy = 0.0;
793 >    RealType Pcz = 0.0;
794 >    RealType Kcx = 0.0;
795 >    RealType Kcy = 0.0;
796 >    RealType Kcz = 0.0;
797 >    RealType Kcw = 0.0;
798 >
799 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
800 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
801 >
802 >      idx = sd->getLocalIndex();
803 >
804 >      Vector3d pos = sd->getPos();
805 >
806 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
807 >
808 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
809 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
810 >
811 >      // which bin is this stuntdouble in?
812 >      bool inA = inSlabA(pos);
813 >      bool inB = inSlabB(pos);
814 >
815 >      if (inA || inB) {
816 >              
817 >        RealType mass = sd->getMass();
818 >        Vector3d vel = sd->getVel();
819 >      
820 >        if (inA) {
821 >          hotBin.push_back(sd);
822 >          Phx += mass * vel.x();
823 >          Phy += mass * vel.y();
824 >          Phz += mass * vel.z();
825 >          Khx += mass * vel.x() * vel.x();
826 >          Khy += mass * vel.y() * vel.y();
827 >          Khz += mass * vel.z() * vel.z();
828 >          if (sd->isDirectional()) {
829 >            Vector3d angMom = sd->getJ();
830 >            Mat3x3d I = sd->getI();
831 >            if (sd->isLinear()) {
832 >              int i = sd->linearAxis();
833 >              int j = (i + 1) % 3;
834 >              int k = (i + 2) % 3;
835 >              Khw += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
836 >                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
837 >            } else {
838 >              Khw += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
839 >                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
840 >                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
841 >            }
842 >          }
843 >        } else {
844 >          coldBin.push_back(sd);
845 >          Pcx += mass * vel.x();
846 >          Pcy += mass * vel.y();
847 >          Pcz += mass * vel.z();
848 >          Kcx += mass * vel.x() * vel.x();
849 >          Kcy += mass * vel.y() * vel.y();
850 >          Kcz += mass * vel.z() * vel.z();
851 >          if (sd->isDirectional()) {
852 >            Vector3d angMom = sd->getJ();
853 >            Mat3x3d I = sd->getI();
854 >            if (sd->isLinear()) {
855 >              int i = sd->linearAxis();
856 >              int j = (i + 1) % 3;
857 >              int k = (i + 2) % 3;
858 >              Kcw += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
859 >                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
860 >            } else {
861 >              Kcw += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
862 >                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
863 >                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
864 >            }
865 >          }
866 >        }
867 >      }
868 >    }
869 >    
870 >    Khx *= 0.5;
871 >    Khy *= 0.5;
872 >    Khz *= 0.5;
873 >    Khw *= 0.5;
874 >    Kcx *= 0.5;
875 >    Kcy *= 0.5;
876 >    Kcz *= 0.5;
877 >    Kcw *= 0.5;
878 >
879 > #ifdef IS_MPI
880 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
881 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
882 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
883 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
884 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
885 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
886 >
887 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
888 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
889 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
890 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khw, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
891 >
892 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
893 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
894 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
895 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcw, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
896 > #endif
897 >
898 >    //solve coldBin coeff's first
899 >    RealType px = Pcx / Phx;
900 >    RealType py = Pcy / Phy;
901 >    RealType pz = Pcz / Phz;
902 >    RealType c, x, y, z;
903 >    bool successfulScale = false;
904 >    if ((rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) ||
905 >        (rnemdFluxType_ == rnemdRotKE)) {
906 >      //may need sanity check Khw & Kcw > 0
907 >
908 >      if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
909 >        c = 1.0 - kineticTarget_ / (Kcx + Kcy + Kcz + Kcw);
910 >      } else {
911 >        c = 1.0 - kineticTarget_ / Kcw;
912 >      }
913 >
914 >      if ((c > 0.81) && (c < 1.21)) {//restrict scaling coefficients
915 >        c = sqrt(c);
916 >        //std::cerr << "cold slab scaling coefficient: " << c << endl;
917 >        //now convert to hotBin coefficient
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 >          // std::cerr << "xh= " << x << "\tyh= " << y << "\tzh= " << z
956 >          //           << "\twh= " << w << endl;
957 >          for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
958 >            if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
959 >              vel = (*sdi)->getVel();
960 >              vel.x() *= x;
961 >              vel.y() *= y;
962 >              vel.z() *= z;
963 >              (*sdi)->setVel(vel);
964 >            }
965 >            if ((*sdi)->isDirectional()) {
966 >              Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * w;
967 >              (*sdi)->setJ(angMom);
968 >            }
969 >          }
970 >          successfulScale = true;
971 >          kineticExchange_ += kineticTarget_;
972 >        }
973 >      }
974 >    } else {
975 >      RealType a000, a110, c0, a001, a111, b01, b11, c1;
976 >      switch(rnemdFluxType_) {
977 >      case rnemdKE :
978 >        /* used hotBin coeff's & only scale x & y dimensions
979 >           RealType px = Phx / Pcx;
980 >           RealType py = Phy / Pcy;
981 >           a110 = Khy;
982 >           c0 = - Khx - Khy - kineticTarget_;
983 >           a000 = Khx;
984 >           a111 = Kcy * py * py;
985 >           b11 = -2.0 * Kcy * py * (1.0 + py);
986 >           c1 = Kcy * py * (2.0 + py) + Kcx * px * ( 2.0 + px) + kineticTarget_;
987 >           b01 = -2.0 * Kcx * px * (1.0 + px);
988 >           a001 = Kcx * px * px;
989 >        */
990 >        //scale all three dimensions, let c_x = c_y
991 >        a000 = Kcx + Kcy;
992 >        a110 = Kcz;
993 >        c0 = kineticTarget_ - Kcx - Kcy - Kcz;
994 >        a001 = Khx * px * px + Khy * py * py;
995 >        a111 = Khz * pz * pz;
996 >        b01 = -2.0 * (Khx * px * (1.0 + px) + Khy * py * (1.0 + py));
997 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
998 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khy * py * (2.0 + py)
999 >          + Khz * pz * (2.0 + pz) - kineticTarget_;
1000 >        break;
1001 >      case rnemdPx :
1002 >        c = 1 - momentumTarget_.x() / Pcx;
1003 >        a000 = Kcy;
1004 >        a110 = Kcz;
1005 >        c0 = Kcx * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1006 >        a001 = py * py * Khy;
1007 >        a111 = pz * pz * Khz;
1008 >        b01 = -2.0 * Khy * py * (1.0 + py);
1009 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
1010 >        c1 = Khy * py * (2.0 + py) + Khz * pz * (2.0 + pz)
1011 >          + Khx * (fastpow(c * px - px - 1.0, 2) - 1.0);
1012 >        break;
1013 >      case rnemdPy :
1014 >        c = 1 - momentumTarget_.y() / Pcy;
1015 >        a000 = Kcx;
1016 >        a110 = Kcz;
1017 >        c0 = Kcy * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1018 >        a001 = px * px * Khx;
1019 >        a111 = pz * pz * Khz;
1020 >        b01 = -2.0 * Khx * px * (1.0 + px);
1021 >        b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
1022 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khz * pz * (2.0 + pz)
1023 >          + Khy * (fastpow(c * py - py - 1.0, 2) - 1.0);
1024 >        break;
1025 >      case rnemdPz ://we don't really do this, do we?
1026 >        c = 1 - momentumTarget_.z() / Pcz;
1027 >        a000 = Kcx;
1028 >        a110 = Kcy;
1029 >        c0 = Kcz * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
1030 >        a001 = px * px * Khx;
1031 >        a111 = py * py * Khy;
1032 >        b01 = -2.0 * Khx * px * (1.0 + px);
1033 >        b11 = -2.0 * Khy * py * (1.0 + py);
1034 >        c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khy * py * (2.0 + py)
1035 >          + Khz * (fastpow(c * pz - pz - 1.0, 2) - 1.0);
1036 >        break;
1037 >      default :
1038 >        break;
1039 >      }
1040 >      
1041 >      RealType v1 = a000 * a111 - a001 * a110;
1042 >      RealType v2 = a000 * b01;
1043 >      RealType v3 = a000 * b11;
1044 >      RealType v4 = a000 * c1 - a001 * c0;
1045 >      RealType v8 = a110 * b01;
1046 >      RealType v10 = - b01 * c0;
1047 >      
1048 >      RealType u0 = v2 * v10 - v4 * v4;
1049 >      RealType u1 = -2.0 * v3 * v4;
1050 >      RealType u2 = -v2 * v8 - v3 * v3 - 2.0 * v1 * v4;
1051 >      RealType u3 = -2.0 * v1 * v3;
1052 >      RealType u4 = - v1 * v1;
1053 >      //rescale coefficients
1054 >      RealType maxAbs = fabs(u0);
1055 >      if (maxAbs < fabs(u1)) maxAbs = fabs(u1);
1056 >      if (maxAbs < fabs(u2)) maxAbs = fabs(u2);
1057 >      if (maxAbs < fabs(u3)) maxAbs = fabs(u3);
1058 >      if (maxAbs < fabs(u4)) maxAbs = fabs(u4);
1059 >      u0 /= maxAbs;
1060 >      u1 /= maxAbs;
1061 >      u2 /= maxAbs;
1062 >      u3 /= maxAbs;
1063 >      u4 /= maxAbs;
1064 >      //max_element(start, end) is also available.
1065 >      Polynomial<RealType> poly; //same as DoublePolynomial poly;
1066 >      poly.setCoefficient(4, u4);
1067 >      poly.setCoefficient(3, u3);
1068 >      poly.setCoefficient(2, u2);
1069 >      poly.setCoefficient(1, u1);
1070 >      poly.setCoefficient(0, u0);
1071 >      vector<RealType> realRoots = poly.FindRealRoots();
1072 >      
1073 >      vector<RealType>::iterator ri;
1074 >      RealType r1, r2, alpha0;
1075 >      vector<pair<RealType,RealType> > rps;
1076 >      for (ri = realRoots.begin(); ri !=realRoots.end(); ri++) {
1077 >        r2 = *ri;
1078 >        //check if FindRealRoots() give the right answer
1079 >        if ( fabs(u0 + r2 * (u1 + r2 * (u2 + r2 * (u3 + r2 * u4)))) > 1e-6 ) {
1080 >          sprintf(painCave.errMsg,
1081 >                  "RNEMD Warning: polynomial solve seems to have an error!");
1082 >          painCave.isFatal = 0;
1083 >          simError();
1084 >          failRootCount_++;
1085 >        }
1086 >        //might not be useful w/o rescaling coefficients
1087 >        alpha0 = -c0 - a110 * r2 * r2;
1088 >        if (alpha0 >= 0.0) {
1089 >          r1 = sqrt(alpha0 / a000);
1090 >          if (fabs(c1 + r1 * (b01 + r1 * a001) + r2 * (b11 + r2 * a111))
1091 >              < 1e-6)
1092 >            { rps.push_back(make_pair(r1, r2)); }
1093 >          if (r1 > 1e-6) { //r1 non-negative
1094 >            r1 = -r1;
1095 >            if (fabs(c1 + r1 * (b01 + r1 * a001) + r2 * (b11 + r2 * a111))
1096 >                < 1e-6)
1097 >              { rps.push_back(make_pair(r1, r2)); }
1098 >          }
1099 >        }
1100 >      }
1101 >      // Consider combining together the solving pair part w/ the searching
1102 >      // best solution part so that we don't need the pairs vector
1103 >      if (!rps.empty()) {
1104 >        RealType smallestDiff = HONKING_LARGE_VALUE;
1105 >        RealType diff;
1106 >        pair<RealType,RealType> bestPair = make_pair(1.0, 1.0);
1107 >        vector<pair<RealType,RealType> >::iterator rpi;
1108 >        for (rpi = rps.begin(); rpi != rps.end(); rpi++) {
1109 >          r1 = (*rpi).first;
1110 >          r2 = (*rpi).second;
1111 >          switch(rnemdFluxType_) {
1112 >          case rnemdKE :
1113 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1114 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcx, 2)
1115 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcy, 2);
1116 >            break;
1117 >          case rnemdPx :
1118 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1119 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcy, 2);
1120 >            break;
1121 >          case rnemdPy :
1122 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1123 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcx, 2);
1124 >            break;
1125 >          case rnemdPz :
1126 >            diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1127 >              + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcy/Kcx, 2);
1128 >          default :
1129 >            break;
1130 >          }
1131 >          if (diff < smallestDiff) {
1132 >            smallestDiff = diff;
1133 >            bestPair = *rpi;
1134 >          }
1135 >        }
1136 > #ifdef IS_MPI
1137 >        if (worldRank == 0) {
1138 > #endif
1139 >          // sprintf(painCave.errMsg,
1140 >          //         "RNEMD: roots r1= %lf\tr2 = %lf\n",
1141 >          //         bestPair.first, bestPair.second);
1142 >          // painCave.isFatal = 0;
1143 >          // painCave.severity = OPENMD_INFO;
1144 >          // simError();
1145 > #ifdef IS_MPI
1146 >        }
1147 > #endif
1148 >        
1149 >        switch(rnemdFluxType_) {
1150 >        case rnemdKE :
1151 >          x = bestPair.first;
1152 >          y = bestPair.first;
1153 >          z = bestPair.second;
1154 >          break;
1155 >        case rnemdPx :
1156 >          x = c;
1157 >          y = bestPair.first;
1158 >          z = bestPair.second;
1159 >          break;
1160 >        case rnemdPy :
1161 >          x = bestPair.first;
1162 >          y = c;
1163 >          z = bestPair.second;
1164 >          break;
1165 >        case rnemdPz :
1166 >          x = bestPair.first;
1167 >          y = bestPair.second;
1168 >          z = c;
1169 >          break;          
1170 >        default :
1171 >          break;
1172 >        }
1173 >        vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1174 >        Vector3d vel;
1175 >        for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1176 >          vel = (*sdi)->getVel();
1177 >          vel.x() *= x;
1178 >          vel.y() *= y;
1179 >          vel.z() *= z;
1180 >          (*sdi)->setVel(vel);
1181 >        }
1182 >        //convert to hotBin coefficient
1183 >        x = 1.0 + px * (1.0 - x);
1184 >        y = 1.0 + py * (1.0 - y);
1185 >        z = 1.0 + pz * (1.0 - z);
1186 >        for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
1187 >          vel = (*sdi)->getVel();
1188 >          vel.x() *= x;
1189 >          vel.y() *= y;
1190 >          vel.z() *= z;
1191 >          (*sdi)->setVel(vel);
1192 >        }
1193 >        successfulScale = true;
1194 >        switch(rnemdFluxType_) {
1195 >        case rnemdKE :
1196 >          kineticExchange_ += kineticTarget_;
1197 >          break;
1198 >        case rnemdPx :
1199 >        case rnemdPy :
1200 >        case rnemdPz :
1201 >          momentumExchange_ += momentumTarget_;
1202 >          break;          
1203 >        default :
1204 >          break;
1205 >        }      
1206 >      }
1207 >    }
1208 >    if (successfulScale != true) {
1209 >      sprintf(painCave.errMsg,
1210 >              "RNEMD::doNIVS exchange NOT performed - roots that solve\n"
1211 >              "\tthe constraint equations may not exist or there may be\n"
1212 >              "\tno selected objects in one or both slabs.\n");
1213 >      painCave.isFatal = 0;
1214 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
1215 >      simError();        
1216 >      failTrialCount_++;
1217 >    }
1218 >  }
1219 >
1220 >  void RNEMD::doVSS() {
1221 >    if (!doRNEMD_) return;
1222 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1223 >    RealType time = currentSnap_->getTime();    
1224 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1225 >
1226 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1227 >
1228 >    int selei;
1229 >    StuntDouble* sd;
1230 >    int idx;
1231 >
1232 >    vector<StuntDouble*> hotBin, coldBin;
1233 >
1234 >    Vector3d Ph(V3Zero);
1235 >    RealType Mh = 0.0;
1236 >    RealType Kh = 0.0;
1237 >    Vector3d Pc(V3Zero);
1238 >    RealType Mc = 0.0;
1239 >    RealType Kc = 0.0;
1240 >    
1241 >
1242 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1243 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1244 >
1245 >      idx = sd->getLocalIndex();
1246 >
1247 >      Vector3d pos = sd->getPos();
1248 >
1249 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1250 >
1251 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1252 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
1253 >
1254 >      // which bin is this stuntdouble in?
1255 >      bool inA = inSlabA(pos);
1256 >      bool inB = inSlabB(pos);
1257 >      
1258 >      if (inA || inB) {
1259 >        
1260 >        RealType mass = sd->getMass();
1261 >        Vector3d vel = sd->getVel();
1262 >      
1263 >        if (inA) {
1264 >          hotBin.push_back(sd);
1265 >          //std::cerr << "before, velocity = " << vel << endl;
1266 >          Ph += mass * vel;
1267 >          //std::cerr << "after, velocity = " << vel << endl;
1268 >          Mh += mass;
1269 >          Kh += mass * vel.lengthSquare();
1270 >          if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1271 >            if (sd->isDirectional()) {
1272 >              Vector3d angMom = sd->getJ();
1273 >              Mat3x3d I = sd->getI();
1274 >              if (sd->isLinear()) {
1275 >                int i = sd->linearAxis();
1276 >                int j = (i + 1) % 3;
1277 >                int k = (i + 2) % 3;
1278 >                Kh += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1279 >                  angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1280 >              } else {
1281 >                Kh += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1282 >                  angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1283 >                  angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1284 >              }
1285 >            }
1286 >          }
1287 >        } else { //midBin_
1288 >          coldBin.push_back(sd);
1289 >          Pc += mass * vel;
1290 >          Mc += mass;
1291 >          Kc += mass * vel.lengthSquare();
1292 >          if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1293 >            if (sd->isDirectional()) {
1294 >              Vector3d angMom = sd->getJ();
1295 >              Mat3x3d I = sd->getI();
1296 >              if (sd->isLinear()) {
1297 >                int i = sd->linearAxis();
1298 >                int j = (i + 1) % 3;
1299 >                int k = (i + 2) % 3;
1300 >                Kc += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1301 >                  angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1302 >              } else {
1303 >                Kc += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1304 >                  angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1305 >                  angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1306 >              }
1307 >            }
1308 >          }
1309 >        }
1310 >      }
1311 >    }
1312 >    
1313 >    Kh *= 0.5;
1314 >    Kc *= 0.5;
1315 >
1316 >    // std::cerr << "Mh= " << Mh << "\tKh= " << Kh << "\tMc= " << Mc
1317 >    //        << "\tKc= " << Kc << endl;
1318 >    // std::cerr << "Ph= " << Ph << "\tPc= " << Pc << endl;
1319 >    
1320 > #ifdef IS_MPI
1321 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Ph[0], 3, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1322 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pc[0], 3, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1323 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Mh, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1324 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kh, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1325 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Mc, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1326 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kc, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1327 > #endif
1328 >
1329 >    bool successfulExchange = false;
1330 >    if ((Mh > 0.0) && (Mc > 0.0)) {//both slabs are not empty
1331 >      Vector3d vc = Pc / Mc;
1332 >      Vector3d ac = -momentumTarget_ / Mc + vc;
1333 >      Vector3d acrec = -momentumTarget_ / Mc;
1334 >      RealType cNumerator = Kc - kineticTarget_ - 0.5 * Mc * ac.lengthSquare();
1335 >      if (cNumerator > 0.0) {
1336 >        RealType cDenominator = Kc - 0.5 * Mc * vc.lengthSquare();
1337 >        if (cDenominator > 0.0) {
1338 >          RealType c = sqrt(cNumerator / cDenominator);
1339 >          if ((c > 0.9) && (c < 1.1)) {//restrict scaling coefficients
1340 >            Vector3d vh = Ph / Mh;
1341 >            Vector3d ah = momentumTarget_ / Mh + vh;
1342 >            Vector3d ahrec = momentumTarget_ / Mh;
1343 >            RealType hNumerator = Kh + kineticTarget_
1344 >              - 0.5 * Mh * ah.lengthSquare();
1345 >            if (hNumerator > 0.0) {
1346 >              RealType hDenominator = Kh - 0.5 * Mh * vh.lengthSquare();
1347 >              if (hDenominator > 0.0) {
1348 >                RealType h = sqrt(hNumerator / hDenominator);
1349 >                if ((h > 0.9) && (h < 1.1)) {
1350 >                  // std::cerr << "cold slab scaling coefficient: " << c << "\n";
1351 >                  // std::cerr << "hot slab scaling coefficient: " << h <<  "\n";
1352 >                  vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1353 >                  Vector3d vel;
1354 >                  for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1355 >                    //vel = (*sdi)->getVel();
1356 >                    vel = ((*sdi)->getVel() - vc) * c + ac;
1357 >                    (*sdi)->setVel(vel);
1358 >                    if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1359 >                      if ((*sdi)->isDirectional()) {
1360 >                        Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * c;
1361 >                        (*sdi)->setJ(angMom);
1362 >                      }
1363 >                    }
1364 >                  }
1365 >                  for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
1366 >                    //vel = (*sdi)->getVel();
1367 >                    vel = ((*sdi)->getVel() - vh) * h + ah;
1368 >                    (*sdi)->setVel(vel);
1369 >                    if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1370 >                      if ((*sdi)->isDirectional()) {
1371 >                        Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * h;
1372 >                        (*sdi)->setJ(angMom);
1373 >                      }
1374 >                    }
1375 >                  }
1376 >                  successfulExchange = true;
1377 >                  kineticExchange_ += kineticTarget_;
1378 >                  momentumExchange_ += momentumTarget_;
1379 >                }
1380 >              }
1381 >            }
1382 >          }
1383 >        }
1384 >      }
1385 >    }
1386 >    if (successfulExchange != true) {
1387 >      sprintf(painCave.errMsg,
1388 >              "RNEMD::doVSS exchange NOT performed - roots that solve\n"
1389 >              "\tthe constraint equations may not exist or there may be\n"
1390 >              "\tno selected objects in one or both slabs.\n");
1391 >      painCave.isFatal = 0;
1392 >      painCave.severity = OPENMD_INFO;
1393 >      simError();        
1394 >      failTrialCount_++;
1395 >    }
1396 >  }
1397 >
1398 >  void RNEMD::doRNEMD() {
1399 >    if (!doRNEMD_) return;
1400 >    trialCount_++;
1401 >    switch(rnemdMethod_) {
1402 >    case rnemdSwap:
1403 >      doSwap();
1404 >      break;
1405 >    case rnemdNIVS:
1406 >      doNIVS();
1407 >      break;
1408 >    case rnemdVSS:
1409 >      doVSS();
1410 >      break;
1411 >    case rnemdUnkownMethod:
1412 >    default :
1413 >      break;
1414 >    }
1415 >  }
1416 >
1417 >  void RNEMD::collectData() {
1418 >    if (!doRNEMD_) return;
1419 >    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1420 >    Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1421 >
1422 >    areaAccumulator_->add(currentSnap_->getXYarea());
1423 >
1424 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1425 >
1426 >    int selei;
1427 >    StuntDouble* sd;
1428 >    int idx;
1429 >
1430 >    vector<RealType> binMass(nBins_, 0.0);
1431 >    vector<RealType> binPx(nBins_, 0.0);
1432 >    vector<RealType> binPy(nBins_, 0.0);
1433 >    vector<RealType> binPz(nBins_, 0.0);
1434 >    vector<RealType> binKE(nBins_, 0.0);
1435 >    vector<int> binDOF(nBins_, 0);
1436 >    vector<int> binCount(nBins_, 0);
1437 >
1438 >    // alternative approach, track all molecules instead of only those
1439 >    // selected for scaling/swapping:
1440 >    /*
1441 >    SimInfo::MoleculeIterator miter;
1442 >    vector<StuntDouble*>::iterator iiter;
1443 >    Molecule* mol;
1444 >    StuntDouble* sd;
1445 >    for (mol = info_->beginMolecule(miter); mol != NULL;
1446 >      mol = info_->nextMolecule(miter))
1447 >      sd is essentially sd
1448 >        for (sd = mol->beginIntegrableObject(iiter);
1449 >             sd != NULL;
1450 >             sd = mol->nextIntegrableObject(iiter))
1451 >    */
1452 >    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1453 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1454 >      
1455 >      idx = sd->getLocalIndex();
1456 >      
1457 >      Vector3d pos = sd->getPos();
1458 >
1459 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1460 >      
1461 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1462 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
1463 >
1464 >
1465 >      // which bin is this stuntdouble in?
1466 >      // wrapped positions are in the range [-0.5*hmat(2,2), +0.5*hmat(2,2)]
1467 >      // Shift molecules by half a box to have bins start at 0
1468 >      // The modulo operator is used to wrap the case when we are
1469 >      // beyond the end of the bins back to the beginning.
1470 >      int binNo = int(nBins_ * (pos.z() / hmat(2,2) + 0.5)) % nBins_;
1471 >    
1472 >      RealType mass = sd->getMass();
1473 >      Vector3d vel = sd->getVel();
1474 >
1475 >      binCount[binNo]++;
1476 >      binMass[binNo] += mass;
1477 >      binPx[binNo] += mass*vel.x();
1478 >      binPy[binNo] += mass*vel.y();
1479 >      binPz[binNo] += mass*vel.z();
1480 >      binKE[binNo] += 0.5 * (mass * vel.lengthSquare());
1481 >      binDOF[binNo] += 3;
1482 >
1483 >      if (sd->isDirectional()) {
1484 >        Vector3d angMom = sd->getJ();
1485 >        Mat3x3d I = sd->getI();
1486 >        if (sd->isLinear()) {
1487 >          int i = sd->linearAxis();
1488 >          int j = (i + 1) % 3;
1489 >          int k = (i + 2) % 3;
1490 >          binKE[binNo] += 0.5 * (angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1491 >                                 angMom[k] * angMom[k] / I(k, k));
1492 >          binDOF[binNo] += 2;
1493 >        } else {
1494 >          binKE[binNo] += 0.5 * (angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1495 >                                 angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1496 >                                 angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2));
1497 >          binDOF[binNo] += 3;
1498 >        }
1499 >      }
1500 >    }
1501 >    
1502 >
1503 > #ifdef IS_MPI
1504 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binCount[0],
1505 >                              nBins_, MPI::INT, MPI::SUM);
1506 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binMass[0],
1507 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1508 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPx[0],
1509 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1510 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPy[0],
1511 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1512 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binPz[0],
1513 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1514 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binKE[0],
1515 >                              nBins_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1516 >    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &binDOF[0],
1517 >                              nBins_, MPI::INT, MPI::SUM);
1518 > #endif
1519 >
1520 >    Vector3d vel;
1521 >    RealType den;
1522 >    RealType temp;
1523 >    RealType z;
1524 >    for (int i = 0; i < nBins_; i++) {
1525 >      z = (((RealType)i + 0.5) / (RealType)nBins_) * hmat(2,2);
1526 >      vel.x() = binPx[i] / binMass[i];
1527 >      vel.y() = binPy[i] / binMass[i];
1528 >      vel.z() = binPz[i] / binMass[i];
1529 >
1530 >      den = binMass[i] * nBins_ * PhysicalConstants::densityConvert
1531 >        / currentSnap_->getVolume() ;
1532 >
1533 >      temp = 2.0 * binKE[i] / (binDOF[i] * PhysicalConstants::kb *
1534 >                               PhysicalConstants::energyConvert);
1535 >
1536 >      for (unsigned int j = 0; j < outputMask_.size(); ++j) {
1537 >        if(outputMask_[j]) {
1538 >          switch(j) {
1539 >          case Z:
1540 >            (data_[j].accumulator[i])->add(z);
1541 >            break;
1542 >          case TEMPERATURE:
1543 >            data_[j].accumulator[i]->add(temp);
1544 >            break;
1545 >          case VELOCITY:
1546 >            dynamic_cast<VectorAccumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(vel);
1547 >            break;
1548 >          case DENSITY:
1549 >            data_[j].accumulator[i]->add(den);
1550 >            break;
1551 >          }
1552 >        }
1553 >      }
1554 >    }
1555 >  }
1556 >
1557 >  void RNEMD::getStarted() {
1558 >    if (!doRNEMD_) return;
1559 >    collectData();
1560 >    writeOutputFile();
1561 >  }
1562 >
1563 >  void RNEMD::parseOutputFileFormat(const std::string& format) {
1564 >    if (!doRNEMD_) return;
1565 >    StringTokenizer tokenizer(format, " ,;|\t\n\r");
1566 >    
1567 >    while(tokenizer.hasMoreTokens()) {
1568 >      std::string token(tokenizer.nextToken());
1569 >      toUpper(token);
1570 >      OutputMapType::iterator i = outputMap_.find(token);
1571 >      if (i != outputMap_.end()) {
1572 >        outputMask_.set(i->second);
1573 >      } else {
1574 >        sprintf( painCave.errMsg,
1575 >                 "RNEMD::parseOutputFileFormat: %s is not a recognized\n"
1576 >                 "\toutputFileFormat keyword.\n", token.c_str() );
1577 >        painCave.isFatal = 0;
1578 >        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
1579 >        simError();            
1580 >      }
1581 >    }  
1582 >  }
1583 >  
1584 >  void RNEMD::writeOutputFile() {
1585 >    if (!doRNEMD_) return;
1586 >    
1587 > #ifdef IS_MPI
1588 >    // If we're the root node, should we print out the results
1589 >    int worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
1590 >    if (worldRank == 0) {
1591 > #endif
1592 >      rnemdFile_.open(rnemdFileName_.c_str(), std::ios::out | std::ios::trunc );
1593 >      
1594 >      if( !rnemdFile_ ){        
1595 >        sprintf( painCave.errMsg,
1596 >                 "Could not open \"%s\" for RNEMD output.\n",
1597 >                 rnemdFileName_.c_str());
1598 >        painCave.isFatal = 1;
1599 >        simError();
1600 >      }
1601 >
1602 >      Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1603 >
1604 >      RealType time = currentSnap_->getTime();
1605 >      RealType avgArea;
1606 >      areaAccumulator_->getAverage(avgArea);
1607 >      RealType Jz = kineticExchange_ / (2.0 * time * avgArea)
1608 >        / PhysicalConstants::energyConvert;
1609 >      Vector3d JzP = momentumExchange_ / (2.0 * time * avgArea);      
1610 >
1611 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1612 >      rnemdFile_ << "# RNEMD {\n";
1613 >
1614 >      map<string, RNEMDMethod>::iterator mi;
1615 >      for(mi = stringToMethod_.begin(); mi != stringToMethod_.end(); ++mi) {
1616 >        if ( (*mi).second == rnemdMethod_)
1617 >          rnemdFile_ << "#    exchangeMethod  = \"" << (*mi).first << "\";\n";
1618 >      }
1619 >      map<string, RNEMDFluxType>::iterator fi;
1620 >      for(fi = stringToFluxType_.begin(); fi != stringToFluxType_.end(); ++fi) {
1621 >        if ( (*fi).second == rnemdFluxType_)
1622 >          rnemdFile_ << "#    fluxType  = \"" << (*fi).first << "\";\n";
1623 >      }
1624 >      
1625 >      rnemdFile_ << "#    exchangeTime = " << exchangeTime_ << ";\n";
1626 >
1627 >      rnemdFile_ << "#    objectSelection = \""
1628 >                 << rnemdObjectSelection_ << "\";\n";
1629 >      rnemdFile_ << "#    slabWidth = " << slabWidth_ << ";\n";
1630 >      rnemdFile_ << "#    slabAcenter = " << slabACenter_ << ";\n";
1631 >      rnemdFile_ << "#    slabBcenter = " << slabBCenter_ << ";\n";
1632 >      rnemdFile_ << "# }\n";
1633 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1634 >      rnemdFile_ << "# RNEMD report:\n";      
1635 >      rnemdFile_ << "#     running time = " << time << " fs\n";
1636 >      rnemdFile_ << "#     target flux:\n";
1637 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = "
1638 >                 << kineticFlux_ / PhysicalConstants::energyConvert
1639 >                 << " (kcal/mol/A^2/fs)\n";
1640 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumFluxVector_
1641 >                 << " (amu/A/fs^2)\n";
1642 >      rnemdFile_ << "#     target one-time exchanges:\n";
1643 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = "
1644 >                 << kineticTarget_ / PhysicalConstants::energyConvert
1645 >                 << " (kcal/mol)\n";
1646 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumTarget_
1647 >                 << " (amu*A/fs)\n";
1648 >      rnemdFile_ << "#     actual exchange totals:\n";
1649 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = "
1650 >                 << kineticExchange_ / PhysicalConstants::energyConvert
1651 >                 << " (kcal/mol)\n";
1652 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << momentumExchange_
1653 >                 << " (amu*A/fs)\n";      
1654 >      rnemdFile_ << "#     actual flux:\n";
1655 >      rnemdFile_ << "#         kinetic = " << Jz
1656 >                 << " (kcal/mol/A^2/fs)\n";
1657 >      rnemdFile_ << "#         momentum = " << JzP
1658 >                 << " (amu/A/fs^2)\n";
1659 >      rnemdFile_ << "#     exchange statistics:\n";
1660 >      rnemdFile_ << "#         attempted = " << trialCount_ << "\n";
1661 >      rnemdFile_ << "#         failed = " << failTrialCount_ << "\n";    
1662 >      if (rnemdMethod_ == rnemdNIVS) {
1663 >        rnemdFile_ << "#         NIVS root-check errors = "
1664 >                   << failRootCount_ << "\n";
1665 >      }
1666 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1667 >      
1668 >      
1669 >      
1670 >      //write title
1671 >      rnemdFile_ << "#";
1672 >      for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1673 >        if (outputMask_[i]) {
1674 >          rnemdFile_ << "\t" << data_[i].title <<
1675 >            "(" << data_[i].units << ")";
1676 >          // add some extra tabs for column alignment
1677 >          if (data_[i].dataType == "Vector3d") rnemdFile_ << "\t\t";
1678 >        }
1679 >      }
1680 >      rnemdFile_ << std::endl;
1681 >      
1682 >      rnemdFile_.precision(8);
1683 >      
1684 >      for (unsigned int j = 0; j < nBins_; j++) {        
1685 >        
1686 >        for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1687 >          if (outputMask_[i]) {
1688 >            if (data_[i].dataType == "RealType")
1689 >              writeReal(i,j);
1690 >            else if (data_[i].dataType == "Vector3d")
1691 >              writeVector(i,j);
1692 >            else {
1693 >              sprintf( painCave.errMsg,
1694 >                       "RNEMD found an unknown data type for: %s ",
1695 >                       data_[i].title.c_str());
1696 >              painCave.isFatal = 1;
1697 >              simError();
1698 >            }
1699 >          }
1700 >        }
1701 >        rnemdFile_ << std::endl;
1702 >        
1703 >      }        
1704 >
1705 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1706 >      rnemdFile_ << "# Standard Deviations in those quantities follow:\n";
1707 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
1708 >
1709 >
1710 >      for (unsigned int j = 0; j < nBins_; j++) {        
1711 >        rnemdFile_ << "#";
1712 >        for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
1713 >          if (outputMask_[i]) {
1714 >            if (data_[i].dataType == "RealType")
1715 >              writeRealStdDev(i,j);
1716 >            else if (data_[i].dataType == "Vector3d")
1717 >              writeVectorStdDev(i,j);
1718 >            else {
1719 >              sprintf( painCave.errMsg,
1720 >                       "RNEMD found an unknown data type for: %s ",
1721 >                       data_[i].title.c_str());
1722 >              painCave.isFatal = 1;
1723 >              simError();
1724 >            }
1725 >          }
1726 >        }
1727 >        rnemdFile_ << std::endl;
1728 >        
1729 >      }        
1730 >      
1731 >      rnemdFile_.flush();
1732 >      rnemdFile_.close();
1733 >      
1734 > #ifdef IS_MPI
1735 >    }
1736 > #endif
1737 >    
1738 >  }
1739 >  
1740 >  void RNEMD::writeReal(int index, unsigned int bin) {
1741 >    if (!doRNEMD_) return;
1742 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1743 >    assert(bin < nBins_);
1744 >    RealType s;
1745 >    
1746 >    data_[index].accumulator[bin]->getAverage(s);
1747 >    
1748 >    if (! isinf(s) && ! isnan(s)) {
1749 >      rnemdFile_ << "\t" << s;
1750 >    } else{
1751 >      sprintf( painCave.errMsg,
1752 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s for bin %d",
1753 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1754 >      painCave.isFatal = 1;
1755 >      simError();
1756 >    }    
1757 >  }
1758 >  
1759 >  void RNEMD::writeVector(int index, unsigned int bin) {
1760 >    if (!doRNEMD_) return;
1761 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1762 >    assert(bin < nBins_);
1763 >    Vector3d s;
1764 >    dynamic_cast<VectorAccumulator*>(data_[index].accumulator[bin])->getAverage(s);
1765 >    if (isinf(s[0]) || isnan(s[0]) ||
1766 >        isinf(s[1]) || isnan(s[1]) ||
1767 >        isinf(s[2]) || isnan(s[2]) ) {      
1768 >      sprintf( painCave.errMsg,
1769 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s for bin %d",
1770 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1771 >      painCave.isFatal = 1;
1772 >      simError();
1773 >    } else {
1774 >      rnemdFile_ << "\t" << s[0] << "\t" << s[1] << "\t" << s[2];
1775 >    }
1776 >  }  
1777 >
1778 >  void RNEMD::writeRealStdDev(int index, unsigned int bin) {
1779 >    if (!doRNEMD_) return;
1780 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1781 >    assert(bin < nBins_);
1782 >    RealType s;
1783 >    
1784 >    data_[index].accumulator[bin]->getStdDev(s);
1785 >    
1786 >    if (! isinf(s) && ! isnan(s)) {
1787 >      rnemdFile_ << "\t" << s;
1788 >    } else{
1789 >      sprintf( painCave.errMsg,
1790 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s std. dev. for bin %d",
1791 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1792 >      painCave.isFatal = 1;
1793 >      simError();
1794 >    }    
1795 >  }
1796 >  
1797 >  void RNEMD::writeVectorStdDev(int index, unsigned int bin) {
1798 >    if (!doRNEMD_) return;
1799 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
1800 >    assert(bin < nBins_);
1801 >    Vector3d s;
1802 >    dynamic_cast<VectorAccumulator*>(data_[index].accumulator[bin])->getStdDev(s);
1803 >    if (isinf(s[0]) || isnan(s[0]) ||
1804 >        isinf(s[1]) || isnan(s[1]) ||
1805 >        isinf(s[2]) || isnan(s[2]) ) {      
1806 >      sprintf( painCave.errMsg,
1807 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s std. dev. for bin %d",
1808 >               data_[index].title.c_str(), bin);
1809 >      painCave.isFatal = 1;
1810 >      simError();
1811 >    } else {
1812 >      rnemdFile_ << "\t" << s[0] << "\t" << s[1] << "\t" << s[2];
1813 >    }
1814 >  }  
1815   }
1816 +

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 1777 by gezelter, Thu Aug 9 18:35:09 2012 UTC

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