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root/OpenMD/trunk/src/nonbonded/InteractionManager.cpp
(Generate patch)

Comparing:
branches/development/src/nonbonded/InteractionManager.cpp (file contents), Revision 1502 by gezelter, Sat Oct 2 19:53:32 2010 UTC vs.
trunk/src/nonbonded/InteractionManager.cpp (file contents), Revision 1927 by gezelter, Wed Aug 14 20:19:19 2013 UTC

# Line 35 | Line 35
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).                        
38 > * [3]  Sun, Lin & Gezelter, J. Chem. Phys. 128, 234107 (2008).          
39 > * [4]  Kuang & Gezelter,  J. Chem. Phys. 133, 164101 (2010).
40 > * [5]  Vardeman, Stocker & Gezelter, J. Chem. Theory Comput. 7, 834 (2011).
41   */
42  
43   #include "nonbonded/InteractionManager.hpp"
44  
45   namespace OpenMD {
45 –
46 –  bool InteractionManager::initialized_ = false;
47 –  ForceField* InteractionManager::forceField_ = NULL;  
48 –  InteractionManager* InteractionManager::_instance = NULL;
49 –  map<int, AtomType*> InteractionManager::typeMap_;
50 –  map<pair<AtomType*, AtomType*>, set<NonBondedInteraction*> > InteractionManager::interactions_;
51 –
52 –  InteractionManager* InteractionManager::Instance() {
53 –    if (!_instance) {
54 –      _instance = new InteractionManager();
55 –    }
56 –    return _instance;
57 –  }
46  
47 <  void InteractionManager::initialize() {
48 <    
47 >  InteractionManager::InteractionManager() {
48 >
49 >    initialized_ = false;
50 >        
51      lj_ = new LJ();
52      gb_ = new GB();
53      sticky_ = new Sticky();
54 +    morse_ = new Morse();
55 +    repulsivePower_ = new RepulsivePower();
56      eam_ = new EAM();
57      sc_ = new SC();
66 –    morse_ = new Morse();
58      electrostatic_ = new Electrostatic();
59 +    maw_ = new MAW();
60 +  }
61  
62 +  InteractionManager::~InteractionManager() {
63 +    delete lj_;
64 +    delete gb_;
65 +    delete sticky_;
66 +    delete morse_;
67 +    delete repulsivePower_;
68 +    delete eam_;
69 +    delete sc_;
70 +    delete electrostatic_;
71 +    delete maw_;
72 +  }
73 +
74 +  void InteractionManager::initialize() {
75 +
76 +    if (initialized_) return;
77 +
78 +    ForceField* forceField_ = info_->getForceField();
79 +    
80      lj_->setForceField(forceField_);
81      gb_->setForceField(forceField_);
82      sticky_->setForceField(forceField_);
83      eam_->setForceField(forceField_);
84      sc_->setForceField(forceField_);
85      morse_->setForceField(forceField_);
86 +    electrostatic_->setSimInfo(info_);
87      electrostatic_->setForceField(forceField_);
88 +    maw_->setForceField(forceField_);
89 +    repulsivePower_->setForceField(forceField_);
90  
91      ForceField::AtomTypeContainer* atomTypes = forceField_->getAtomTypes();
92 +    int nTypes = atomTypes->size();
93 +    sHash_.resize(nTypes);
94 +    iHash_.resize(nTypes);
95 +    interactions_.resize(nTypes);
96      ForceField::AtomTypeContainer::MapTypeIterator i1, i2;
97      AtomType* atype1;
98      AtomType* atype2;
99 <    pair<AtomType*, AtomType*> key;
100 <    pair<set<NonBondedInteraction*>::iterator, bool> ret;
99 >    int atid1, atid2;
100 >
101 >    // We only need to worry about the types that are actually in the simulation:
102 >
103 >    set<AtomType*> atypes = info_->getSimulatedAtomTypes();
104 >
105 >    lj_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
106 >    gb_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
107 >    sticky_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
108 >    eam_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
109 >    sc_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
110 >    morse_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
111 >    electrostatic_->setSimInfo(info_);
112 >    electrostatic_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
113 >    maw_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
114 >    repulsivePower_->setSimulatedAtomTypes(atypes);
115 >
116 >    set<AtomType*>::iterator at;
117 >
118 >    for (at = atypes.begin(); at != atypes.end(); ++at) {
119      
120 <    for (atype1 = atomTypes->beginType(i1); atype1 != NULL;
121 <         atype1 = atomTypes->nextType(i1)) {
120 >      //for (atype1 = atomTypes->beginType(i1); atype1 != NULL;
121 >      //   atype1 = atomTypes->nextType(i1)) {
122        
123 <      // add it to the map:
124 <      AtomTypeProperties atp = atype1->getATP();    
125 <      
123 >      atype1 = *at;
124 >      atid1 = atype1->getIdent();
125 >      iHash_[atid1].resize(nTypes);
126 >      interactions_[atid1].resize(nTypes);
127 >
128 >      // add it to the map:      
129        pair<map<int,AtomType*>::iterator,bool> ret;    
130 <      ret = typeMap_.insert( pair<int, AtomType*>(atp.ident, atype1) );
130 >      ret = typeMap_.insert( pair<int, AtomType*>(atid1, atype1) );
131        if (ret.second == false) {
132          sprintf( painCave.errMsg,
133                   "InteractionManager already had a previous entry with ident %d\n",
134 <                 atp.ident);
134 >                 atype1->getIdent());
135          painCave.severity = OPENMD_INFO;
136          painCave.isFatal = 0;
137          simError();                
138        }
139      }
140 <    
140 >
141 >    if (atype1->isLennardJones()) {
142 >      sHash_[atid1] |= LJ_INTERACTION;
143 >    }
144 >    if (atype1->isElectrostatic()) {
145 >      sHash_[atid1] |= ELECTROSTATIC_INTERACTION;
146 >    }
147 >    if (atype1->isSticky()) {
148 >      sHash_[atid1] |= STICKY_INTERACTION;
149 >    }
150 >    if (atype1->isStickyPower()) {
151 >      sHash_[atid1] |= STICKY_INTERACTION;
152 >    }
153 >    if (atype1->isEAM()) {
154 >      sHash_[atid1] |= EAM_INTERACTION;
155 >    }
156 >    if (atype1->isSC()) {
157 >      sHash_[atid1] |= SC_INTERACTION;
158 >    }
159 >    if (atype1->isGayBerne()) {
160 >      sHash_[atid1] |= GB_INTERACTION;
161 >    }
162 >  
163      // Now, iterate over all known types and add to the interaction map:
164      
165      map<int, AtomType*>::iterator it1, it2;
166      for (it1 = typeMap_.begin(); it1 != typeMap_.end(); ++it1) {
167        atype1 = (*it1).second;
168 +      atid1 = atype1->getIdent();
169  
170        for( it2 = typeMap_.begin(); it2 != typeMap_.end(); ++it2) {        
171          atype2 = (*it2).second;
172 +        atid2 = atype2->getIdent();
173 +                              
174 +        iHash_[atid1][atid2] = 0;
175          
111 –        bool vdwExplicit = false;
112 –        bool metExplicit = false;
113 –        bool hbExplicit = false;
114 –                      
115 –        key = make_pair(atype1, atype2);
116 –        
176          if (atype1->isLennardJones() && atype2->isLennardJones()) {
177 <          interactions_[key].insert(lj_);
177 >          interactions_[atid1][atid2].insert(lj_);
178 >          iHash_[atid1][atid2] |= LJ_INTERACTION;
179          }
180          if (atype1->isElectrostatic() && atype2->isElectrostatic() ) {
181 <          interactions_[key].insert(electrostatic_);
181 >          // Pairs of fluctuating density EAM atoms have their
182 >          // interactions handled via the EAM routines.  All other
183 >          // interactions with these atoms are handled via normal
184 >          // electrostatic channels:
185 >          if (!(atype1->isEAM() && atype2->isEAM())) {
186 >            interactions_[atid1][atid2].insert(electrostatic_);
187 >            iHash_[atid1][atid2] |= ELECTROSTATIC_INTERACTION;
188 >          }
189          }
190          if (atype1->isSticky() && atype2->isSticky() ) {
191 <          interactions_[key].insert(sticky_);
191 >          interactions_[atid1][atid2].insert(sticky_);
192 >          iHash_[atid1][atid2] |= STICKY_INTERACTION;
193          }
194          if (atype1->isStickyPower() && atype2->isStickyPower() ) {
195 <          interactions_[key].insert(sticky_);
195 >          interactions_[atid1][atid2].insert(sticky_);
196 >          iHash_[atid1][atid2] |= STICKY_INTERACTION;
197          }
198          if (atype1->isEAM() && atype2->isEAM() ) {
199 <          interactions_[key].insert(eam_);
199 >          interactions_[atid1][atid2].insert(eam_);
200 >          iHash_[atid1][atid2] |= EAM_INTERACTION;
201          }
202          if (atype1->isSC() && atype2->isSC() ) {
203 <          interactions_[key].insert(sc_);
203 >          interactions_[atid1][atid2].insert(sc_);
204 >          iHash_[atid1][atid2] |= SC_INTERACTION;
205          }
206          if (atype1->isGayBerne() && atype2->isGayBerne() ) {
207 <          interactions_[key].insert(gb_);
207 >          interactions_[atid1][atid2].insert(gb_);
208 >          iHash_[atid1][atid2] |= GB_INTERACTION;
209          }
210          if ((atype1->isGayBerne() && atype2->isLennardJones())
211              || (atype1->isLennardJones() && atype2->isGayBerne())) {
212 <          interactions_[key].insert(gb_);
212 >          interactions_[atid1][atid2].insert(gb_);
213 >          iHash_[atid1][atid2] |= GB_INTERACTION;
214          }
215          
216          // look for an explicitly-set non-bonded interaction type using the
217          // two atom types.
218          NonBondedInteractionType* nbiType = forceField_->getNonBondedInteractionType(atype1->getName(), atype2->getName());
219 +        
220 +        if (nbiType != NULL) {
221  
222 <        if (nbiType->isLennardJones()) {
223 <          // We found an explicit Lennard-Jones interaction.  
224 <          // override all other vdw entries for this pair of atom types:
150 <          set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
151 <          for (it = interactions_[key].begin(); it != interactions_[key].end(); ++it) {
152 <            InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
153 <            if (ifam == VANDERWAALS_FAMILY) interactions_[key].erase(*it);
154 <          }
155 <          interactions_[key].insert(lj_);
156 <          vdwExplicit = true;
157 <        }
222 >          bool vdwExplicit = false;
223 >          bool metExplicit = false;
224 >          // bool hbExplicit = false;
225  
226 <        if (nbiType->isMorse()) {
227 <          if (vdwExplicit) {
228 <            sprintf( painCave.errMsg,
229 <                     "InteractionManager::initialize found more than one explicit\n"
230 <                     "\tvan der Waals interaction for atom types %s - %s\n",
231 <                     atype1->getName().c_str(), atype2->getName().c_str());
232 <            painCave.severity = OPENMD_ERROR;
233 <            painCave.isFatal = 1;
234 <            simError();
226 >          if (nbiType->isLennardJones()) {
227 >            // We found an explicit Lennard-Jones interaction.  
228 >            // override all other vdw entries for this pair of atom types:
229 >            set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
230 >            for (it = interactions_[atid1][atid2].begin();
231 >                 it != interactions_[atid1][atid2].end(); ++it) {
232 >              InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
233 >              if (ifam == VANDERWAALS_FAMILY) {
234 >                interactions_[atid1][atid2].erase(*it);
235 >                iHash_[atid1][atid2] ^= (*it)->getHash();
236 >              }
237 >            }
238 >            interactions_[atid1][atid2].insert(lj_);
239 >            iHash_[atid1][atid2] |= LJ_INTERACTION;
240 >            vdwExplicit = true;
241            }
242 <          // We found an explicit Morse interaction.  
243 <          // override all other vdw entries for this pair of atom types:
244 <          set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
245 <          for (it = interactions_[key].begin(); it != interactions_[key].end(); ++it) {
246 <            InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
247 <            if (ifam == VANDERWAALS_FAMILY) interactions_[key].erase(*it);
242 >          
243 >          if (nbiType->isMorse()) {
244 >            if (vdwExplicit) {
245 >              sprintf( painCave.errMsg,
246 >                       "InteractionManager::initialize found more than one "
247 >                       "explicit \n"
248 >                       "\tvan der Waals interaction for atom types %s - %s\n",
249 >                       atype1->getName().c_str(), atype2->getName().c_str());
250 >              painCave.severity = OPENMD_ERROR;
251 >              painCave.isFatal = 1;
252 >              simError();
253 >            }
254 >            // We found an explicit Morse interaction.  
255 >            // override all other vdw entries for this pair of atom types:
256 >            set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
257 >            for (it = interactions_[atid1][atid2].begin();
258 >                 it != interactions_[atid1][atid2].end(); ++it) {
259 >              InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
260 >              if (ifam == VANDERWAALS_FAMILY) {
261 >                interactions_[atid1][atid2].erase(*it);
262 >                iHash_[atid1][atid2] ^= (*it)->getHash();
263 >              }
264 >            }
265 >            interactions_[atid1][atid2].insert(morse_);
266 >            iHash_[atid1][atid2] |= MORSE_INTERACTION;
267 >            vdwExplicit = true;
268            }
176 –          interactions_[key].insert(morse_);
177 –          vdwExplicit = true;
178 –        }
269  
270 <        if (nbiType->isEAM()) {
271 <          // We found an explicit EAM interaction.  
272 <          // override all other metallic entries for this pair of atom types:
273 <          set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
274 <          for (it = interactions_[key].begin(); it != interactions_[key].end(); ++it) {
275 <            InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
276 <            if (ifam == METALLIC_FAMILY) interactions_[key].erase(*it);
270 >          if (nbiType->isRepulsivePower()) {
271 >            if (vdwExplicit) {
272 >              sprintf( painCave.errMsg,
273 >                       "InteractionManager::initialize found more than one "
274 >                       "explicit \n"
275 >                       "\tvan der Waals interaction for atom types %s - %s\n",
276 >                       atype1->getName().c_str(), atype2->getName().c_str());
277 >              painCave.severity = OPENMD_ERROR;
278 >              painCave.isFatal = 1;
279 >              simError();
280 >            }
281 >            // We found an explicit RepulsivePower interaction.  
282 >            // override all other vdw entries for this pair of atom types:
283 >            set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
284 >            for (it = interactions_[atid1][atid2].begin();
285 >                 it != interactions_[atid1][atid2].end(); ++it) {
286 >              InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
287 >              if (ifam == VANDERWAALS_FAMILY) {
288 >                interactions_[atid1][atid2].erase(*it);
289 >                iHash_[atid1][atid2] ^= (*it)->getHash();
290 >              }
291 >            }
292 >            interactions_[atid1][atid2].insert(repulsivePower_);
293 >            iHash_[atid1][atid2] |= REPULSIVEPOWER_INTERACTION;
294 >            vdwExplicit = true;
295            }
296 <          interactions_[key].insert(eam_);
297 <          metExplicit = true;
298 <        }
299 <
300 <        if (nbiType->isSC()) {
301 <          if (metExplicit) {
302 <            sprintf( painCave.errMsg,
303 <                     "InteractionManager::initialize found more than one explicit\n"
304 <                     "\tmetallic interaction for atom types %s - %s\n",
305 <                     atype1->getName().c_str(), atype2->getName().c_str());
306 <            painCave.severity = OPENMD_ERROR;
307 <            painCave.isFatal = 1;
308 <            simError();
296 >          
297 >          
298 >          if (nbiType->isEAM()) {
299 >            // We found an explicit EAM interaction.  
300 >            // override all other metallic entries for this pair of atom types:
301 >            set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
302 >            for (it = interactions_[atid1][atid2].begin();
303 >                 it != interactions_[atid1][atid2].end(); ++it) {
304 >              InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
305 >              if (ifam == METALLIC_FAMILY) {
306 >                interactions_[atid1][atid2].erase(*it);
307 >                iHash_[atid1][atid2] ^= (*it)->getHash();
308 >              }
309 >            }
310 >            interactions_[atid1][atid2].insert(eam_);
311 >            iHash_[atid1][atid2] |= EAM_INTERACTION;
312 >            metExplicit = true;
313            }
314 <          // We found an explicit Sutton-Chen interaction.  
315 <          // override all other metallic entries for this pair of atom types:
316 <          set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
317 <          for (it = interactions_[key].begin(); it != interactions_[key].end(); ++it) {
318 <            InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
319 <            if (ifam == METALLIC_FAMILY) interactions_[key].erase(*it);
314 >          
315 >          if (nbiType->isSC()) {
316 >            if (metExplicit) {
317 >              sprintf( painCave.errMsg,
318 >                       "InteractionManager::initialize found more than one "
319 >                       "explicit\n"
320 >                       "\tmetallic interaction for atom types %s - %s\n",
321 >                       atype1->getName().c_str(), atype2->getName().c_str());
322 >              painCave.severity = OPENMD_ERROR;
323 >              painCave.isFatal = 1;
324 >              simError();
325 >            }
326 >            // We found an explicit Sutton-Chen interaction.  
327 >            // override all other metallic entries for this pair of atom types:
328 >            set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
329 >            for (it = interactions_[atid1][atid2].begin();
330 >                 it != interactions_[atid1][atid2].end(); ++it) {
331 >              InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
332 >              if (ifam == METALLIC_FAMILY) {
333 >                interactions_[atid1][atid2].erase(*it);
334 >                iHash_[atid1][atid2] ^= (*it)->getHash();
335 >              }
336 >            }
337 >            interactions_[atid1][atid2].insert(sc_);
338 >            iHash_[atid1][atid2] |= SC_INTERACTION;
339 >            metExplicit = true;
340            }
341 <          interactions_[key].insert(sc_);
342 <          metExplicit = true;
341 >          
342 >          if (nbiType->isMAW()) {
343 >            if (vdwExplicit) {
344 >              sprintf( painCave.errMsg,
345 >                       "InteractionManager::initialize found more than one "
346 >                       "explicit\n"
347 >                       "\tvan der Waals interaction for atom types %s - %s\n",
348 >                       atype1->getName().c_str(), atype2->getName().c_str());
349 >              painCave.severity = OPENMD_ERROR;
350 >              painCave.isFatal = 1;
351 >              simError();
352 >            }
353 >            // We found an explicit MAW interaction.  
354 >            // override all other vdw entries for this pair of atom types:
355 >            set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
356 >            for (it = interactions_[atid1][atid2].begin();
357 >                 it != interactions_[atid1][atid2].end(); ++it) {
358 >              InteractionFamily ifam = (*it)->getFamily();
359 >              if (ifam == VANDERWAALS_FAMILY) {
360 >                interactions_[atid1][atid2].erase(*it);
361 >                iHash_[atid1][atid2] ^= (*it)->getHash();
362 >              }
363 >            }
364 >            interactions_[atid1][atid2].insert(maw_);
365 >            iHash_[atid1][atid2] |= MAW_INTERACTION;
366 >            vdwExplicit = true;
367 >          }        
368          }
369        }
370      }
371      
372 <    // make sure every pair of atom types has a non-bonded interaction:
373 <    for (atype1 = atomTypes->beginType(i1); atype1 != NULL;
374 <         atype1 = atomTypes->nextType(i1)) {
375 <      for (atype2 = atomTypes->beginType(i2); atype2 != NULL;
376 <           atype2 = atomTypes->nextType(i2)) {
377 <        key = make_pair(atype1, atype2);
378 <        
379 <        if (interactions_[key].size() == 0) {
372 >    
373 >    // Make sure every pair of atom types in this simulation has a
374 >    // non-bonded interaction.  If not, just inform the user.
375 >
376 >    set<AtomType*> simTypes = info_->getSimulatedAtomTypes();
377 >    set<AtomType*>::iterator it, jt;
378 >
379 >    for (it = simTypes.begin(); it != simTypes.end(); ++it) {
380 >      atype1 = (*it);
381 >      atid1 = atype1->getIdent();
382 >      for (jt = it; jt != simTypes.end(); ++jt) {
383 >        atype2 = (*jt);
384 >        atid1 = atype1->getIdent();
385 >        
386 >        if (interactions_[atid1][atid2].size() == 0) {
387            sprintf( painCave.errMsg,
388 <                   "InteractionManager unable to find an appropriate non-bonded\n"
389 <                   "\tinteraction for atom types %s - %s\n",
388 >                   "InteractionManager could not find a matching non-bonded\n"
389 >                   "\tinteraction for atom types %s - %s\n"
390 >                   "\tProceeding without this interaction.\n",
391                     atype1->getName().c_str(), atype2->getName().c_str());
392            painCave.severity = OPENMD_INFO;
393 <          painCave.isFatal = 1;
393 >          painCave.isFatal = 0;
394            simError();
395          }
396        }
397      }
233 –  }
398  
399 +    initialized_ = true;
400 +  }
401  
402 <  void InteractionManager::doPrePair(AtomType* atype1,
237 <                                     AtomType* atype2,
238 <                                     RealType rij,
239 <                                     RealType &rho_i_at_j,
240 <                                     RealType &rho_j_at_i) {
402 >  void InteractionManager::setCutoffRadius(RealType rcut) {
403      
404 +    electrostatic_->setCutoffRadius(rcut);
405 +    eam_->setCutoffRadius(rcut);
406    }
243 –  
244 –  void InteractionManager::doPreForce(AtomType* atype,
245 –                                      RealType rho,      
246 –                                      RealType &frho,
247 –                                      RealType &dfrhodrho) {
248 –  }
407  
408 <  void InteractionManager::doSkipCorrection(AtomType* atype1,      
251 <                                            AtomType* atype2,
252 <                                            Vector3d d,
253 <                                            RealType rij,
254 <                                            RealType &skippedCharge1,
255 <                                            RealType &skippedCharge2,
256 <                                            RealType sw,
257 <                                            RealType electroMult,
258 <                                            RealType &pot,
259 <                                            RealType &vpair,
260 <                                            Vector3d &f1,
261 <                                            Mat3x3d eFrame1,
262 <                                            Mat3x3d eFrame2,
263 <                                            Vector3d &t1,
264 <                                            Vector3d &t2) {
265 <  }
266 <  
267 <  void InteractionManager::doSelfCorrection(AtomType* atype,
268 <                                            Mat3x3d eFrame,
269 <                                            RealType skippedCharge,
270 <                                            RealType &pot,
271 <                                            Vector3d &t) {
272 <  }
273 <
274 <  void InteractionManager::do_prepair(int *atid1, int *atid2, RealType *rij, RealType *rho_i_at_j, RealType *rho_j_at_i){
408 >  void InteractionManager::doPrePair(InteractionData &idat){
409      
410      if (!initialized_) initialize();
411 <    AtomType* atype1 = typeMap_[*atid1];
412 <    AtomType* atype2 = typeMap_[*atid2];
413 <    
280 <    doPrePair(atype1, atype2, *rij, *rho_i_at_j, *rho_j_at_i);
281 <    
282 <    return;    
283 <  }
411 >        
412 >    // excluded interaction, so just return
413 >    if (idat.excluded) return;
414  
415 <  void InteractionManager::do_preforce(int *atid, RealType *rho, RealType *frho, RealType *dfrhodrho){
415 >    int& iHash = iHash_[idat.atid1][idat.atid2];
416  
417 <    if (!initialized_) initialize();    
418 <    AtomType* atype = typeMap_[*atid];
417 >    if ((iHash & EAM_INTERACTION) != 0) eam_->calcDensity(idat);
418 >    if ((iHash & SC_INTERACTION) != 0)  sc_->calcDensity(idat);
419  
420 <    doPreForce(atype, *rho, *frho, *dfrhodrho);
420 >    // set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
421 >
422 >    // for (it = interactions_[ idat.atypes ].begin();
423 >    //      it != interactions_[ idat.atypes ].end(); ++it){
424 >    //   if ((*it)->getFamily() == METALLIC_FAMILY) {
425 >    //     dynamic_cast<MetallicInteraction*>(*it)->calcDensity(idat);
426 >    //   }
427 >    // }
428      
429      return;    
430    }
431 +  
432 +  void InteractionManager::doPreForce(SelfData &sdat){
433  
295 –  void InteractionManager::do_pair(int *atid1, int *atid2, RealType *d, RealType *r, RealType *r2, RealType *rcut, RealType *sw, RealType *vdwMult,RealType *electroMult, RealType *pot, RealType *vpair, RealType *f1, RealType *eFrame1, RealType *eFrame2, RealType *A1, RealType *A2, RealType *t1, RealType *t2, RealType *rho1, RealType *rho2, RealType *dfrho1, RealType *dfrho2, RealType *fshift1, RealType *fshift2){
296 –
434      if (!initialized_) initialize();
435 <          
436 <    InteractionData idat;
435 >    
436 >    int& sHash = sHash_[sdat.atid];
437  
438 <    idat.atype1 = typeMap_[*atid1];
439 <    idat.atype2 = typeMap_[*atid2];
303 <    idat.d = Vector3d(d);
304 <    idat.rij = *r;
305 <    idat.r2 = *r2;
306 <    idat.rcut = *rcut;
307 <    idat.sw = *sw;
308 <    idat.vdwMult = *vdwMult;
309 <    idat.electroMult = *electroMult;
310 <    idat.pot = *pot;
311 <    idat.vpair = *vpair;
312 <    idat.f1 = Vector3d(f1);
313 <    idat.eFrame1 = Mat3x3d(eFrame1);
314 <    idat.eFrame2 = Mat3x3d(eFrame2);
315 <    idat.A1 = RotMat3x3d(A1);
316 <    idat.A2 = RotMat3x3d(A2);
317 <    idat.t1 = Vector3d(t1);
318 <    idat.t2 = Vector3d(t2);
319 <    idat.rho1 = *rho1;
320 <    idat.rho2 = *rho2;
321 <    idat.dfrho1 = *dfrho1;
322 <    idat.dfrho2 = *dfrho2;
323 <    idat.fshift1 = *fshift1;
324 <    idat.fshift2 = *fshift2;
438 >    if ((sHash & EAM_INTERACTION) != 0) eam_->calcFunctional(sdat);
439 >    if ((sHash & SC_INTERACTION) != 0)  sc_->calcFunctional(sdat);
440  
441 <    pair<AtomType*, AtomType*> key = make_pair(idat.atype1, idat.atype2);
327 <    set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
328 <
329 <    for (it = interactions_[key].begin(); it != interactions_[key].end(); ++it)
330 <      (*it)->calcForce(idat);
441 >    // set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
442      
443 <    f1[0] = idat.f1.x();
444 <    f1[1] = idat.f1.y();
445 <    f1[2] = idat.f1.z();
443 >    // for (it = interactions_[atid1][atid2].begin(); it != interactions_[atid1][atid2].end(); ++it){
444 >    //   if ((*it)->getFamily() == METALLIC_FAMILY) {
445 >    //     dynamic_cast<MetallicInteraction*>(*it)->calcFunctional(sdat);
446 >    //   }
447 >    // }
448      
336 –    t1[0] = idat.t1.x();
337 –    t1[1] = idat.t1.y();
338 –    t1[2] = idat.t1.z();
339 –    
340 –    t2[0] = idat.t2.x();
341 –    t2[1] = idat.t2.y();
342 –    t2[2] = idat.t2.z();
343 –
449      return;    
450    }
451  
452 <  void InteractionManager::do_skip_correction(int *atid1, int *atid2, RealType *d, RealType *r, RealType *skippedCharge1, RealType *skippedCharge2, RealType *sw, RealType *electroMult, RealType *pot, RealType *vpair, RealType *f1, RealType *eFrame1, RealType *eFrame2, RealType *t1, RealType *t2){
453 <
452 >  void InteractionManager::doPair(InteractionData &idat){
453 >    
454      if (!initialized_) initialize();
455 <          
456 <    AtomType* atype1 = typeMap_[*atid1];
457 <    AtomType* atype2 = typeMap_[*atid2];
458 <    Vector3d disp(d);
354 <    Vector3d frc(f1);
355 <    Vector3d trq1(t1);
356 <    Vector3d trq2(t2);
357 <    Mat3x3d eFi(eFrame1);
358 <    Mat3x3d eFj(eFrame2);
455 >
456 >    int& iHash = iHash_[idat.atid1][idat.atid2];
457 >
458 >    if ((iHash & ELECTROSTATIC_INTERACTION) != 0) electrostatic_->calcForce(idat);
459        
460 <    doSkipCorrection(atype1, atype2, disp, *r, *skippedCharge1, *skippedCharge2, *sw,
461 <                     *electroMult, *pot,  *vpair, frc, eFi, eFj, trq1, trq2);
460 >    // electrostatics still has to worry about indirect
461 >    // contributions from excluded pairs of atoms, but nothing else does:
462  
463 <    f1[0] = frc.x();
364 <    f1[1] = frc.y();
365 <    f1[2] = frc.z();
366 <    
367 <    t1[0] = trq1.x();
368 <    t1[1] = trq1.y();
369 <    t1[2] = trq1.z();
370 <    
371 <    t2[0] = trq2.x();
372 <    t2[1] = trq2.y();
373 <    t2[2] = trq2.z();
463 >    if (idat.excluded) return;
464  
465 <    return;
465 >    if ((iHash & LJ_INTERACTION) != 0)             lj_->calcForce(idat);
466 >    if ((iHash & GB_INTERACTION) != 0)             gb_->calcForce(idat);
467 >    if ((iHash & STICKY_INTERACTION) != 0)         sticky_->calcForce(idat);
468 >    if ((iHash & MORSE_INTERACTION) != 0)          morse_->calcForce(idat);
469 >    if ((iHash & REPULSIVEPOWER_INTERACTION) != 0) repulsivePower_->calcForce(idat);
470 >    if ((iHash & EAM_INTERACTION) != 0)            eam_->calcForce(idat);
471 >    if ((iHash & SC_INTERACTION) != 0)             sc_->calcForce(idat);
472 >    if ((iHash & MAW_INTERACTION) != 0)            maw_->calcForce(idat);
473 >
474 >    // set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
475 >
476 >    // for (it = interactions_[ idat.atypes ].begin();
477 >    //      it != interactions_[ idat.atypes ].end(); ++it) {
478 >
479 >    //   // electrostatics still has to worry about indirect
480 >    //   // contributions from excluded pairs of atoms:
481 >
482 >    //   if (!idat.excluded || (*it)->getFamily() == ELECTROSTATIC_FAMILY) {
483 >    //     (*it)->calcForce(idat);
484 >    //   }
485 >    // }
486 >    
487 >    return;    
488    }
489  
490 <  void InteractionManager::do_self_correction(int *atid, RealType *eFrame, RealType *skippedCharge, RealType *pot, RealType *t){
490 >  void InteractionManager::doSelfCorrection(SelfData &sdat){
491  
492      if (!initialized_) initialize();
493 <          
494 <    AtomType* atype = typeMap_[*atid];
383 <    Mat3x3d eFi(eFrame);
384 <    Vector3d trq1(t);
385 <      
386 <    doSelfCorrection(atype, eFi, *skippedCharge, *pot, trq1);
493 >    
494 >    int& sHash = sHash_[sdat.atid];
495  
496 <    t[0] = trq1.x();
389 <    t[1] = trq1.y();
390 <    t[2] = trq1.z();
496 >    if ((sHash & ELECTROSTATIC_INTERACTION) != 0) electrostatic_->calcSelfCorrection(sdat);
497  
498 <    return;
498 >    // set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
499 >
500 >    // for (it = interactions_[atid1][atid2].begin(); it != interactions_[atid1][atid2].end(); ++it){
501 >    //   if ((*it)->getFamily() == ELECTROSTATIC_FAMILY) {
502 >    //     dynamic_cast<ElectrostaticInteraction*>(*it)->calcSelfCorrection(sdat);
503 >    //   }
504 >    // }
505 >      
506 >    return;    
507    }
508  
509 < } //end namespace OpenMD
509 >  void InteractionManager::doReciprocalSpaceSum(RealType &pot){
510 >    if (!initialized_) initialize();
511 >    electrostatic_->ReciprocalSpaceSum(pot);
512 >  }
513  
514 < extern "C" {
515 <  
399 < #define fortranDoPrePair FC_FUNC(do_prepair, DO_PREPAIR)
400 < #define fortranDoPreForce FC_FUNC(do_preforce, DO_PREFORCE)
401 < #define fortranDoPair FC_FUNC(do_pair, DO_PAIR)
402 < #define fortranDoSkipCorrection FC_FUNC(do_skip_correction, DO_SKIP_CORRECTION)
403 < #define fortranDoSelfCorrection FC_FUNC(do_self_correction, DO_SELF_CORRECTION)
404 < #define fortranGetCutoff FC_FUNC(get_cutoff, GET_CUTOFF)
514 >  RealType InteractionManager::getSuggestedCutoffRadius(int *atid) {
515 >    if (!initialized_) initialize();
516  
517 <  void fortranDoPrePair(int *atid1, int *atid2, RealType *rij,
518 <                        RealType *rho_i_at_j, RealType *rho_j_at_i) {
519 <            
520 <    return OpenMD::InteractionManager::Instance()->do_prepair(atid1, atid2, rij,
410 <                                                              rho_i_at_j,  
411 <                                                              rho_j_at_i);
412 <  }
413 <  void fortranDoPreforce(int *atid, RealType *rho, RealType *frho,
414 <                         RealType *dfrhodrho) {  
517 >    AtomType* atype = typeMap_[*atid];
518 >
519 >    set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
520 >    RealType cutoff = 0.0;
521      
522 <    return OpenMD::InteractionManager::Instance()->do_preforce(atid, rho, frho,
523 <                                                               dfrhodrho);    
522 >    for (it = interactions_[*atid][*atid].begin();
523 >         it != interactions_[*atid][*atid].end();
524 >         ++it)
525 >      cutoff = max(cutoff, (*it)->getSuggestedCutoffRadius(make_pair(atype, atype)));  
526 >    return cutoff;    
527    }
419 –  
420 –  void fortranDoPair(int *atid1, int *atid2, RealType *d, RealType *r,
421 –                     RealType *r2, RealType *rcut, RealType *sw, RealType *vdwMult,
422 –                     RealType *electroMult, RealType *pot, RealType *vpair, RealType *f1,
423 –                     RealType *eFrame1, RealType *eFrame2, RealType *A1, RealType *A2,
424 –                     RealType *t1, RealType *t2,
425 –                     RealType *rho1, RealType *rho2, RealType *dfrho1, RealType *dfrho2,
426 –                     RealType *fshift1, RealType *fshift2){
427 –    
428 –    return OpenMD::InteractionManager::Instance()->do_pair(atid1, atid2, d, r, r2, rcut,
429 –                                                           sw, vdwMult, electroMult, pot,
430 –                                                           vpair, f1, eFrame1, eFrame2,
431 –                                                           A1, A2, t1, t2, rho1, rho2,
432 –                                                           dfrho1, dfrho2, fshift1, fshift2);
433 –  }
528  
529 <  void fortranDoSkipCorrection(int *atid1, int *atid2, RealType *d, RealType *r,
530 <                               RealType *skippedCharge1, RealType *skippedCharge2,
437 <                               RealType *sw, RealType *electroMult, RealType *pot,
438 <                               RealType *vpair, RealType *f1,
439 <                               RealType *eFrame1, RealType *eFrame2,
440 <                               RealType *t1, RealType *t2){
529 >  RealType InteractionManager::getSuggestedCutoffRadius(AtomType* atype) {
530 >    if (!initialized_) initialize();
531      
532 <    return OpenMD::InteractionManager::Instance()->do_skip_correction(atid1, atid2, d, r,
443 <                                                                      skippedCharge1,
444 <                                                                      skippedCharge2,
445 <                                                                      sw, electroMult, pot,
446 <                                                                      vpair, f1, eFrame1,
447 <                                                                      eFrame2, t1, t2);
448 <  }
532 >    int atid = atype->getIdent();
533  
534 <  void fortranDoSelfCorrection(int *atid, RealType *eFrame, RealType *skippedCharge,
535 <                               RealType *pot, RealType *t) {
534 >    set<NonBondedInteraction*>::iterator it;
535 >    RealType cutoff = 0.0;
536      
537 <    return OpenMD::InteractionManager::Instance()->do_self_correction(atid, eFrame,
538 <                                                                      skippedCharge,
539 <                                                                      pot, t);
537 >    for (it = interactions_[atid][atid].begin();
538 >         it != interactions_[atid][atid].end(); ++it)
539 >      cutoff = max(cutoff, (*it)->getSuggestedCutoffRadius(make_pair(atype, atype)));  
540 >    return cutoff;    
541    }
542 <  RealType fortranGetCutoff() {
458 <    return OpenMD::InteractionManager::Instance()->getCutoff();
459 <  }
460 < }
542 > } //end namespace OpenMD

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