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

Comparing:
branches/development/src/integrators/RNEMD.cpp (file contents), Revision 1723 by gezelter, Thu May 24 20:59:54 2012 UTC vs.
trunk/src/rnemd/RNEMD.cpp (file contents), Revision 2026 by gezelter, Wed Oct 22 12:23:59 2014 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).          
38 > * [3]  Sun, Lin & Gezelter, J. Chem. Phys. 128, 234107 (2008).          
39   * [4]  Vardeman & Gezelter, in progress (2009).                        
40   */
41 + #ifdef IS_MPI
42 + #include <mpi.h>
43 + #endif
44  
45   #include <cmath>
46 < #include "integrators/RNEMD.hpp"
46 > #include <sstream>
47 > #include <string>
48 >
49 > #include "rnemd/RNEMD.hpp"
50   #include "math/Vector3.hpp"
51   #include "math/Vector.hpp"
52   #include "math/SquareMatrix3.hpp"
# Line 49 | Line 55
55   #include "primitives/StuntDouble.hpp"
56   #include "utils/PhysicalConstants.hpp"
57   #include "utils/Tuple.hpp"
58 + #include "brains/Thermo.hpp"
59 + #include "math/ConvexHull.hpp"
60  
61 < #ifndef IS_MPI
62 < #include "math/SeqRandNumGen.hpp"
63 < #else
56 < #include "math/ParallelRandNumGen.hpp"
57 < #include <mpi.h>
61 > #ifdef _MSC_VER
62 > #define isnan(x) _isnan((x))
63 > #define isinf(x) (!_finite(x) && !_isnan(x))
64   #endif
65  
66   #define HONKING_LARGE_VALUE 1.0e10
# Line 63 | Line 69 | namespace OpenMD {
69   namespace OpenMD {
70    
71    RNEMD::RNEMD(SimInfo* info) : info_(info), evaluator_(info), seleMan_(info),
72 +                                evaluatorA_(info), seleManA_(info),
73 +                                commonA_(info), evaluatorB_(info),
74 +                                seleManB_(info), commonB_(info),
75 +                                hasData_(false), hasDividingArea_(false),
76                                  usePeriodicBoundaryConditions_(info->getSimParams()->getUsePeriodicBoundaryConditions()) {
77  
78 +    trialCount_ = 0;
79      failTrialCount_ = 0;
80      failRootCount_ = 0;
81  
82 <    int seedValue;
83 <    Globals * simParams = info->getSimParams();
82 >    Globals* simParams = info->getSimParams();
83 >    RNEMDParameters* rnemdParams = simParams->getRNEMDParameters();
84  
85 <    stringToEnumMap_["KineticSwap"] = rnemdKineticSwap;
86 <    stringToEnumMap_["KineticScale"] = rnemdKineticScale;
76 <    stringToEnumMap_["KineticScaleVAM"] = rnemdKineticScaleVAM;
77 <    stringToEnumMap_["KineticScaleAM"] = rnemdKineticScaleAM;
78 <    stringToEnumMap_["PxScale"] = rnemdPxScale;
79 <    stringToEnumMap_["PyScale"] = rnemdPyScale;
80 <    stringToEnumMap_["PzScale"] = rnemdPzScale;
81 <    stringToEnumMap_["Px"] = rnemdPx;
82 <    stringToEnumMap_["Py"] = rnemdPy;
83 <    stringToEnumMap_["Pz"] = rnemdPz;
84 <    stringToEnumMap_["ShiftScaleV"] = rnemdShiftScaleV;
85 <    stringToEnumMap_["ShiftScaleVAM"] = rnemdShiftScaleVAM;
86 <    stringToEnumMap_["Unknown"] = rnemdUnknown;
85 >    doRNEMD_ = rnemdParams->getUseRNEMD();
86 >    if (!doRNEMD_) return;
87  
88 <    rnemdObjectSelection_ = simParams->getRNEMD_objectSelection();
89 <    evaluator_.loadScriptString(rnemdObjectSelection_);
90 <    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
88 >    stringToMethod_["Swap"]  = rnemdSwap;
89 >    stringToMethod_["NIVS"]  = rnemdNIVS;
90 >    stringToMethod_["VSS"]   = rnemdVSS;
91  
92 <    // do some sanity checking
92 >    stringToFluxType_["KE"]  = rnemdKE;
93 >    stringToFluxType_["Px"]  = rnemdPx;
94 >    stringToFluxType_["Py"]  = rnemdPy;
95 >    stringToFluxType_["Pz"]  = rnemdPz;
96 >    stringToFluxType_["Pvector"]  = rnemdPvector;
97 >    stringToFluxType_["Lx"]  = rnemdLx;
98 >    stringToFluxType_["Ly"]  = rnemdLy;
99 >    stringToFluxType_["Lz"]  = rnemdLz;
100 >    stringToFluxType_["Lvector"]  = rnemdLvector;
101 >    stringToFluxType_["KE+Px"]  = rnemdKePx;
102 >    stringToFluxType_["KE+Py"]  = rnemdKePy;
103 >    stringToFluxType_["KE+Pvector"]  = rnemdKePvector;
104 >    stringToFluxType_["KE+Lx"]  = rnemdKeLx;
105 >    stringToFluxType_["KE+Ly"]  = rnemdKeLy;
106 >    stringToFluxType_["KE+Lz"]  = rnemdKeLz;
107 >    stringToFluxType_["KE+Lvector"]  = rnemdKeLvector;
108  
109 <    int selectionCount = seleMan_.getSelectionCount();
110 <    int nIntegrable = info->getNGlobalIntegrableObjects();
109 >    runTime_ = simParams->getRunTime();
110 >    statusTime_ = simParams->getStatusTime();
111  
112 <    if (selectionCount > nIntegrable) {
112 >    const string methStr = rnemdParams->getMethod();
113 >    bool hasFluxType = rnemdParams->haveFluxType();
114 >
115 >    rnemdObjectSelection_ = rnemdParams->getObjectSelection();
116 >
117 >    string fluxStr;
118 >    if (hasFluxType) {
119 >      fluxStr = rnemdParams->getFluxType();
120 >    } else {
121        sprintf(painCave.errMsg,
122 <              "RNEMD: The current RNEMD_objectSelection,\n"
123 <              "\t\t%s\n"
124 <              "\thas resulted in %d selected objects.  However,\n"
125 <              "\tthe total number of integrable objects in the system\n"
126 <              "\tis only %d.  This is almost certainly not what you want\n"
127 <              "\tto do.  A likely cause of this is forgetting the _RB_0\n"
128 <              "\tselector in the selection script!\n",
106 <              rnemdObjectSelection_.c_str(),
107 <              selectionCount, nIntegrable);
108 <      painCave.isFatal = 0;
109 <      painCave.severity = OPENMD_WARNING;
122 >              "RNEMD: No fluxType was set in the md file.  This parameter,\n"
123 >              "\twhich must be one of the following values:\n"
124 >              "\tKE, Px, Py, Pz, Pvector, Lx, Ly, Lz, Lvector,\n"
125 >              "\tKE+Px, KE+Py, KE+Pvector, KE+Lx, KE+Ly, KE+Lz, KE+Lvector\n"
126 >              "\tmust be set to use RNEMD\n");
127 >      painCave.isFatal = 1;
128 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
129        simError();
130      }
131 +
132 +    bool hasKineticFlux = rnemdParams->haveKineticFlux();
133 +    bool hasMomentumFlux = rnemdParams->haveMomentumFlux();
134 +    bool hasMomentumFluxVector = rnemdParams->haveMomentumFluxVector();
135 +    bool hasAngularMomentumFlux = rnemdParams->haveAngularMomentumFlux();
136 +    bool hasAngularMomentumFluxVector = rnemdParams->haveAngularMomentumFluxVector();
137 +    hasSelectionA_ = rnemdParams->haveSelectionA();
138 +    hasSelectionB_ = rnemdParams->haveSelectionB();
139 +    bool hasSlabWidth = rnemdParams->haveSlabWidth();
140 +    bool hasSlabACenter = rnemdParams->haveSlabACenter();
141 +    bool hasSlabBCenter = rnemdParams->haveSlabBCenter();
142 +    bool hasSphereARadius = rnemdParams->haveSphereARadius();
143 +    hasSphereBRadius_ = rnemdParams->haveSphereBRadius();
144 +    bool hasCoordinateOrigin = rnemdParams->haveCoordinateOrigin();
145 +    bool hasOutputFileName = rnemdParams->haveOutputFileName();
146 +    bool hasOutputFields = rnemdParams->haveOutputFields();
147      
148 <    const string st = simParams->getRNEMD_exchangeType();
148 >    map<string, RNEMDMethod>::iterator i;
149 >    i = stringToMethod_.find(methStr);
150 >    if (i != stringToMethod_.end())
151 >      rnemdMethod_ = i->second;
152 >    else {
153 >      sprintf(painCave.errMsg,
154 >              "RNEMD: The current method,\n"
155 >              "\t\t%s is not one of the recognized\n"
156 >              "\texchange methods: Swap, NIVS, or VSS\n",
157 >              methStr.c_str());
158 >      painCave.isFatal = 1;
159 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
160 >      simError();
161 >    }
162  
163 <    map<string, RNEMDTypeEnum>::iterator i;
164 <    i = stringToEnumMap_.find(st);
165 <    rnemdType_ = (i == stringToEnumMap_.end()) ? RNEMD::rnemdUnknown : i->second;
166 <    if (rnemdType_ == rnemdUnknown) {
163 >    map<string, RNEMDFluxType>::iterator j;
164 >    j = stringToFluxType_.find(fluxStr);
165 >    if (j != stringToFluxType_.end())
166 >      rnemdFluxType_ = j->second;
167 >    else {
168        sprintf(painCave.errMsg,
169 <              "RNEMD: The current RNEMD_exchangeType,\n"
169 >              "RNEMD: The current fluxType,\n"
170                "\t\t%s\n"
171 <              "\tis not one of the recognized exchange types.\n",
172 <              st.c_str());
171 >              "\tis not one of the recognized flux types.\n",
172 >              fluxStr.c_str());
173        painCave.isFatal = 1;
174        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
175        simError();
176      }
128    
129    outputTemp_ = false;
130    if (simParams->haveRNEMD_outputTemperature()) {
131      outputTemp_ = simParams->getRNEMD_outputTemperature();
132    } else if ((rnemdType_ == rnemdKineticSwap) ||
133               (rnemdType_ == rnemdKineticScale) ||
134               (rnemdType_ == rnemdKineticScaleVAM) ||
135               (rnemdType_ == rnemdKineticScaleAM)) {
136      outputTemp_ = true;
137    }
138    outputVx_ = false;
139    if (simParams->haveRNEMD_outputVx()) {
140      outputVx_ = simParams->getRNEMD_outputVx();
141    } else if ((rnemdType_ == rnemdPx) || (rnemdType_ == rnemdPxScale)) {
142      outputVx_ = true;
143    }
144    outputVy_ = false;
145    if (simParams->haveRNEMD_outputVy()) {
146      outputVy_ = simParams->getRNEMD_outputVy();
147    } else if ((rnemdType_ == rnemdPy) || (rnemdType_ == rnemdPyScale)) {
148      outputVy_ = true;
149    }
150    output3DTemp_ = false;
151    if (simParams->haveRNEMD_outputXyzTemperature()) {
152      output3DTemp_ = simParams->getRNEMD_outputXyzTemperature();
153    }
154    outputRotTemp_ = false;
155    if (simParams->haveRNEMD_outputRotTemperature()) {
156      outputRotTemp_ = simParams->getRNEMD_outputRotTemperature();
157    }
177  
178 < #ifdef IS_MPI
179 <    if (worldRank == 0) {
180 < #endif
181 <
182 <      //may have rnemdWriter separately
183 <      string rnemdFileName;
184 <
185 <      if (outputTemp_) {
186 <        rnemdFileName = "temperature.log";
187 <        tempLog_.open(rnemdFileName.c_str());
178 >    bool methodFluxMismatch = false;
179 >    bool hasCorrectFlux = false;
180 >    switch(rnemdMethod_) {
181 >    case rnemdSwap:
182 >      switch (rnemdFluxType_) {
183 >      case rnemdKE:
184 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
185 >        break;
186 >      case rnemdPx:
187 >      case rnemdPy:
188 >      case rnemdPz:
189 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
190 >        break;
191 >      default :
192 >        methodFluxMismatch = true;
193 >        break;
194        }
195 <      if (outputVx_) {
196 <        rnemdFileName = "velocityX.log";
197 <        vxzLog_.open(rnemdFileName.c_str());
195 >      break;
196 >    case rnemdNIVS:
197 >      switch (rnemdFluxType_) {
198 >      case rnemdKE:
199 >      case rnemdRotKE:
200 >      case rnemdFullKE:
201 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
202 >        break;
203 >      case rnemdPx:
204 >      case rnemdPy:
205 >      case rnemdPz:
206 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
207 >        break;
208 >      case rnemdKePx:
209 >      case rnemdKePy:
210 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux && hasKineticFlux;
211 >        break;
212 >      default:
213 >        methodFluxMismatch = true;
214 >        break;
215        }
216 <      if (outputVy_) {
217 <        rnemdFileName = "velocityY.log";
218 <        vyzLog_.open(rnemdFileName.c_str());
216 >      break;
217 >    case rnemdVSS:
218 >      switch (rnemdFluxType_) {
219 >      case rnemdKE:
220 >      case rnemdRotKE:
221 >      case rnemdFullKE:
222 >        hasCorrectFlux = hasKineticFlux;
223 >        break;
224 >      case rnemdPx:
225 >      case rnemdPy:
226 >      case rnemdPz:
227 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux;
228 >        break;
229 >      case rnemdLx:
230 >      case rnemdLy:
231 >      case rnemdLz:
232 >        hasCorrectFlux = hasAngularMomentumFlux;
233 >        break;
234 >      case rnemdPvector:
235 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFluxVector;
236 >        break;
237 >      case rnemdLvector:
238 >        hasCorrectFlux = hasAngularMomentumFluxVector;
239 >        break;
240 >      case rnemdKePx:
241 >      case rnemdKePy:
242 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFlux && hasKineticFlux;
243 >        break;
244 >      case rnemdKeLx:
245 >      case rnemdKeLy:
246 >      case rnemdKeLz:
247 >        hasCorrectFlux = hasAngularMomentumFlux && hasKineticFlux;
248 >        break;
249 >      case rnemdKePvector:
250 >        hasCorrectFlux = hasMomentumFluxVector && hasKineticFlux;
251 >        break;
252 >      case rnemdKeLvector:
253 >        hasCorrectFlux = hasAngularMomentumFluxVector && hasKineticFlux;
254 >        break;
255 >      default:
256 >        methodFluxMismatch = true;
257 >        break;
258        }
259 +    default:
260 +      break;
261 +    }
262  
263 <      if (output3DTemp_) {
264 <        rnemdFileName = "temperatureX.log";
265 <        xTempLog_.open(rnemdFileName.c_str());
266 <        rnemdFileName = "temperatureY.log";
267 <        yTempLog_.open(rnemdFileName.c_str());
268 <        rnemdFileName = "temperatureZ.log";
269 <        zTempLog_.open(rnemdFileName.c_str());
263 >    if (methodFluxMismatch) {
264 >      sprintf(painCave.errMsg,
265 >              "RNEMD: The current method,\n"
266 >              "\t\t%s\n"
267 >              "\tcannot be used with the current flux type, %s\n",
268 >              methStr.c_str(), fluxStr.c_str());
269 >      painCave.isFatal = 1;
270 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
271 >      simError();        
272 >    }
273 >    if (!hasCorrectFlux) {
274 >      sprintf(painCave.errMsg,
275 >              "RNEMD: The current method, %s, and flux type, %s,\n"
276 >              "\tdid not have the correct flux value specified. Options\n"
277 >              "\tinclude: kineticFlux, momentumFlux, angularMomentumFlux,\n"
278 >              "\tmomentumFluxVector, and angularMomentumFluxVector.\n",
279 >              methStr.c_str(), fluxStr.c_str());
280 >      painCave.isFatal = 1;
281 >      painCave.severity = OPENMD_ERROR;
282 >      simError();        
283 >    }
284 >
285 >    if (hasKineticFlux) {
286 >      // convert the kcal / mol / Angstroms^2 / fs values in the md file
287 >      // into  amu / fs^3:
288 >      kineticFlux_ = rnemdParams->getKineticFlux()
289 >        * PhysicalConstants::energyConvert;
290 >    } else {
291 >      kineticFlux_ = 0.0;
292 >    }
293 >    if (hasMomentumFluxVector) {
294 >      std::vector<RealType> mf = rnemdParams->getMomentumFluxVector();
295 >      if (mf.size() != 3) {
296 >          sprintf(painCave.errMsg,
297 >                  "RNEMD: Incorrect number of parameters specified for momentumFluxVector.\n"
298 >                  "\tthere should be 3 parameters, but %lu were specified.\n",
299 >                  mf.size());
300 >          painCave.isFatal = 1;
301 >          simError();      
302        }
303 <      if (outputRotTemp_) {
304 <        rnemdFileName = "temperatureR.log";
305 <        rotTempLog_.open(rnemdFileName.c_str());
303 >      momentumFluxVector_.x() = mf[0];
304 >      momentumFluxVector_.y() = mf[1];
305 >      momentumFluxVector_.z() = mf[2];
306 >    } else {
307 >      momentumFluxVector_ = V3Zero;
308 >      if (hasMomentumFlux) {
309 >        RealType momentumFlux = rnemdParams->getMomentumFlux();
310 >        switch (rnemdFluxType_) {
311 >        case rnemdPx:
312 >          momentumFluxVector_.x() = momentumFlux;
313 >          break;
314 >        case rnemdPy:
315 >          momentumFluxVector_.y() = momentumFlux;
316 >          break;
317 >        case rnemdPz:
318 >          momentumFluxVector_.z() = momentumFlux;
319 >          break;
320 >        case rnemdKePx:
321 >          momentumFluxVector_.x() = momentumFlux;
322 >          break;
323 >        case rnemdKePy:
324 >          momentumFluxVector_.y() = momentumFlux;
325 >          break;
326 >        default:
327 >          break;
328 >        }
329        }
330 +      if (hasAngularMomentumFluxVector) {
331 +        std::vector<RealType> amf = rnemdParams->getAngularMomentumFluxVector();
332 +        if (amf.size() != 3) {
333 +          sprintf(painCave.errMsg,
334 +                  "RNEMD: Incorrect number of parameters specified for angularMomentumFluxVector.\n"
335 +                  "\tthere should be 3 parameters, but %lu were specified.\n",
336 +                  amf.size());
337 +          painCave.isFatal = 1;
338 +          simError();      
339 +        }
340 +        angularMomentumFluxVector_.x() = amf[0];
341 +        angularMomentumFluxVector_.y() = amf[1];
342 +        angularMomentumFluxVector_.z() = amf[2];
343 +      } else {
344 +        angularMomentumFluxVector_ = V3Zero;
345 +        if (hasAngularMomentumFlux) {
346 +          RealType angularMomentumFlux = rnemdParams->getAngularMomentumFlux();
347 +          switch (rnemdFluxType_) {
348 +          case rnemdLx:
349 +            angularMomentumFluxVector_.x() = angularMomentumFlux;
350 +            break;
351 +          case rnemdLy:
352 +            angularMomentumFluxVector_.y() = angularMomentumFlux;
353 +            break;
354 +          case rnemdLz:
355 +            angularMomentumFluxVector_.z() = angularMomentumFlux;
356 +            break;
357 +          case rnemdKeLx:
358 +            angularMomentumFluxVector_.x() = angularMomentumFlux;
359 +            break;
360 +          case rnemdKeLy:
361 +            angularMomentumFluxVector_.y() = angularMomentumFlux;
362 +            break;
363 +          case rnemdKeLz:
364 +            angularMomentumFluxVector_.z() = angularMomentumFlux;
365 +            break;
366 +          default:
367 +            break;
368 +          }
369 +        }        
370 +      }
371  
372 < #ifdef IS_MPI
373 <    }
374 < #endif
375 <
376 <    set_RNEMD_exchange_time(simParams->getRNEMD_exchangeTime());
377 <    set_RNEMD_nBins(simParams->getRNEMD_nBins());
378 <    midBin_ = nBins_ / 2;
379 <    if (simParams->haveRNEMD_binShift()) {
380 <      if (simParams->getRNEMD_binShift()) {
381 <        zShift_ = 0.5 / (RealType)(nBins_);
372 >      if (hasCoordinateOrigin) {
373 >        std::vector<RealType> co = rnemdParams->getCoordinateOrigin();
374 >        if (co.size() != 3) {
375 >          sprintf(painCave.errMsg,
376 >                  "RNEMD: Incorrect number of parameters specified for coordinateOrigin.\n"
377 >                  "\tthere should be 3 parameters, but %lu were specified.\n",
378 >                  co.size());
379 >          painCave.isFatal = 1;
380 >          simError();      
381 >        }
382 >        coordinateOrigin_.x() = co[0];
383 >        coordinateOrigin_.y() = co[1];
384 >        coordinateOrigin_.z() = co[2];
385        } else {
386 <        zShift_ = 0.0;
386 >        coordinateOrigin_ = V3Zero;
387        }
205    } else {
206      zShift_ = 0.0;
207    }
208    //cerr << "I shift slabs by " << zShift_ << " Lz\n";
209    //shift slabs by half slab width, maybe useful in heterogeneous systems
210    //set to 0.0 if not using it; N/A in status output yet
211    if (simParams->haveRNEMD_logWidth()) {
212      set_RNEMD_logWidth(simParams->getRNEMD_logWidth());
213      /*arbitary rnemdLogWidth_, no checking;
214      if (rnemdLogWidth_ != nBins_ && rnemdLogWidth_ != midBin_ + 1) {
215        cerr << "WARNING! RNEMD_logWidth has abnormal value!\n";
216        cerr << "Automaically set back to default.\n";
217        rnemdLogWidth_ = nBins_;
218      }*/
219    } else {
220      set_RNEMD_logWidth(nBins_);
221    }
222    tempHist_.resize(rnemdLogWidth_, 0.0);
223    tempCount_.resize(rnemdLogWidth_, 0);
224    pxzHist_.resize(rnemdLogWidth_, 0.0);
225    //vxzCount_.resize(rnemdLogWidth_, 0);
226    pyzHist_.resize(rnemdLogWidth_, 0.0);
227    //vyzCount_.resize(rnemdLogWidth_, 0);
388  
389 <    mHist_.resize(rnemdLogWidth_, 0.0);
230 <    xTempHist_.resize(rnemdLogWidth_, 0.0);
231 <    yTempHist_.resize(rnemdLogWidth_, 0.0);
232 <    zTempHist_.resize(rnemdLogWidth_, 0.0);
233 <    xyzTempCount_.resize(rnemdLogWidth_, 0);
234 <    rotTempHist_.resize(rnemdLogWidth_, 0.0);
235 <    rotTempCount_.resize(rnemdLogWidth_, 0);
389 >      // do some sanity checking
390  
391 <    set_RNEMD_exchange_total(0.0);
238 <    if (simParams->haveRNEMD_targetFlux()) {
239 <      set_RNEMD_target_flux(simParams->getRNEMD_targetFlux());
240 <    } else {
241 <      set_RNEMD_target_flux(0.0);
242 <    }
243 <    if (simParams->haveRNEMD_targetJzKE()) {
244 <      set_RNEMD_target_JzKE(simParams->getRNEMD_targetJzKE());
245 <    } else {
246 <      set_RNEMD_target_JzKE(0.0);
247 <    }
248 <    if (simParams->haveRNEMD_targetJzpx()) {
249 <      set_RNEMD_target_jzpx(simParams->getRNEMD_targetJzpx());
250 <    } else {
251 <      set_RNEMD_target_jzpx(0.0);
252 <    }
253 <    jzp_.x() = targetJzpx_;
254 <    njzp_.x() = -targetJzpx_;
255 <    if (simParams->haveRNEMD_targetJzpy()) {
256 <      set_RNEMD_target_jzpy(simParams->getRNEMD_targetJzpy());
257 <    } else {
258 <      set_RNEMD_target_jzpy(0.0);
259 <    }
260 <    jzp_.y() = targetJzpy_;
261 <    njzp_.y() = -targetJzpy_;
262 <    if (simParams->haveRNEMD_targetJzpz()) {
263 <      set_RNEMD_target_jzpz(simParams->getRNEMD_targetJzpz());
264 <    } else {
265 <      set_RNEMD_target_jzpz(0.0);
266 <    }
267 <    jzp_.z() = targetJzpz_;
268 <    njzp_.z() = -targetJzpz_;
391 >      int selectionCount = seleMan_.getSelectionCount();
392  
393 < #ifndef IS_MPI
394 <    if (simParams->haveSeed()) {
395 <      seedValue = simParams->getSeed();
396 <      randNumGen_ = new SeqRandNumGen(seedValue);
397 <    }else {
398 <      randNumGen_ = new SeqRandNumGen();
399 <    }    
400 < #else
401 <    if (simParams->haveSeed()) {
402 <      seedValue = simParams->getSeed();
403 <      randNumGen_ = new ParallelRandNumGen(seedValue);
404 <    }else {
405 <      randNumGen_ = new ParallelRandNumGen();
406 <    }    
407 < #endif
393 >      int nIntegrable = info->getNGlobalIntegrableObjects();
394 >
395 >      if (selectionCount > nIntegrable) {
396 >        sprintf(painCave.errMsg,
397 >                "RNEMD: The current objectSelection,\n"
398 >                "\t\t%s\n"
399 >                "\thas resulted in %d selected objects.  However,\n"
400 >                "\tthe total number of integrable objects in the system\n"
401 >                "\tis only %d.  This is almost certainly not what you want\n"
402 >                "\tto do.  A likely cause of this is forgetting the _RB_0\n"
403 >                "\tselector in the selection script!\n",
404 >                rnemdObjectSelection_.c_str(),
405 >                selectionCount, nIntegrable);
406 >        painCave.isFatal = 0;
407 >        painCave.severity = OPENMD_WARNING;
408 >        simError();
409 >      }
410 >
411 >      areaAccumulator_ = new Accumulator();
412 >
413 >      nBins_ = rnemdParams->getOutputBins();
414 >      binWidth_ = rnemdParams->getOutputBinWidth();
415 >
416 >      data_.resize(RNEMD::ENDINDEX);
417 >      OutputData z;
418 >      z.units =  "Angstroms";
419 >      z.title =  "Z";
420 >      z.dataType = "RealType";
421 >      z.accumulator.reserve(nBins_);
422 >      for (int i = 0; i < nBins_; i++)
423 >        z.accumulator.push_back( new Accumulator() );
424 >      data_[Z] = z;
425 >      outputMap_["Z"] =  Z;
426 >
427 >      OutputData r;
428 >      r.units =  "Angstroms";
429 >      r.title =  "R";
430 >      r.dataType = "RealType";
431 >      r.accumulator.reserve(nBins_);
432 >      for (int i = 0; i < nBins_; i++)
433 >        r.accumulator.push_back( new Accumulator() );
434 >      data_[R] = r;
435 >      outputMap_["R"] =  R;
436 >
437 >      OutputData temperature;
438 >      temperature.units =  "K";
439 >      temperature.title =  "Temperature";
440 >      temperature.dataType = "RealType";
441 >      temperature.accumulator.reserve(nBins_);
442 >      for (int i = 0; i < nBins_; i++)
443 >        temperature.accumulator.push_back( new Accumulator() );
444 >      data_[TEMPERATURE] = temperature;
445 >      outputMap_["TEMPERATURE"] =  TEMPERATURE;
446 >
447 >      OutputData velocity;
448 >      velocity.units = "angstroms/fs";
449 >      velocity.title =  "Velocity";  
450 >      velocity.dataType = "Vector3d";
451 >      velocity.accumulator.reserve(nBins_);
452 >      for (int i = 0; i < nBins_; i++)
453 >        velocity.accumulator.push_back( new VectorAccumulator() );
454 >      data_[VELOCITY] = velocity;
455 >      outputMap_["VELOCITY"] = VELOCITY;
456 >
457 >      OutputData angularVelocity;
458 >      angularVelocity.units = "angstroms^2/fs";
459 >      angularVelocity.title =  "AngularVelocity";  
460 >      angularVelocity.dataType = "Vector3d";
461 >      angularVelocity.accumulator.reserve(nBins_);
462 >      for (int i = 0; i < nBins_; i++)
463 >        angularVelocity.accumulator.push_back( new VectorAccumulator() );
464 >      data_[ANGULARVELOCITY] = angularVelocity;
465 >      outputMap_["ANGULARVELOCITY"] = ANGULARVELOCITY;
466 >
467 >      OutputData density;
468 >      density.units =  "g cm^-3";
469 >      density.title =  "Density";
470 >      density.dataType = "RealType";
471 >      density.accumulator.reserve(nBins_);
472 >      for (int i = 0; i < nBins_; i++)
473 >        density.accumulator.push_back( new Accumulator() );
474 >      data_[DENSITY] = density;
475 >      outputMap_["DENSITY"] =  DENSITY;
476 >
477 >      if (hasOutputFields) {
478 >        parseOutputFileFormat(rnemdParams->getOutputFields());
479 >      } else {
480 >        if (usePeriodicBoundaryConditions_)
481 >          outputMask_.set(Z);
482 >        else
483 >          outputMask_.set(R);
484 >        switch (rnemdFluxType_) {
485 >        case rnemdKE:
486 >        case rnemdRotKE:
487 >        case rnemdFullKE:
488 >          outputMask_.set(TEMPERATURE);
489 >          break;
490 >        case rnemdPx:
491 >        case rnemdPy:
492 >          outputMask_.set(VELOCITY);
493 >          break;
494 >        case rnemdPz:        
495 >        case rnemdPvector:
496 >          outputMask_.set(VELOCITY);
497 >          outputMask_.set(DENSITY);
498 >          break;
499 >        case rnemdLx:
500 >        case rnemdLy:
501 >        case rnemdLz:
502 >        case rnemdLvector:
503 >          outputMask_.set(ANGULARVELOCITY);
504 >          break;
505 >        case rnemdKeLx:
506 >        case rnemdKeLy:
507 >        case rnemdKeLz:
508 >        case rnemdKeLvector:
509 >          outputMask_.set(TEMPERATURE);
510 >          outputMask_.set(ANGULARVELOCITY);
511 >          break;
512 >        case rnemdKePx:
513 >        case rnemdKePy:
514 >          outputMask_.set(TEMPERATURE);
515 >          outputMask_.set(VELOCITY);
516 >          break;
517 >        case rnemdKePvector:
518 >          outputMask_.set(TEMPERATURE);
519 >          outputMask_.set(VELOCITY);
520 >          outputMask_.set(DENSITY);        
521 >          break;
522 >        default:
523 >          break;
524 >        }
525 >      }
526 >      
527 >      if (hasOutputFileName) {
528 >        rnemdFileName_ = rnemdParams->getOutputFileName();
529 >      } else {
530 >        rnemdFileName_ = getPrefix(info->getFinalConfigFileName()) + ".rnemd";
531 >      }          
532 >
533 >      exchangeTime_ = rnemdParams->getExchangeTime();
534 >
535 >      Snapshot* currentSnap_ = info->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
536 >      // total exchange sums are zeroed out at the beginning:
537 >
538 >      kineticExchange_ = 0.0;
539 >      momentumExchange_ = V3Zero;
540 >      angularMomentumExchange_ = V3Zero;
541 >
542 >      std::ostringstream selectionAstream;
543 >      std::ostringstream selectionBstream;
544 >    
545 >      if (hasSelectionA_) {
546 >        selectionA_ = rnemdParams->getSelectionA();
547 >      } else {
548 >        if (usePeriodicBoundaryConditions_) {    
549 >          Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
550 >        
551 >          if (hasSlabWidth)
552 >            slabWidth_ = rnemdParams->getSlabWidth();
553 >          else
554 >            slabWidth_ = hmat(2,2) / 10.0;
555 >        
556 >          if (hasSlabACenter)
557 >            slabACenter_ = rnemdParams->getSlabACenter();
558 >          else
559 >            slabACenter_ = 0.0;
560 >        
561 >          selectionAstream << "select wrappedz > "
562 >                           << slabACenter_ - 0.5*slabWidth_
563 >                           <<  " && wrappedz < "
564 >                           << slabACenter_ + 0.5*slabWidth_;
565 >          selectionA_ = selectionAstream.str();
566 >        } else {
567 >          if (hasSphereARadius)
568 >            sphereARadius_ = rnemdParams->getSphereARadius();
569 >          else {
570 >            // use an initial guess to the size of the inner slab to be 1/10 the
571 >            // radius of an approximately spherical hull:
572 >            Thermo thermo(info);
573 >            RealType hVol = thermo.getHullVolume();
574 >            sphereARadius_ = 0.1 * pow((3.0 * hVol / (4.0 * M_PI)), 1.0/3.0);
575 >          }
576 >          selectionAstream << "select r < " << sphereARadius_;
577 >          selectionA_ = selectionAstream.str();
578 >        }
579 >      }
580 >    
581 >      if (hasSelectionB_) {
582 >        selectionB_ = rnemdParams->getSelectionB();
583 >
584 >      } else {
585 >        if (usePeriodicBoundaryConditions_) {    
586 >          Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
587 >        
588 >          if (hasSlabWidth)
589 >            slabWidth_ = rnemdParams->getSlabWidth();
590 >          else
591 >            slabWidth_ = hmat(2,2) / 10.0;
592 >        
593 >          if (hasSlabBCenter)
594 >            slabBCenter_ = rnemdParams->getSlabBCenter();
595 >          else
596 >            slabBCenter_ = hmat(2,2) / 2.0;
597 >        
598 >          selectionBstream << "select wrappedz > "
599 >                           << slabBCenter_ - 0.5*slabWidth_
600 >                           <<  " && wrappedz < "
601 >                           << slabBCenter_ + 0.5*slabWidth_;
602 >          selectionB_ = selectionBstream.str();
603 >        } else {
604 >          if (hasSphereBRadius_) {
605 >            sphereBRadius_ = rnemdParams->getSphereBRadius();
606 >            selectionBstream << "select r > " << sphereBRadius_;
607 >            selectionB_ = selectionBstream.str();
608 >          } else {
609 >            selectionB_ = "select hull";
610 >            BisHull_ = true;
611 >            hasSelectionB_ = true;
612 >          }
613 >        }
614 >      }
615 >    }
616 >
617 >    // object evaluator:
618 >    evaluator_.loadScriptString(rnemdObjectSelection_);
619 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
620 >    evaluatorA_.loadScriptString(selectionA_);
621 >    evaluatorB_.loadScriptString(selectionB_);
622 >    seleManA_.setSelectionSet(evaluatorA_.evaluate());
623 >    seleManB_.setSelectionSet(evaluatorB_.evaluate());
624 >    commonA_ = seleManA_ & seleMan_;
625 >    commonB_ = seleManB_ & seleMan_;  
626    }
627    
287  RNEMD::~RNEMD() {
288    delete randNumGen_;
628      
629 +  RNEMD::~RNEMD() {
630 +    if (!doRNEMD_) return;
631   #ifdef IS_MPI
632      if (worldRank == 0) {
633   #endif
293      
294      sprintf(painCave.errMsg,
295              "RNEMD: total failed trials: %d\n",
296              failTrialCount_);
297      painCave.isFatal = 0;
298      painCave.severity = OPENMD_INFO;
299      simError();
634  
635 <      if (outputTemp_) tempLog_.close();
302 <      if (outputVx_)   vxzLog_.close();
303 <      if (outputVy_)   vyzLog_.close();
635 >      writeOutputFile();
636  
637 <      if (rnemdType_ == rnemdKineticScale || rnemdType_ == rnemdPxScale ||
638 <          rnemdType_ == rnemdPyScale) {
307 <        sprintf(painCave.errMsg,
308 <                "RNEMD: total root-checking warnings: %d\n",
309 <                failRootCount_);
310 <        painCave.isFatal = 0;
311 <        painCave.severity = OPENMD_INFO;
312 <        simError();
313 <      }
314 <      if (output3DTemp_) {
315 <        xTempLog_.close();
316 <        yTempLog_.close();
317 <        zTempLog_.close();
318 <      }
319 <      if (outputRotTemp_) rotTempLog_.close();
320 <
637 >      rnemdFile_.close();
638 >      
639   #ifdef IS_MPI
640      }
641   #endif
642 +
643 +    // delete all of the objects we created:
644 +    delete areaAccumulator_;    
645 +    data_.clear();
646    }
647 +  
648 +  void RNEMD::doSwap(SelectionManager& smanA, SelectionManager& smanB) {
649 +    if (!doRNEMD_) return;
650 +    int selei;
651 +    int selej;
652  
326  void RNEMD::doSwap() {
327
653      Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
654      Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
655  
331    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
332
333    int selei;
656      StuntDouble* sd;
335    int idx;
657  
658      RealType min_val;
659 <    bool min_found = false;  
659 >    int min_found = 0;  
660      StuntDouble* min_sd;
661  
662      RealType max_val;
663 <    bool max_found = false;
663 >    int max_found = 0;
664      StuntDouble* max_sd;
665  
666 <    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
667 <         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
347 <
348 <      idx = sd->getLocalIndex();
666 >    for (sd = seleManA_.beginSelected(selei); sd != NULL;
667 >         sd = seleManA_.nextSelected(selei)) {
668  
669        Vector3d pos = sd->getPos();
670 <
670 >      
671        // wrap the stuntdouble's position back into the box:
672 <
672 >      
673        if (usePeriodicBoundaryConditions_)
674          currentSnap_->wrapVector(pos);
675 <
676 <      // which bin is this stuntdouble in?
677 <      // wrapped positions are in the range [-0.5*hmat(2,2), +0.5*hmat(2,2)]
678 <
679 <      int binNo = int(nBins_ * (pos.z() / hmat(2,2) + zShift_ + 0.5)) % nBins_;
680 <
681 <
363 <      // if we're in bin 0 or the middleBin
364 <      if (binNo == 0 || binNo == midBin_) {
675 >      
676 >      RealType mass = sd->getMass();
677 >      Vector3d vel = sd->getVel();
678 >      RealType value;
679 >      
680 >      switch(rnemdFluxType_) {
681 >      case rnemdKE :
682          
683 <        RealType mass = sd->getMass();
684 <        Vector3d vel = sd->getVel();
685 <        RealType value;
686 <
687 <        switch(rnemdType_) {
371 <        case rnemdKineticSwap :
683 >        value = mass * vel.lengthSquare();
684 >        
685 >        if (sd->isDirectional()) {
686 >          Vector3d angMom = sd->getJ();
687 >          Mat3x3d I = sd->getI();
688            
689 <          value = mass * vel.lengthSquare();
690 <          
691 <          if (sd->isDirectional()) {
692 <            Vector3d angMom = sd->getJ();
693 <            Mat3x3d I = sd->getI();
694 <            
695 <            if (sd->isLinear()) {
696 <              int i = sd->linearAxis();
697 <              int j = (i + 1) % 3;
698 <              int k = (i + 2) % 3;
699 <              value += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
700 <                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
701 <            } else {                        
702 <              value += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
703 <                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
704 <                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
705 <            }
706 <          } //angular momenta exchange enabled
707 <          //energyConvert temporarily disabled
708 <          //make exchangeSum_ comparable between swap & scale
709 <          //value = value * 0.5 / PhysicalConstants::energyConvert;
710 <          value *= 0.5;
711 <          break;
712 <        case rnemdPx :
713 <          value = mass * vel[0];
714 <          break;
715 <        case rnemdPy :
716 <          value = mass * vel[1];
717 <          break;
718 <        case rnemdPz :
719 <          value = mass * vel[2];
720 <          break;
721 <        default :
722 <          break;
689 >          if (sd->isLinear()) {
690 >            int i = sd->linearAxis();
691 >            int j = (i + 1) % 3;
692 >            int k = (i + 2) % 3;
693 >            value += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
694 >              angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
695 >          } else {                        
696 >            value += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
697 >              + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
698 >              + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
699 >          }
700 >        } //angular momenta exchange enabled
701 >        value *= 0.5;
702 >        break;
703 >      case rnemdPx :
704 >        value = mass * vel[0];
705 >        break;
706 >      case rnemdPy :
707 >        value = mass * vel[1];
708 >        break;
709 >      case rnemdPz :
710 >        value = mass * vel[2];
711 >        break;
712 >      default :
713 >        break;
714 >      }
715 >      if (!max_found) {
716 >        max_val = value;
717 >        max_sd = sd;
718 >        max_found = 1;
719 >      } else {
720 >        if (max_val < value) {
721 >          max_val = value;
722 >          max_sd = sd;
723          }
724 +      }  
725 +    }
726          
727 <        if (binNo == 0) {
728 <          if (!min_found) {
729 <            min_val = value;
730 <            min_sd = sd;
731 <            min_found = true;
732 <          } else {
733 <            if (min_val > value) {
734 <              min_val = value;
735 <              min_sd = sd;
736 <            }
737 <          }
738 <        } else { //midBin_
739 <          if (!max_found) {
740 <            max_val = value;
741 <            max_sd = sd;
742 <            max_found = true;
743 <          } else {
744 <            if (max_val < value) {
745 <              max_val = value;
746 <              max_sd = sd;
747 <            }
748 <          }      
749 <        }
727 >    for (sd = seleManB_.beginSelected(selej); sd != NULL;
728 >         sd = seleManB_.nextSelected(selej)) {
729 >
730 >      Vector3d pos = sd->getPos();
731 >      
732 >      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
733 >      
734 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
735 >        currentSnap_->wrapVector(pos);
736 >      
737 >      RealType mass = sd->getMass();
738 >      Vector3d vel = sd->getVel();
739 >      RealType value;
740 >      
741 >      switch(rnemdFluxType_) {
742 >      case rnemdKE :
743 >        
744 >        value = mass * vel.lengthSquare();
745 >        
746 >        if (sd->isDirectional()) {
747 >          Vector3d angMom = sd->getJ();
748 >          Mat3x3d I = sd->getI();
749 >          
750 >          if (sd->isLinear()) {
751 >            int i = sd->linearAxis();
752 >            int j = (i + 1) % 3;
753 >            int k = (i + 2) % 3;
754 >            value += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
755 >              angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
756 >          } else {                        
757 >            value += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
758 >              + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
759 >              + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
760 >          }
761 >        } //angular momenta exchange enabled
762 >        value *= 0.5;
763 >        break;
764 >      case rnemdPx :
765 >        value = mass * vel[0];
766 >        break;
767 >      case rnemdPy :
768 >        value = mass * vel[1];
769 >        break;
770 >      case rnemdPz :
771 >        value = mass * vel[2];
772 >        break;
773 >      default :
774 >        break;
775        }
776 +      
777 +      if (!min_found) {
778 +        min_val = value;
779 +        min_sd = sd;
780 +        min_found = 1;
781 +      } else {
782 +        if (min_val > value) {
783 +          min_val = value;
784 +          min_sd = sd;
785 +        }
786 +      }
787      }
788 +    
789 + #ifdef IS_MPI    
790 +    int worldRank;
791 +    MPI_Comm_rank( MPI_COMM_WORLD, &worldRank);
792 +        
793 +    int my_min_found = min_found;
794 +    int my_max_found = max_found;
795  
435 #ifdef IS_MPI
436    int nProc, worldRank;
437
438    nProc = MPI::COMM_WORLD.Get_size();
439    worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
440
441    bool my_min_found = min_found;
442    bool my_max_found = max_found;
443
796      // Even if we didn't find a minimum, did someone else?
797 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&my_min_found, &min_found, 1, MPI::BOOL, MPI::LOR);
797 >    MPI_Allreduce(&my_min_found, &min_found, 1, MPI_INT, MPI_LOR,
798 >                  MPI_COMM_WORLD);
799      // Even if we didn't find a maximum, did someone else?
800 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&my_max_found, &max_found, 1, MPI::BOOL, MPI::LOR);
800 >    MPI_Allreduce(&my_max_found, &max_found, 1, MPI_INT, MPI_LOR,
801 >                  MPI_COMM_WORLD);
802   #endif
803  
804      if (max_found && min_found) {
# Line 454 | Line 808 | namespace OpenMD {
808          RealType val;
809          int rank;
810        } max_vals, min_vals;
811 <    
811 >      
812        if (my_min_found) {
813          min_vals.val = min_val;
814        } else {
# Line 463 | Line 817 | namespace OpenMD {
817        min_vals.rank = worldRank;    
818        
819        // Who had the minimum?
820 <      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&min_vals, &min_vals,
821 <                                1, MPI::REALTYPE_INT, MPI::MINLOC);
820 >      MPI_Allreduce(&min_vals, &min_vals,
821 >                    1, MPI_REALTYPE_INT, MPI_MINLOC, MPI_COMM_WORLD);
822        min_val = min_vals.val;
823        
824        if (my_max_found) {
# Line 475 | Line 829 | namespace OpenMD {
829        max_vals.rank = worldRank;    
830        
831        // Who had the maximum?
832 <      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(&max_vals, &max_vals,
833 <                                1, MPI::REALTYPE_INT, MPI::MAXLOC);
832 >      MPI_Allreduce(&max_vals, &max_vals,
833 >                    1, MPI_REALTYPE_INT, MPI_MAXLOC, MPI_COMM_WORLD);
834        max_val = max_vals.val;
835   #endif
836        
# Line 492 | Line 846 | namespace OpenMD {
846            Vector3d max_vel = max_sd->getVel();
847            RealType temp_vel;
848            
849 <          switch(rnemdType_) {
850 <          case rnemdKineticSwap :
849 >          switch(rnemdFluxType_) {
850 >          case rnemdKE :
851              min_sd->setVel(max_vel);
852              max_sd->setVel(min_vel);
853              if (min_sd->isDirectional() && max_sd->isDirectional()) {
# Line 536 | Line 890 | namespace OpenMD {
890            
891            Vector3d min_vel;
892            Vector3d max_vel = max_sd->getVel();
893 <          MPI::Status status;
893 >          MPI_Status status;
894  
895            // point-to-point swap of the velocity vector
896 <          MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
897 <                                   min_vals.rank, 0,
898 <                                   min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
899 <                                   min_vals.rank, 0, status);
896 >          MPI_Sendrecv(max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI_REALTYPE,
897 >                       min_vals.rank, 0,
898 >                       min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI_REALTYPE,
899 >                       min_vals.rank, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
900            
901 <          switch(rnemdType_) {
902 <          case rnemdKineticSwap :
901 >          switch(rnemdFluxType_) {
902 >          case rnemdKE :
903              max_sd->setVel(min_vel);
904              //angular momenta exchange enabled
905              if (max_sd->isDirectional()) {
# Line 553 | Line 907 | namespace OpenMD {
907                Vector3d max_angMom = max_sd->getJ();
908                
909                // point-to-point swap of the angular momentum vector
910 <              MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(max_angMom.getArrayPointer(), 3,
911 <                                       MPI::REALTYPE, min_vals.rank, 1,
912 <                                       min_angMom.getArrayPointer(), 3,
913 <                                       MPI::REALTYPE, min_vals.rank, 1,
914 <                                       status);
910 >              MPI_Sendrecv(max_angMom.getArrayPointer(), 3,
911 >                           MPI_REALTYPE, min_vals.rank, 1,
912 >                           min_angMom.getArrayPointer(), 3,
913 >                           MPI_REALTYPE, min_vals.rank, 1,
914 >                           MPI_COMM_WORLD, &status);
915                
916                max_sd->setJ(min_angMom);
917              }
# Line 582 | Line 936 | namespace OpenMD {
936            
937            Vector3d max_vel;
938            Vector3d min_vel = min_sd->getVel();
939 <          MPI::Status status;
939 >          MPI_Status status;
940            
941            // point-to-point swap of the velocity vector
942 <          MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
943 <                                   max_vals.rank, 0,
944 <                                   max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI::REALTYPE,
945 <                                   max_vals.rank, 0, status);
946 <          
947 <          switch(rnemdType_) {
948 <          case rnemdKineticSwap :
942 >          MPI_Sendrecv(min_vel.getArrayPointer(), 3, MPI_REALTYPE,
943 >                       max_vals.rank, 0,
944 >                       max_vel.getArrayPointer(), 3, MPI_REALTYPE,
945 >                       max_vals.rank, 0, MPI_COMM_WORLD, &status);
946 >          
947 >          switch(rnemdFluxType_) {
948 >          case rnemdKE :
949              min_sd->setVel(max_vel);
950              //angular momenta exchange enabled
951              if (min_sd->isDirectional()) {
# Line 599 | Line 953 | namespace OpenMD {
953                Vector3d max_angMom;
954                
955                // point-to-point swap of the angular momentum vector
956 <              MPI::COMM_WORLD.Sendrecv(min_angMom.getArrayPointer(), 3,
957 <                                       MPI::REALTYPE, max_vals.rank, 1,
958 <                                       max_angMom.getArrayPointer(), 3,
959 <                                       MPI::REALTYPE, max_vals.rank, 1,
960 <                                       status);
956 >              MPI_Sendrecv(min_angMom.getArrayPointer(), 3,
957 >                           MPI_REALTYPE, max_vals.rank, 1,
958 >                           max_angMom.getArrayPointer(), 3,
959 >                           MPI_REALTYPE, max_vals.rank, 1,
960 >                           MPI_COMM_WORLD, &status);
961                
962                min_sd->setJ(max_angMom);
963              }
# Line 625 | Line 979 | namespace OpenMD {
979            }
980          }
981   #endif
982 <        exchangeSum_ += max_val - min_val;
982 >        
983 >        switch(rnemdFluxType_) {
984 >        case rnemdKE:
985 >          kineticExchange_ += max_val - min_val;
986 >          break;
987 >        case rnemdPx:
988 >          momentumExchange_.x() += max_val - min_val;
989 >          break;
990 >        case rnemdPy:
991 >          momentumExchange_.y() += max_val - min_val;
992 >          break;
993 >        case rnemdPz:
994 >          momentumExchange_.z() += max_val - min_val;
995 >          break;
996 >        default:
997 >          break;
998 >        }
999        } else {        
1000          sprintf(painCave.errMsg,
1001 <                "RNEMD: exchange NOT performed because min_val > max_val\n");
1001 >                "RNEMD::doSwap exchange NOT performed because min_val > max_val\n");
1002          painCave.isFatal = 0;
1003          painCave.severity = OPENMD_INFO;
1004          simError();        
# Line 636 | Line 1006 | namespace OpenMD {
1006        }
1007      } else {
1008        sprintf(painCave.errMsg,
1009 <              "RNEMD: exchange NOT performed because selected object\n"
1010 <              "\tnot present in at least one of the two slabs.\n");
1009 >              "RNEMD::doSwap exchange NOT performed because selected object\n"
1010 >              "\twas not present in at least one of the two slabs.\n");
1011        painCave.isFatal = 0;
1012        painCave.severity = OPENMD_INFO;
1013        simError();        
1014        failTrialCount_++;
1015 <    }
646 <    
1015 >    }    
1016    }
1017    
1018 <  void RNEMD::doScale() {
1018 >  void RNEMD::doNIVS(SelectionManager& smanA, SelectionManager& smanB) {
1019 >    if (!doRNEMD_) return;
1020 >    int selei;
1021 >    int selej;
1022  
1023      Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1024 +    RealType time = currentSnap_->getTime();    
1025      Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1026  
654    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
655
656    int selei;
1027      StuntDouble* sd;
658    int idx;
1028  
1029      vector<StuntDouble*> hotBin, coldBin;
1030  
# Line 674 | Line 1043 | namespace OpenMD {
1043      RealType Kcz = 0.0;
1044      RealType Kcw = 0.0;
1045  
1046 <    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1047 <         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1046 >    for (sd = smanA.beginSelected(selei); sd != NULL;
1047 >         sd = smanA.nextSelected(selei)) {
1048  
680      idx = sd->getLocalIndex();
681
1049        Vector3d pos = sd->getPos();
1050 <
1050 >      
1051        // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1052 <
1052 >      
1053        if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1054          currentSnap_->wrapVector(pos);
1055 +      
1056 +      
1057 +      RealType mass = sd->getMass();
1058 +      Vector3d vel = sd->getVel();
1059 +      
1060 +      hotBin.push_back(sd);
1061 +      Phx += mass * vel.x();
1062 +      Phy += mass * vel.y();
1063 +      Phz += mass * vel.z();
1064 +      Khx += mass * vel.x() * vel.x();
1065 +      Khy += mass * vel.y() * vel.y();
1066 +      Khz += mass * vel.z() * vel.z();
1067 +      if (sd->isDirectional()) {
1068 +        Vector3d angMom = sd->getJ();
1069 +        Mat3x3d I = sd->getI();
1070 +        if (sd->isLinear()) {
1071 +          int i = sd->linearAxis();
1072 +          int j = (i + 1) % 3;
1073 +          int k = (i + 2) % 3;
1074 +          Khw += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1075 +            angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1076 +        } else {
1077 +          Khw += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
1078 +            + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
1079 +            + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
1080 +        }
1081 +      }
1082 +    }
1083 +    for (sd = smanB.beginSelected(selej); sd != NULL;
1084 +         sd = smanB.nextSelected(selej)) {
1085 +      Vector3d pos = sd->getPos();
1086 +      
1087 +      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1088 +      
1089 +      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1090 +        currentSnap_->wrapVector(pos);
1091 +            
1092 +      RealType mass = sd->getMass();
1093 +      Vector3d vel = sd->getVel();
1094  
1095 <      // which bin is this stuntdouble in?
1096 <      // wrapped positions are in the range [-0.5*hmat(2,2), +0.5*hmat(2,2)]
1097 <
1098 <      int binNo = int(nBins_ * (pos.z() / hmat(2,2) + zShift_ + 0.5)) % nBins_;
1099 <
1100 <      // if we're in bin 0 or the middleBin
1101 <      if (binNo == 0 || binNo == midBin_) {
1102 <        
1103 <        RealType mass = sd->getMass();
1104 <        Vector3d vel = sd->getVel();
1105 <      
1106 <        if (binNo == 0) {
1107 <          hotBin.push_back(sd);
1108 <          Phx += mass * vel.x();
1109 <          Phy += mass * vel.y();
1110 <          Phz += mass * vel.z();
1111 <          Khx += mass * vel.x() * vel.x();
1112 <          Khy += mass * vel.y() * vel.y();
1113 <          Khz += mass * vel.z() * vel.z();
1114 <          //if (rnemdType_ == rnemdKineticScaleVAM) {
1115 <          if (sd->isDirectional()) {
710 <            Vector3d angMom = sd->getJ();
711 <            Mat3x3d I = sd->getI();
712 <            if (sd->isLinear()) {
713 <              int i = sd->linearAxis();
714 <              int j = (i + 1) % 3;
715 <              int k = (i + 2) % 3;
716 <              Khw += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
717 <                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
718 <            } else {
719 <              Khw += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
720 <                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
721 <                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
722 <            }
723 <          }
724 <          //}
725 <        } else { //midBin_
726 <          coldBin.push_back(sd);
727 <          Pcx += mass * vel.x();
728 <          Pcy += mass * vel.y();
729 <          Pcz += mass * vel.z();
730 <          Kcx += mass * vel.x() * vel.x();
731 <          Kcy += mass * vel.y() * vel.y();
732 <          Kcz += mass * vel.z() * vel.z();
733 <          //if (rnemdType_ == rnemdKineticScaleVAM) {
734 <          if (sd->isDirectional()) {
735 <            Vector3d angMom = sd->getJ();
736 <            Mat3x3d I = sd->getI();
737 <            if (sd->isLinear()) {
738 <              int i = sd->linearAxis();
739 <              int j = (i + 1) % 3;
740 <              int k = (i + 2) % 3;
741 <              Kcw += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
742 <                angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
743 <            } else {
744 <              Kcw += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
745 <                + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
746 <                + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
747 <            }
748 <          }
749 <          //}
750 <        }
1095 >      coldBin.push_back(sd);
1096 >      Pcx += mass * vel.x();
1097 >      Pcy += mass * vel.y();
1098 >      Pcz += mass * vel.z();
1099 >      Kcx += mass * vel.x() * vel.x();
1100 >      Kcy += mass * vel.y() * vel.y();
1101 >      Kcz += mass * vel.z() * vel.z();
1102 >      if (sd->isDirectional()) {
1103 >        Vector3d angMom = sd->getJ();
1104 >        Mat3x3d I = sd->getI();
1105 >        if (sd->isLinear()) {
1106 >          int i = sd->linearAxis();
1107 >          int j = (i + 1) % 3;
1108 >          int k = (i + 2) % 3;
1109 >          Kcw += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1110 >            angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1111 >        } else {
1112 >          Kcw += angMom[0]*angMom[0]/I(0, 0)
1113 >            + angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1)
1114 >            + angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
1115 >        }
1116        }
1117      }
1118      
# Line 760 | Line 1125 | namespace OpenMD {
1125      Kcz *= 0.5;
1126      Kcw *= 0.5;
1127  
763    std::cerr << "Khx= " << Khx << "\tKhy= " << Khy << "\tKhz= " << Khz
764              << "\tKhw= " << Khw << "\tKcx= " << Kcx << "\tKcy= " << Kcy
765              << "\tKcz= " << Kcz << "\tKcw= " << Kcw << "\n";
766    std::cerr << "Phx= " << Phx << "\tPhy= " << Phy << "\tPhz= " << Phz
767              << "\tPcx= " << Pcx << "\tPcy= " << Pcy << "\tPcz= " <<Pcz<<"\n";
768
1128   #ifdef IS_MPI
1129 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1130 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1131 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Phz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1132 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1133 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1134 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pcz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1129 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Phx, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1130 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Phy, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1131 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Phz, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1132 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Pcx, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1133 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Pcy, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1134 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Pcz, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1135  
1136 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1137 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1138 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1139 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Khw, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1136 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Khx, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1137 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Khy, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1138 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Khz, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1139 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Khw, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1140  
1141 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcx, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1142 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcy, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1143 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcz, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1144 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kcw, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1141 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Kcx, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1142 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Kcy, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1143 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Kcz, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1144 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Kcw, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1145   #endif
1146  
1147      //solve coldBin coeff's first
# Line 791 | Line 1150 | namespace OpenMD {
1150      RealType pz = Pcz / Phz;
1151      RealType c, x, y, z;
1152      bool successfulScale = false;
1153 <    if ((rnemdType_ == rnemdKineticScaleVAM) ||
1154 <        (rnemdType_ == rnemdKineticScaleAM)) {
1153 >    if ((rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) ||
1154 >        (rnemdFluxType_ == rnemdRotKE)) {
1155        //may need sanity check Khw & Kcw > 0
1156  
1157 <      if (rnemdType_ == rnemdKineticScaleVAM) {
1158 <        c = 1.0 - targetFlux_ / (Kcx + Kcy + Kcz + Kcw);
1157 >      if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1158 >        c = 1.0 - kineticTarget_ / (Kcx + Kcy + Kcz + Kcw);
1159        } else {
1160 <        c = 1.0 - targetFlux_ / Kcw;
1160 >        c = 1.0 - kineticTarget_ / Kcw;
1161        }
1162  
1163        if ((c > 0.81) && (c < 1.21)) {//restrict scaling coefficients
1164          c = sqrt(c);
1165 <        std::cerr << "cold slab scaling coefficient: " << c << endl;
807 <        //now convert to hotBin coefficient
1165 >
1166          RealType w = 0.0;
1167 <        if (rnemdType_ ==  rnemdKineticScaleVAM) {
1167 >        if (rnemdFluxType_ ==  rnemdFullKE) {
1168            x = 1.0 + px * (1.0 - c);
1169            y = 1.0 + py * (1.0 - c);
1170            z = 1.0 + pz * (1.0 - c);
# Line 820 | Line 1178 | namespace OpenMD {
1178            */
1179            if ((fabs(x - 1.0) < 0.1) && (fabs(y - 1.0) < 0.1) &&
1180                (fabs(z - 1.0) < 0.1)) {
1181 <            w = 1.0 + (targetFlux_ + Khx * (1.0 - x * x) + Khy * (1.0 - y * y)
1181 >            w = 1.0 + (kineticTarget_
1182 >                       + Khx * (1.0 - x * x) + Khy * (1.0 - y * y)
1183                         + Khz * (1.0 - z * z)) / Khw;
1184            }//no need to calculate w if x, y or z is out of range
1185          } else {
1186 <          w = 1.0 + targetFlux_ / Khw;
1186 >          w = 1.0 + kineticTarget_ / Khw;
1187          }
1188          if ((w > 0.81) && (w < 1.21)) {//restrict scaling coefficients
1189            //if w is in the right range, so should be x, y, z.
1190            vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1191            Vector3d vel;
1192 <          for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1193 <            if (rnemdType_ == rnemdKineticScaleVAM) {
1192 >          for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); ++sdi) {
1193 >            if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1194                vel = (*sdi)->getVel() * c;
836              //vel.x() *= c;
837              //vel.y() *= c;
838              //vel.z() *= c;
1195                (*sdi)->setVel(vel);
1196              }
1197              if ((*sdi)->isDirectional()) {
1198                Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * c;
843              //angMom[0] *= c;
844              //angMom[1] *= c;
845              //angMom[2] *= c;
1199                (*sdi)->setJ(angMom);
1200              }
1201            }
1202            w = sqrt(w);
1203 <          std::cerr << "xh= " << x << "\tyh= " << y << "\tzh= " << z
1204 <                    << "\twh= " << w << endl;
852 <          for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
853 <            if (rnemdType_ == rnemdKineticScaleVAM) {
1203 >          for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); ++sdi) {
1204 >            if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1205                vel = (*sdi)->getVel();
1206                vel.x() *= x;
1207                vel.y() *= y;
# Line 859 | Line 1210 | namespace OpenMD {
1210              }
1211              if ((*sdi)->isDirectional()) {
1212                Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * w;
862              //angMom[0] *= w;
863              //angMom[1] *= w;
864              //angMom[2] *= w;
1213                (*sdi)->setJ(angMom);
1214              }
1215            }
1216            successfulScale = true;
1217 <          exchangeSum_ += targetFlux_;
1217 >          kineticExchange_ += kineticTarget_;
1218          }
1219        }
1220      } else {
1221        RealType a000, a110, c0, a001, a111, b01, b11, c1;
1222 <      switch(rnemdType_) {
1223 <      case rnemdKineticScale :
1222 >      switch(rnemdFluxType_) {
1223 >      case rnemdKE :
1224          /* used hotBin coeff's & only scale x & y dimensions
1225             RealType px = Phx / Pcx;
1226             RealType py = Phy / Pcy;
1227             a110 = Khy;
1228 <           c0 = - Khx - Khy - targetFlux_;
1228 >           c0 = - Khx - Khy - kineticTarget_;
1229             a000 = Khx;
1230             a111 = Kcy * py * py;
1231             b11 = -2.0 * Kcy * py * (1.0 + py);
1232 <           c1 = Kcy * py * (2.0 + py) + Kcx * px * ( 2.0 + px) + targetFlux_;
1232 >           c1 = Kcy * py * (2.0 + py) + Kcx * px * ( 2.0 + px) + kineticTarget_;
1233             b01 = -2.0 * Kcx * px * (1.0 + px);
1234             a001 = Kcx * px * px;
1235          */
1236          //scale all three dimensions, let c_x = c_y
1237          a000 = Kcx + Kcy;
1238          a110 = Kcz;
1239 <        c0 = targetFlux_ - Kcx - Kcy - Kcz;
1239 >        c0 = kineticTarget_ - Kcx - Kcy - Kcz;
1240          a001 = Khx * px * px + Khy * py * py;
1241          a111 = Khz * pz * pz;
1242          b01 = -2.0 * (Khx * px * (1.0 + px) + Khy * py * (1.0 + py));
1243          b11 = -2.0 * Khz * pz * (1.0 + pz);
1244          c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khy * py * (2.0 + py)
1245 <          + Khz * pz * (2.0 + pz) - targetFlux_;
1245 >          + Khz * pz * (2.0 + pz) - kineticTarget_;
1246          break;
1247 <      case rnemdPxScale :
1248 <        c = 1 - targetFlux_ / Pcx;
1247 >      case rnemdPx :
1248 >        c = 1 - momentumTarget_.x() / Pcx;
1249          a000 = Kcy;
1250          a110 = Kcz;
1251          c0 = Kcx * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
# Line 908 | Line 1256 | namespace OpenMD {
1256          c1 = Khy * py * (2.0 + py) + Khz * pz * (2.0 + pz)
1257            + Khx * (fastpow(c * px - px - 1.0, 2) - 1.0);
1258          break;
1259 <      case rnemdPyScale :
1260 <        c = 1 - targetFlux_ / Pcy;
1259 >      case rnemdPy :
1260 >        c = 1 - momentumTarget_.y() / Pcy;
1261          a000 = Kcx;
1262          a110 = Kcz;
1263          c0 = Kcy * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
# Line 920 | Line 1268 | namespace OpenMD {
1268          c1 = Khx * px * (2.0 + px) + Khz * pz * (2.0 + pz)
1269            + Khy * (fastpow(c * py - py - 1.0, 2) - 1.0);
1270          break;
1271 <      case rnemdPzScale ://we don't really do this, do we?
1272 <        c = 1 - targetFlux_ / Pcz;
1271 >      case rnemdPz ://we don't really do this, do we?
1272 >        c = 1 - momentumTarget_.z() / Pcz;
1273          a000 = Kcx;
1274          a110 = Kcy;
1275          c0 = Kcz * c * c - Kcx - Kcy - Kcz;
# Line 971 | Line 1319 | namespace OpenMD {
1319        vector<RealType>::iterator ri;
1320        RealType r1, r2, alpha0;
1321        vector<pair<RealType,RealType> > rps;
1322 <      for (ri = realRoots.begin(); ri !=realRoots.end(); ri++) {
1322 >      for (ri = realRoots.begin(); ri !=realRoots.end(); ++ri) {
1323          r2 = *ri;
1324          //check if FindRealRoots() give the right answer
1325          if ( fabs(u0 + r2 * (u1 + r2 * (u2 + r2 * (u3 + r2 * u4)))) > 1e-6 ) {
# Line 1003 | Line 1351 | namespace OpenMD {
1351          RealType diff;
1352          pair<RealType,RealType> bestPair = make_pair(1.0, 1.0);
1353          vector<pair<RealType,RealType> >::iterator rpi;
1354 <        for (rpi = rps.begin(); rpi != rps.end(); rpi++) {
1354 >        for (rpi = rps.begin(); rpi != rps.end(); ++rpi) {
1355            r1 = (*rpi).first;
1356            r2 = (*rpi).second;
1357 <          switch(rnemdType_) {
1358 <          case rnemdKineticScale :
1357 >          switch(rnemdFluxType_) {
1358 >          case rnemdKE :
1359              diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1360                + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcx, 2)
1361                + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcy, 2);
1362              break;
1363 <          case rnemdPxScale :
1363 >          case rnemdPx :
1364              diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1365                + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcy, 2);
1366              break;
1367 <          case rnemdPyScale :
1367 >          case rnemdPy :
1368              diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1369                + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcz/Kcx, 2);
1370              break;
1371 <          case rnemdPzScale :
1371 >          case rnemdPz :
1372              diff = fastpow(1.0 - r1, 2) + fastpow(1.0 - r2, 2)
1373                + fastpow(r1 * r1 / r2 / r2 - Kcy/Kcx, 2);
1374            default :
# Line 1034 | Line 1382 | namespace OpenMD {
1382   #ifdef IS_MPI
1383          if (worldRank == 0) {
1384   #endif
1385 <          sprintf(painCave.errMsg,
1386 <                  "RNEMD: roots r1= %lf\tr2 = %lf\n",
1387 <                  bestPair.first, bestPair.second);
1388 <          painCave.isFatal = 0;
1389 <          painCave.severity = OPENMD_INFO;
1390 <          simError();
1385 >          // sprintf(painCave.errMsg,
1386 >          //         "RNEMD: roots r1= %lf\tr2 = %lf\n",
1387 >          //         bestPair.first, bestPair.second);
1388 >          // painCave.isFatal = 0;
1389 >          // painCave.severity = OPENMD_INFO;
1390 >          // simError();
1391   #ifdef IS_MPI
1392          }
1393   #endif
1394          
1395 <        switch(rnemdType_) {
1396 <        case rnemdKineticScale :
1395 >        switch(rnemdFluxType_) {
1396 >        case rnemdKE :
1397            x = bestPair.first;
1398            y = bestPair.first;
1399            z = bestPair.second;
1400            break;
1401 <        case rnemdPxScale :
1401 >        case rnemdPx :
1402            x = c;
1403            y = bestPair.first;
1404            z = bestPair.second;
1405            break;
1406 <        case rnemdPyScale :
1406 >        case rnemdPy :
1407            x = bestPair.first;
1408            y = c;
1409            z = bestPair.second;
1410            break;
1411 <        case rnemdPzScale :
1411 >        case rnemdPz :
1412            x = bestPair.first;
1413            y = bestPair.second;
1414            z = c;
# Line 1070 | Line 1418 | namespace OpenMD {
1418          }
1419          vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1420          Vector3d vel;
1421 <        for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1421 >        for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); ++sdi) {
1422            vel = (*sdi)->getVel();
1423            vel.x() *= x;
1424            vel.y() *= y;
# Line 1081 | Line 1429 | namespace OpenMD {
1429          x = 1.0 + px * (1.0 - x);
1430          y = 1.0 + py * (1.0 - y);
1431          z = 1.0 + pz * (1.0 - z);
1432 <        for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
1432 >        for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); ++sdi) {
1433            vel = (*sdi)->getVel();
1434            vel.x() *= x;
1435            vel.y() *= y;
# Line 1089 | Line 1437 | namespace OpenMD {
1437            (*sdi)->setVel(vel);
1438          }
1439          successfulScale = true;
1440 <        exchangeSum_ += targetFlux_;
1440 >        switch(rnemdFluxType_) {
1441 >        case rnemdKE :
1442 >          kineticExchange_ += kineticTarget_;
1443 >          break;
1444 >        case rnemdPx :
1445 >        case rnemdPy :
1446 >        case rnemdPz :
1447 >          momentumExchange_ += momentumTarget_;
1448 >          break;          
1449 >        default :
1450 >          break;
1451 >        }      
1452        }
1453      }
1454      if (successfulScale != true) {
1455        sprintf(painCave.errMsg,
1456 <              "RNEMD: exchange NOT performed!\n");
1456 >              "RNEMD::doNIVS exchange NOT performed - roots that solve\n"
1457 >              "\tthe constraint equations may not exist or there may be\n"
1458 >              "\tno selected objects in one or both slabs.\n");
1459        painCave.isFatal = 0;
1460        painCave.severity = OPENMD_INFO;
1461        simError();        
1462        failTrialCount_++;
1463      }
1464    }
1465 +  
1466 +  void RNEMD::doVSS(SelectionManager& smanA, SelectionManager& smanB) {
1467 +    if (!doRNEMD_) return;
1468 +    int selei;
1469 +    int selej;
1470  
1105  void RNEMD::doShiftScale() {
1106
1471      Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1472 +    RealType time = currentSnap_->getTime();    
1473      Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1474  
1110    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1111
1112    int selei;
1475      StuntDouble* sd;
1114    int idx;
1476  
1477      vector<StuntDouble*> hotBin, coldBin;
1478  
1479      Vector3d Ph(V3Zero);
1480 +    Vector3d Lh(V3Zero);
1481      RealType Mh = 0.0;
1482 +    Mat3x3d Ih(0.0);
1483      RealType Kh = 0.0;
1484      Vector3d Pc(V3Zero);
1485 +    Vector3d Lc(V3Zero);
1486      RealType Mc = 0.0;
1487 +    Mat3x3d Ic(0.0);
1488      RealType Kc = 0.0;
1489  
1490 <    for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1491 <         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1490 >    // Constraints can be on only the linear or angular momentum, but
1491 >    // not both.  Usually, the user will specify which they want, but
1492 >    // in case they don't, the use of periodic boundaries should make
1493 >    // the choice for us.
1494 >    bool doLinearPart = false;
1495 >    bool doAngularPart = false;
1496  
1497 <      idx = sd->getLocalIndex();
1497 >    switch (rnemdFluxType_) {
1498 >    case rnemdPx:
1499 >    case rnemdPy:
1500 >    case rnemdPz:
1501 >    case rnemdPvector:
1502 >    case rnemdKePx:
1503 >    case rnemdKePy:
1504 >    case rnemdKePvector:
1505 >      doLinearPart = true;
1506 >      break;
1507 >    case rnemdLx:
1508 >    case rnemdLy:
1509 >    case rnemdLz:
1510 >    case rnemdLvector:
1511 >    case rnemdKeLx:
1512 >    case rnemdKeLy:
1513 >    case rnemdKeLz:
1514 >    case rnemdKeLvector:
1515 >      doAngularPart = true;
1516 >      break;
1517 >    case rnemdKE:
1518 >    case rnemdRotKE:
1519 >    case rnemdFullKE:
1520 >    default:
1521 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1522 >        doLinearPart = true;
1523 >      else
1524 >        doAngularPart = true;
1525 >      break;
1526 >    }
1527 >    
1528 >    for (sd = smanA.beginSelected(selei); sd != NULL;
1529 >         sd = smanA.nextSelected(selei)) {
1530  
1531        Vector3d pos = sd->getPos();
1532  
1533        // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1534 +      
1535 +      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1536 +        currentSnap_->wrapVector(pos);
1537 +      
1538 +      RealType mass = sd->getMass();
1539 +      Vector3d vel = sd->getVel();
1540 +      Vector3d rPos = sd->getPos() - coordinateOrigin_;
1541 +      RealType r2;
1542 +      
1543 +      hotBin.push_back(sd);
1544 +      Ph += mass * vel;
1545 +      Mh += mass;
1546 +      Kh += mass * vel.lengthSquare();
1547 +      Lh += mass * cross(rPos, vel);
1548 +      Ih -= outProduct(rPos, rPos) * mass;
1549 +      r2 = rPos.lengthSquare();
1550 +      Ih(0, 0) += mass * r2;
1551 +      Ih(1, 1) += mass * r2;
1552 +      Ih(2, 2) += mass * r2;
1553 +      
1554 +      if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1555 +        if (sd->isDirectional()) {
1556 +          Vector3d angMom = sd->getJ();
1557 +          Mat3x3d I = sd->getI();
1558 +          if (sd->isLinear()) {
1559 +            int i = sd->linearAxis();
1560 +            int j = (i + 1) % 3;
1561 +            int k = (i + 2) % 3;
1562 +            Kh += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1563 +              angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1564 +          } else {
1565 +            Kh += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1566 +              angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1567 +              angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1568 +          }
1569 +        }
1570 +      }
1571 +    }
1572 +    for (sd = smanB.beginSelected(selej); sd != NULL;
1573 +         sd = smanB.nextSelected(selej)) {
1574  
1575 +      Vector3d pos = sd->getPos();
1576 +      
1577 +      // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1578 +      
1579        if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1580          currentSnap_->wrapVector(pos);
1581 +      
1582 +      RealType mass = sd->getMass();
1583 +      Vector3d vel = sd->getVel();
1584 +      Vector3d rPos = sd->getPos() - coordinateOrigin_;
1585 +      RealType r2;
1586  
1587 <      // which bin is this stuntdouble in?
1588 <      // wrapped positions are in the range [-0.5*hmat(2,2), +0.5*hmat(2,2)]
1589 <
1590 <      int binNo = int(nBins_ * (pos.z() / hmat(2,2) + zShift_ + 0.5)) % nBins_;
1591 <
1592 <      // if we're in bin 0 or the middleBin
1593 <      if (binNo == 0 || binNo == midBin_) {
1594 <        
1595 <        RealType mass = sd->getMass();
1596 <        Vector3d vel = sd->getVel();
1597 <      
1598 <        if (binNo == 0) {
1599 <          hotBin.push_back(sd);
1600 <          //std::cerr << "before, velocity = " << vel << endl;
1601 <          Ph += mass * vel;
1602 <          //std::cerr << "after, velocity = " << vel << endl;
1603 <          Mh += mass;
1604 <          Kh += mass * vel.lengthSquare();
1605 <          if (rnemdType_ == rnemdShiftScaleVAM) {
1606 <            if (sd->isDirectional()) {
1607 <              Vector3d angMom = sd->getJ();
1608 <              Mat3x3d I = sd->getI();
1609 <              if (sd->isLinear()) {
1610 <                int i = sd->linearAxis();
1611 <                int j = (i + 1) % 3;
1612 <                int k = (i + 2) % 3;
1613 <                Kh += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1164 <                  angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1165 <              } else {
1166 <                Kh += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1167 <                  angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1168 <                  angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1169 <              }
1170 <            }
1171 <          }
1172 <        } else { //midBin_
1173 <          coldBin.push_back(sd);
1174 <          Pc += mass * vel;
1175 <          Mc += mass;
1176 <          Kc += mass * vel.lengthSquare();
1177 <          if (rnemdType_ == rnemdShiftScaleVAM) {
1178 <            if (sd->isDirectional()) {
1179 <              Vector3d angMom = sd->getJ();
1180 <              Mat3x3d I = sd->getI();
1181 <              if (sd->isLinear()) {
1182 <                int i = sd->linearAxis();
1183 <                int j = (i + 1) % 3;
1184 <                int k = (i + 2) % 3;
1185 <                Kc += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1186 <                  angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1187 <              } else {
1188 <                Kc += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1189 <                  angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1190 <                  angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1191 <              }
1192 <            }
1193 <          }
1194 <        }
1587 >      coldBin.push_back(sd);
1588 >      Pc += mass * vel;
1589 >      Mc += mass;
1590 >      Kc += mass * vel.lengthSquare();
1591 >      Lc += mass * cross(rPos, vel);
1592 >      Ic -= outProduct(rPos, rPos) * mass;
1593 >      r2 = rPos.lengthSquare();
1594 >      Ic(0, 0) += mass * r2;
1595 >      Ic(1, 1) += mass * r2;
1596 >      Ic(2, 2) += mass * r2;
1597 >      
1598 >      if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1599 >        if (sd->isDirectional()) {
1600 >          Vector3d angMom = sd->getJ();
1601 >          Mat3x3d I = sd->getI();
1602 >          if (sd->isLinear()) {
1603 >            int i = sd->linearAxis();
1604 >            int j = (i + 1) % 3;
1605 >            int k = (i + 2) % 3;
1606 >            Kc += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1607 >              angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1608 >          } else {
1609 >            Kc += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1610 >              angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1611 >              angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1612 >          }
1613 >        }
1614        }
1615      }
1616      
1617      Kh *= 0.5;
1618      Kc *= 0.5;
1619 <
1201 <    std::cerr << "Mh= " << Mh << "\tKh= " << Kh << "\tMc= " << Mc
1202 <              << "\tKc= " << Kc << endl;
1203 <    std::cerr << "Ph= " << Ph << "\tPc= " << Pc << endl;
1204 <
1619 >    
1620   #ifdef IS_MPI
1621 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Ph[0], 3, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1622 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Pc[0], 3, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1623 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Mh, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1624 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kh, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1625 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Mc, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1626 <    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &Kc, 1, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1621 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Ph[0], 3, MPI_REALTYPE, MPI_SUM,
1622 >                  MPI_COMM_WORLD);
1623 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Pc[0], 3, MPI_REALTYPE, MPI_SUM,
1624 >                  MPI_COMM_WORLD);
1625 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Lh[0], 3, MPI_REALTYPE, MPI_SUM,
1626 >                  MPI_COMM_WORLD);
1627 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Lc[0], 3, MPI_REALTYPE, MPI_SUM,
1628 >                  MPI_COMM_WORLD);
1629 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Mh, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1630 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Kh, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1631 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Mc, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1632 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &Kc, 1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1633 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, Ih.getArrayPointer(), 9,
1634 >                  MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1635 >    MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, Ic.getArrayPointer(), 9,
1636 >                  MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
1637   #endif
1638 +    
1639  
1640 +    Vector3d ac, acrec, bc, bcrec;
1641 +    Vector3d ah, ahrec, bh, bhrec;
1642 +
1643      bool successfulExchange = false;
1644      if ((Mh > 0.0) && (Mc > 0.0)) {//both slabs are not empty
1645        Vector3d vc = Pc / Mc;
1646 <      Vector3d ac = njzp_ / Mc + vc;
1647 <      RealType cNumerator = Kc - targetJzKE_ - 0.5 * Mc * ac.lengthSquare();
1646 >      ac = -momentumTarget_ / Mc + vc;
1647 >      acrec = -momentumTarget_ / Mc;
1648 >      
1649 >      // We now need the inverse of the inertia tensor to calculate the
1650 >      // angular velocity of the cold slab;
1651 >      Mat3x3d Ici = Ic.inverse();
1652 >      Vector3d omegac = Ici * Lc;
1653 >      bc  = -(Ici * angularMomentumTarget_) + omegac;
1654 >      bcrec = bc - omegac;
1655 >      
1656 >      RealType cNumerator = Kc - kineticTarget_;
1657 >      if (doLinearPart)
1658 >        cNumerator -= 0.5 * Mc * ac.lengthSquare();
1659 >      
1660 >      if (doAngularPart)
1661 >        cNumerator -= 0.5 * ( dot(bc, Ic * bc));
1662 >
1663        if (cNumerator > 0.0) {
1664 <        RealType cDenominator = Kc - 0.5 * Mc * vc.lengthSquare();
1664 >        
1665 >        RealType cDenominator = Kc;
1666 >
1667 >        if (doLinearPart)
1668 >          cDenominator -= 0.5 * Mc * vc.lengthSquare();
1669 >
1670 >        if (doAngularPart)
1671 >          cDenominator -= 0.5*(dot(omegac, Ic * omegac));
1672 >        
1673          if (cDenominator > 0.0) {
1674            RealType c = sqrt(cNumerator / cDenominator);
1675            if ((c > 0.9) && (c < 1.1)) {//restrict scaling coefficients
1676 +            
1677              Vector3d vh = Ph / Mh;
1678 <            Vector3d ah = jzp_ / Mh + vh;
1679 <            RealType hNumerator = Kh + targetJzKE_
1680 <              - 0.5 * Mh * ah.lengthSquare();
1681 <            if (hNumerator > 0.0) {
1682 <              RealType hDenominator = Kh - 0.5 * Mh * vh.lengthSquare();
1678 >            ah = momentumTarget_ / Mh + vh;
1679 >            ahrec = momentumTarget_ / Mh;
1680 >            
1681 >            // We now need the inverse of the inertia tensor to
1682 >            // calculate the angular velocity of the hot slab;
1683 >            Mat3x3d Ihi = Ih.inverse();
1684 >            Vector3d omegah = Ihi * Lh;
1685 >            bh  = (Ihi * angularMomentumTarget_) + omegah;
1686 >            bhrec = bh - omegah;
1687 >            
1688 >            RealType hNumerator = Kh + kineticTarget_;
1689 >            if (doLinearPart)
1690 >              hNumerator -= 0.5 * Mh * ah.lengthSquare();
1691 >            
1692 >            if (doAngularPart)
1693 >              hNumerator -= 0.5 * ( dot(bh, Ih * bh));
1694 >              
1695 >            if (hNumerator > 0.0) {
1696 >              
1697 >              RealType hDenominator = Kh;
1698 >              if (doLinearPart)
1699 >                hDenominator -= 0.5 * Mh * vh.lengthSquare();
1700 >              if (doAngularPart)
1701 >                hDenominator -= 0.5*(dot(omegah, Ih * omegah));
1702 >              
1703                if (hDenominator > 0.0) {
1704                  RealType h = sqrt(hNumerator / hDenominator);
1705                  if ((h > 0.9) && (h < 1.1)) {
1706 <                  std::cerr << "cold slab scaling coefficient: " << c << "\n";
1234 <                  std::cerr << "hot slab scaling coefficient: " << h << "\n";
1706 >                  
1707                    vector<StuntDouble*>::iterator sdi;
1708                    Vector3d vel;
1709 <                  for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); sdi++) {
1709 >                  Vector3d rPos;
1710 >                  
1711 >                  for (sdi = coldBin.begin(); sdi != coldBin.end(); ++sdi) {
1712                      //vel = (*sdi)->getVel();
1713 <                    vel = ((*sdi)->getVel() - vc) * c + ac;
1713 >                    rPos = (*sdi)->getPos() - coordinateOrigin_;
1714 >                    if (doLinearPart)
1715 >                      vel = ((*sdi)->getVel() - vc) * c + ac;
1716 >                    if (doAngularPart)
1717 >                      vel = ((*sdi)->getVel() - cross(omegac, rPos)) * c + cross(bc, rPos);
1718 >
1719                      (*sdi)->setVel(vel);
1720 <                    if (rnemdType_ == rnemdShiftScaleVAM) {
1720 >                    if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1721                        if ((*sdi)->isDirectional()) {
1722                          Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * c;
1723                          (*sdi)->setJ(angMom);
1724                        }
1725                      }
1726                    }
1727 <                  for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); sdi++) {
1727 >                  for (sdi = hotBin.begin(); sdi != hotBin.end(); ++sdi) {
1728                      //vel = (*sdi)->getVel();
1729 <                    vel = ((*sdi)->getVel() - vh) * h + ah;
1729 >                    rPos = (*sdi)->getPos() - coordinateOrigin_;
1730 >                    if (doLinearPart)
1731 >                      vel = ((*sdi)->getVel() - vh) * h + ah;    
1732 >                    if (doAngularPart)
1733 >                      vel = ((*sdi)->getVel() - cross(omegah, rPos)) * h + cross(bh, rPos);    
1734 >
1735                      (*sdi)->setVel(vel);
1736 <                    if (rnemdType_ == rnemdShiftScaleVAM) {
1736 >                    if (rnemdFluxType_ == rnemdFullKE) {
1737                        if ((*sdi)->isDirectional()) {
1738                          Vector3d angMom = (*sdi)->getJ() * h;
1739                          (*sdi)->setJ(angMom);
# Line 1257 | Line 1741 | namespace OpenMD {
1741                      }
1742                    }
1743                    successfulExchange = true;
1744 <                  exchangeSum_ += targetFlux_;
1745 <                  // this is a redundant variable for doShiftScale() so that
1746 <                  // RNEMD can output one exchange quantity needed in a job.
1263 <                  // need a better way to do this.
1744 >                  kineticExchange_ += kineticTarget_;
1745 >                  momentumExchange_ += momentumTarget_;
1746 >                  angularMomentumExchange_ += angularMomentumTarget_;
1747                  }
1748                }
1749              }
# Line 1270 | Line 1753 | namespace OpenMD {
1753      }
1754      if (successfulExchange != true) {
1755        sprintf(painCave.errMsg,
1756 <              "RNEMD: exchange NOT performed!\n");
1756 >              "RNEMD::doVSS exchange NOT performed - roots that solve\n"
1757 >              "\tthe constraint equations may not exist or there may be\n"
1758 >              "\tno selected objects in one or both slabs.\n");
1759        painCave.isFatal = 0;
1760        painCave.severity = OPENMD_INFO;
1761        simError();        
# Line 1278 | Line 1763 | namespace OpenMD {
1763      }
1764    }
1765  
1766 <  void RNEMD::doRNEMD() {
1766 >  RealType RNEMD::getDividingArea() {
1767  
1768 <    switch(rnemdType_) {
1769 <    case rnemdKineticScale :
1770 <    case rnemdKineticScaleVAM :
1771 <    case rnemdKineticScaleAM :
1772 <    case rnemdPxScale :
1773 <    case rnemdPyScale :
1774 <    case rnemdPzScale :
1775 <      doScale();
1776 <      break;
1777 <    case rnemdKineticSwap :
1778 <    case rnemdPx :
1779 <    case rnemdPy :
1780 <    case rnemdPz :
1781 <      doSwap();
1782 <      break;
1783 <    case rnemdShiftScaleV :
1784 <    case rnemdShiftScaleVAM :
1785 <      doShiftScale();
1768 >    if (hasDividingArea_) return dividingArea_;
1769 >
1770 >    RealType areaA, areaB;
1771 >    Snapshot* snap = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1772 >
1773 >    if (hasSelectionA_) {
1774 >
1775 >      if (evaluatorA_.hasSurfaceArea())
1776 >        areaA = evaluatorA_.getSurfaceArea();
1777 >      else {
1778 >        
1779 >        cerr << "selection A did not have surface area, recomputing\n";
1780 >        int isd;
1781 >        StuntDouble* sd;
1782 >        vector<StuntDouble*> aSites;
1783 >        seleManA_.setSelectionSet(evaluatorA_.evaluate());
1784 >        for (sd = seleManA_.beginSelected(isd); sd != NULL;
1785 >             sd = seleManA_.nextSelected(isd)) {
1786 >          aSites.push_back(sd);
1787 >        }
1788 > #if defined(HAVE_QHULL)
1789 >        ConvexHull* surfaceMeshA = new ConvexHull();
1790 >        surfaceMeshA->computeHull(aSites);
1791 >        cerr << "flag1\n";
1792 >        areaA = surfaceMeshA->getArea();
1793 >        cerr << "Flag2 " << areaA << "\n";
1794 >        delete surfaceMeshA;
1795 > #else
1796 >        sprintf( painCave.errMsg,
1797 >               "RNEMD::getDividingArea : Hull calculation is not possible\n"
1798 >                 "\twithout libqhull. Please rebuild OpenMD with qhull enabled.");
1799 >        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
1800 >        painCave.isFatal = 1;
1801 >        simError();
1802 > #endif
1803 >      }
1804 >
1805 >    } else {
1806 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_) {
1807 >        // in periodic boundaries, the surface area is twice the x-y
1808 >        // area of the current box:
1809 >        areaA = 2.0 * snap->getXYarea();
1810 >      } else {
1811 >        // in non-periodic simulations, without explicitly setting
1812 >        // selections, the sphere radius sets the surface area of the
1813 >        // dividing surface:
1814 >        areaA = 4.0 * M_PI * pow(sphereARadius_, 2);
1815 >      }
1816 >    }
1817 >
1818 >    if (hasSelectionB_) {
1819 >      if (evaluatorB_.hasSurfaceArea())
1820 >        areaB = evaluatorB_.getSurfaceArea();
1821 >      else {
1822 >        cerr << "selection B did not have surface area, recomputing\n";
1823 >
1824 >        int isd;
1825 >        StuntDouble* sd;
1826 >        vector<StuntDouble*> bSites;
1827 >        seleManB_.setSelectionSet(evaluatorB_.evaluate());
1828 >        for (sd = seleManB_.beginSelected(isd); sd != NULL;
1829 >             sd = seleManB_.nextSelected(isd)) {
1830 >          bSites.push_back(sd);
1831 >        }
1832 >        
1833 > #if defined(HAVE_QHULL)
1834 >        ConvexHull* surfaceMeshB = new ConvexHull();    
1835 >        surfaceMeshB->computeHull(bSites);
1836 >        areaB = surfaceMeshB->getArea();
1837 >        delete surfaceMeshB;
1838 > #else
1839 >        sprintf( painCave.errMsg,
1840 >                 "RNEMD::getDividingArea : Hull calculation is not possible\n"
1841 >                 "\twithout libqhull. Please rebuild OpenMD with qhull enabled.");
1842 >        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
1843 >        painCave.isFatal = 1;
1844 >        simError();
1845 > #endif
1846 >      }
1847 >      
1848 >    } else {
1849 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_) {
1850 >        // in periodic boundaries, the surface area is twice the x-y
1851 >        // area of the current box:
1852 >        areaB = 2.0 * snap->getXYarea();
1853 >      } else {
1854 >        // in non-periodic simulations, without explicitly setting
1855 >        // selections, but if a sphereBradius has been set, just use that:
1856 >        areaB = 4.0 * M_PI * pow(sphereBRadius_, 2);
1857 >      }
1858 >    }
1859 >      
1860 >    dividingArea_ = min(areaA, areaB);
1861 >    hasDividingArea_ = true;
1862 >    return dividingArea_;
1863 >  }
1864 >  
1865 >  void RNEMD::doRNEMD() {
1866 >    if (!doRNEMD_) return;
1867 >    trialCount_++;
1868 >
1869 >    // object evaluator:
1870 >    evaluator_.loadScriptString(rnemdObjectSelection_);
1871 >    seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1872 >
1873 >    evaluatorA_.loadScriptString(selectionA_);
1874 >    evaluatorB_.loadScriptString(selectionB_);
1875 >
1876 >    seleManA_.setSelectionSet(evaluatorA_.evaluate());
1877 >    seleManB_.setSelectionSet(evaluatorB_.evaluate());
1878 >
1879 >    commonA_ = seleManA_ & seleMan_;
1880 >    commonB_ = seleManB_ & seleMan_;
1881 >
1882 >    // Target exchange quantities (in each exchange) = dividingArea * dt * flux
1883 >    // dt = exchange time interval
1884 >    // flux = target flux
1885 >    // dividingArea = smallest dividing surface between the two regions
1886 >
1887 >    hasDividingArea_ = false;
1888 >    RealType area = getDividingArea();
1889 >
1890 >    kineticTarget_ = kineticFlux_ * exchangeTime_ * area;
1891 >    momentumTarget_ = momentumFluxVector_ * exchangeTime_ * area;
1892 >    angularMomentumTarget_ = angularMomentumFluxVector_ * exchangeTime_ * area;
1893 >
1894 >    switch(rnemdMethod_) {
1895 >    case rnemdSwap:
1896 >      doSwap(commonA_, commonB_);
1897        break;
1898 <    case rnemdUnknown :
1898 >    case rnemdNIVS:
1899 >      doNIVS(commonA_, commonB_);
1900 >      break;
1901 >    case rnemdVSS:
1902 >      doVSS(commonA_, commonB_);
1903 >      break;
1904 >    case rnemdUnkownMethod:
1905      default :
1906        break;
1907      }
1908    }
1909  
1910    void RNEMD::collectData() {
1911 <
1911 >    if (!doRNEMD_) return;
1912      Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1913 +    
1914 +    // collectData can be called more frequently than the doRNEMD, so use the
1915 +    // computed area from the last exchange time:
1916 +    RealType area = getDividingArea();
1917 +    areaAccumulator_->add(area);
1918      Mat3x3d hmat = currentSnap_->getHmat();
1919 +    Vector3d u = angularMomentumFluxVector_;
1920 +    u.normalize();
1921  
1922      seleMan_.setSelectionSet(evaluator_.evaluate());
1923  
1924 <    int selei;
1924 >    int selei(0);
1925      StuntDouble* sd;
1926 <    int idx;
1926 >    int binNo;
1927 >    RealType mass;
1928 >    Vector3d vel;
1929 >    Vector3d rPos;
1930 >    RealType KE;
1931 >    Vector3d L;
1932 >    Mat3x3d I;
1933 >    RealType r2;
1934  
1935 +    vector<RealType> binMass(nBins_, 0.0);
1936 +    vector<Vector3d> binP(nBins_, V3Zero);
1937 +    vector<RealType> binOmega(nBins_, 0.0);
1938 +    vector<Vector3d> binL(nBins_, V3Zero);
1939 +    vector<Mat3x3d>  binI(nBins_);
1940 +    vector<RealType> binKE(nBins_, 0.0);
1941 +    vector<int> binDOF(nBins_, 0);
1942 +    vector<int> binCount(nBins_, 0);
1943 +
1944      // alternative approach, track all molecules instead of only those
1945      // selected for scaling/swapping:
1946      /*
1947 <    SimInfo::MoleculeIterator miter;
1948 <    vector<StuntDouble*>::iterator iiter;
1949 <    Molecule* mol;
1950 <    StuntDouble* integrableObject;
1951 <    for (mol = info_->beginMolecule(miter); mol != NULL;
1952 <         mol = info_->nextMolecule(miter))
1953 <      integrableObject is essentially sd
1954 <        for (integrableObject = mol->beginIntegrableObject(iiter);
1955 <             integrableObject != NULL;
1956 <             integrableObject = mol->nextIntegrableObject(iiter))
1947 >      SimInfo::MoleculeIterator miter;
1948 >      vector<StuntDouble*>::iterator iiter;
1949 >      Molecule* mol;
1950 >      StuntDouble* sd;
1951 >      for (mol = info_->beginMolecule(miter); mol != NULL;
1952 >      mol = info_->nextMolecule(miter))
1953 >      sd is essentially sd
1954 >      for (sd = mol->beginIntegrableObject(iiter);
1955 >      sd != NULL;
1956 >      sd = mol->nextIntegrableObject(iiter))
1957      */
1958 +
1959      for (sd = seleMan_.beginSelected(selei); sd != NULL;
1960 <         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {
1961 <      
1336 <      idx = sd->getLocalIndex();
1337 <      
1960 >         sd = seleMan_.nextSelected(selei)) {    
1961 >    
1962        Vector3d pos = sd->getPos();
1963  
1964        // wrap the stuntdouble's position back into the box:
1965        
1966 <      if (usePeriodicBoundaryConditions_)
1966 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_) {
1967          currentSnap_->wrapVector(pos);
1968 <      
1969 <      // which bin is this stuntdouble in?
1970 <      // wrapped positions are in the range [-0.5*hmat(2,2), +0.5*hmat(2,2)]
1971 <      
1972 <      int binNo = int(rnemdLogWidth_ * (pos.z() / hmat(2,2) + 0.5)) %
1973 <        rnemdLogWidth_;
1974 <      // no symmetrization allowed due to arbitary rnemdLogWidth_
1975 <      /*
1976 <      if (rnemdLogWidth_ == midBin_ + 1)
1977 <        if (binNo > midBin_)
1354 <          binNo = nBins_ - binNo;
1355 <      */
1356 <      RealType mass = sd->getMass();
1357 <      mHist_[binNo] += mass;
1358 <      Vector3d vel = sd->getVel();
1359 <      RealType value;
1360 <      //RealType xVal, yVal, zVal;
1968 >        // which bin is this stuntdouble in?
1969 >        // wrapped positions are in the range [-0.5*hmat(2,2), +0.5*hmat(2,2)]
1970 >        // Shift molecules by half a box to have bins start at 0
1971 >        // The modulo operator is used to wrap the case when we are
1972 >        // beyond the end of the bins back to the beginning.
1973 >        binNo = int(nBins_ * (pos.z() / hmat(2,2) + 0.5)) % nBins_;
1974 >      } else {
1975 >        Vector3d rPos = pos - coordinateOrigin_;
1976 >        binNo = int(rPos.length() / binWidth_);
1977 >      }
1978  
1979 <      if (outputTemp_) {
1980 <        value = mass * vel.lengthSquare();
1981 <        tempCount_[binNo] += 3;
1982 <        if (sd->isDirectional()) {
1983 <          Vector3d angMom = sd->getJ();
1984 <          Mat3x3d I = sd->getI();
1985 <          if (sd->isLinear()) {
1986 <            int i = sd->linearAxis();
1987 <            int j = (i + 1) % 3;
1988 <            int k = (i + 2) % 3;
1989 <            value += angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1990 <              angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1991 <            tempCount_[binNo] +=2;
1992 <          } else {
1993 <            value += angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1994 <              angMom[1]*angMom[1]/I(1, 1) +
1995 <              angMom[2]*angMom[2]/I(2, 2);
1996 <            tempCount_[binNo] +=3;
1997 <          }
1998 <        }
1999 <        value = value / PhysicalConstants::energyConvert
2000 <          / PhysicalConstants::kb;//may move to getStatus()
2001 <        tempHist_[binNo] += value;
1979 >      mass = sd->getMass();
1980 >      vel = sd->getVel();
1981 >      rPos = sd->getPos() - coordinateOrigin_;
1982 >      KE = 0.5 * mass * vel.lengthSquare();
1983 >      L = mass * cross(rPos, vel);
1984 >      I = outProduct(rPos, rPos) * mass;
1985 >      r2 = rPos.lengthSquare();
1986 >      I(0, 0) += mass * r2;
1987 >      I(1, 1) += mass * r2;
1988 >      I(2, 2) += mass * r2;
1989 >
1990 >      // Project the relative position onto a plane perpendicular to
1991 >      // the angularMomentumFluxVector:
1992 >      // Vector3d rProj = rPos - dot(rPos, u) * u;
1993 >      // Project the velocity onto a plane perpendicular to the
1994 >      // angularMomentumFluxVector:
1995 >      // Vector3d vProj = vel  - dot(vel, u) * u;
1996 >      // Compute angular velocity vector (should be nearly parallel to
1997 >      // angularMomentumFluxVector
1998 >      // Vector3d aVel = cross(rProj, vProj);
1999 >
2000 >      if (binNo >= 0 && binNo < nBins_)  {
2001 >        binCount[binNo]++;
2002 >        binMass[binNo] += mass;
2003 >        binP[binNo] += mass*vel;
2004 >        binKE[binNo] += KE;
2005 >        binI[binNo] += I;
2006 >        binL[binNo] += L;
2007 >        binDOF[binNo] += 3;
2008 >        
2009 >        if (sd->isDirectional()) {
2010 >          Vector3d angMom = sd->getJ();
2011 >          Mat3x3d Ia = sd->getI();
2012 >          if (sd->isLinear()) {
2013 >            int i = sd->linearAxis();
2014 >            int j = (i + 1) % 3;
2015 >            int k = (i + 2) % 3;
2016 >            binKE[binNo] += 0.5 * (angMom[j] * angMom[j] / Ia(j, j) +
2017 >                                   angMom[k] * angMom[k] / Ia(k, k));
2018 >            binDOF[binNo] += 2;
2019 >          } else {
2020 >            binKE[binNo] += 0.5 * (angMom[0] * angMom[0] / Ia(0, 0) +
2021 >                                   angMom[1] * angMom[1] / Ia(1, 1) +
2022 >                                   angMom[2] * angMom[2] / Ia(2, 2));
2023 >            binDOF[binNo] += 3;
2024 >          }
2025 >        }
2026        }
2027 <      if (outputVx_) {
2028 <        value = mass * vel[0];
2029 <        //vxzCount_[binNo]++;
1389 <        pxzHist_[binNo] += value;
1390 <      }
1391 <      if (outputVy_) {
1392 <        value = mass * vel[1];
1393 <        //vyzCount_[binNo]++;
1394 <        pyzHist_[binNo] += value;
1395 <      }
2027 >    }
2028 >    
2029 > #ifdef IS_MPI
2030  
2031 <      if (output3DTemp_) {
2032 <        value = mass * vel.x() * vel.x();
2033 <        xTempHist_[binNo] += value;
2034 <        value = mass * vel.y() * vel.y() / PhysicalConstants::energyConvert
2035 <          / PhysicalConstants::kb;
2036 <        yTempHist_[binNo] += value;
2037 <        value = mass * vel.z() * vel.z() / PhysicalConstants::energyConvert
2038 <          / PhysicalConstants::kb;
2039 <        zTempHist_[binNo] += value;
2040 <        xyzTempCount_[binNo]++;
2031 >    for (int i = 0; i < nBins_; i++) {
2032 >      
2033 >      MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &binCount[i],
2034 >                    1, MPI_INT, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
2035 >      MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &binMass[i],
2036 >                    1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
2037 >      MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, binP[i].getArrayPointer(),
2038 >                    3, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
2039 >      MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, binL[i].getArrayPointer(),
2040 >                    3, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
2041 >      MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, binI[i].getArrayPointer(),
2042 >                    9, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
2043 >      MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &binKE[i],
2044 >                    1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
2045 >      MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &binDOF[i],
2046 >                    1, MPI_INT, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
2047 >      //MPI_Allreduce(MPI_IN_PLACE, &binOmega[i],
2048 >      //                          1, MPI_REALTYPE, MPI_SUM, MPI_COMM_WORLD);
2049 >    }
2050 >    
2051 > #endif
2052 >
2053 >    Vector3d omega;
2054 >    RealType den;
2055 >    RealType temp;
2056 >    RealType z;
2057 >    RealType r;
2058 >    for (int i = 0; i < nBins_; i++) {
2059 >      if (usePeriodicBoundaryConditions_) {
2060 >        z = (((RealType)i + 0.5) / (RealType)nBins_) * hmat(2,2);
2061 >        den = binMass[i] * nBins_ * PhysicalConstants::densityConvert
2062 >          / currentSnap_->getVolume() ;
2063 >      } else {
2064 >        r = (((RealType)i + 0.5) * binWidth_);
2065 >        RealType rinner = (RealType)i * binWidth_;
2066 >        RealType router = (RealType)(i+1) * binWidth_;
2067 >        den = binMass[i] * 3.0 * PhysicalConstants::densityConvert
2068 >          / (4.0 * M_PI * (pow(router,3) - pow(rinner,3)));
2069        }
2070 <      if (outputRotTemp_) {
1409 <        if (sd->isDirectional()) {
1410 <          Vector3d angMom = sd->getJ();
1411 <          Mat3x3d I = sd->getI();
1412 <          if (sd->isLinear()) {
1413 <            int i = sd->linearAxis();
1414 <            int j = (i + 1) % 3;
1415 <            int k = (i + 2) % 3;
1416 <            value = angMom[j] * angMom[j] / I(j, j) +
1417 <              angMom[k] * angMom[k] / I(k, k);
1418 <            rotTempCount_[binNo] +=2;
1419 <          } else {
1420 <            value = angMom[0] * angMom[0] / I(0, 0) +
1421 <              angMom[1] * angMom[1] / I(1, 1) +
1422 <              angMom[2] * angMom[2] / I(2, 2);
1423 <            rotTempCount_[binNo] +=3;
1424 <          }
1425 <        }
1426 <        value = value / PhysicalConstants::energyConvert
1427 <          / PhysicalConstants::kb;//may move to getStatus()
1428 <        rotTempHist_[binNo] += value;
1429 <      }
2070 >      vel = binP[i] / binMass[i];
2071  
2072 +      omega = binI[i].inverse() * binL[i];
2073 +
2074 +      // omega = binOmega[i] / binCount[i];
2075 +
2076 +      if (binCount[i] > 0) {
2077 +        // only add values if there are things to add
2078 +        temp = 2.0 * binKE[i] / (binDOF[i] * PhysicalConstants::kb *
2079 +                                 PhysicalConstants::energyConvert);
2080 +        
2081 +        for (unsigned int j = 0; j < outputMask_.size(); ++j) {
2082 +          if(outputMask_[j]) {
2083 +            switch(j) {
2084 +            case Z:
2085 +              dynamic_cast<Accumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(z);
2086 +              break;
2087 +            case R:
2088 +              dynamic_cast<Accumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(r);
2089 +              break;
2090 +            case TEMPERATURE:
2091 +              dynamic_cast<Accumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(temp);
2092 +              break;
2093 +            case VELOCITY:
2094 +              dynamic_cast<VectorAccumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(vel);
2095 +              break;
2096 +            case ANGULARVELOCITY:  
2097 +              dynamic_cast<VectorAccumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(omega);
2098 +              break;
2099 +            case DENSITY:
2100 +              dynamic_cast<Accumulator *>(data_[j].accumulator[i])->add(den);
2101 +              break;
2102 +            }
2103 +          }
2104 +        }
2105 +      }
2106      }
2107 +    hasData_ = true;
2108    }
2109  
2110    void RNEMD::getStarted() {
2111 +    if (!doRNEMD_) return;
2112 +    hasDividingArea_ = false;
2113      collectData();
2114 <    /*now can output profile in step 0, but might not be useful;
1437 <    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
1438 <    Stats& stat = currentSnap_->statData;
1439 <    stat[Stats::RNEMD_EXCHANGE_TOTAL] = exchangeSum_;
1440 <    */
1441 <    //may output a header for the log file here
1442 <    getStatus();
2114 >    writeOutputFile();
2115    }
2116  
2117 <  void RNEMD::getStatus() {
2118 <
2119 <    Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
2120 <    Stats& stat = currentSnap_->statData;
2121 <    RealType time = currentSnap_->getTime();
2122 <
2123 <    stat[Stats::RNEMD_EXCHANGE_TOTAL] = exchangeSum_;
2124 <    //or to be more meaningful, define another item as exchangeSum_ / time
2125 <    int j;
2126 <
2117 >  void RNEMD::parseOutputFileFormat(const std::string& format) {
2118 >    if (!doRNEMD_) return;
2119 >    StringTokenizer tokenizer(format, " ,;|\t\n\r");
2120 >    
2121 >    while(tokenizer.hasMoreTokens()) {
2122 >      std::string token(tokenizer.nextToken());
2123 >      toUpper(token);
2124 >      OutputMapType::iterator i = outputMap_.find(token);
2125 >      if (i != outputMap_.end()) {
2126 >        outputMask_.set(i->second);
2127 >      } else {
2128 >        sprintf( painCave.errMsg,
2129 >                 "RNEMD::parseOutputFileFormat: %s is not a recognized\n"
2130 >                 "\toutputFileFormat keyword.\n", token.c_str() );
2131 >        painCave.isFatal = 0;
2132 >        painCave.severity = OPENMD_ERROR;
2133 >        simError();            
2134 >      }
2135 >    }  
2136 >  }
2137 >  
2138 >  void RNEMD::writeOutputFile() {
2139 >    if (!doRNEMD_) return;
2140 >    if (!hasData_) return;
2141 >    
2142   #ifdef IS_MPI
1456
1457    // all processors have the same number of bins, and STL vectors pack their
1458    // arrays, so in theory, this should be safe:
1459
1460    MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &mHist_[0],
1461                              rnemdLogWidth_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1462    if (outputTemp_) {
1463      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &tempHist_[0],
1464                                rnemdLogWidth_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1465      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &tempCount_[0],
1466                                rnemdLogWidth_, MPI::INT, MPI::SUM);
1467    }
1468    if (outputVx_) {
1469      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &pxzHist_[0],
1470                                rnemdLogWidth_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1471      //MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &vxzCount_[0],
1472      //                        rnemdLogWidth_, MPI::INT, MPI::SUM);
1473    }
1474    if (outputVy_) {
1475      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &pyzHist_[0],
1476                                rnemdLogWidth_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1477      //MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &vyzCount_[0],
1478      //                        rnemdLogWidth_, MPI::INT, MPI::SUM);
1479    }
1480    if (output3DTemp_) {
1481      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &xTempHist_[0],
1482                                rnemdLogWidth_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1483      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &yTempHist_[0],
1484                                rnemdLogWidth_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1485      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &zTempHist_[0],
1486                                rnemdLogWidth_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1487      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &xyzTempCount_[0],
1488                                rnemdLogWidth_, MPI::INT, MPI::SUM);
1489    }
1490    if (outputRotTemp_) {
1491      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &rotTempHist_[0],
1492                                rnemdLogWidth_, MPI::REALTYPE, MPI::SUM);
1493      MPI::COMM_WORLD.Allreduce(MPI::IN_PLACE, &rotTempCount_[0],
1494                                rnemdLogWidth_, MPI::INT, MPI::SUM);
1495    }
1496
2143      // If we're the root node, should we print out the results
2144 <    int worldRank = MPI::COMM_WORLD.Get_rank();
2144 >    int worldRank;
2145 >    MPI_Comm_rank( MPI_COMM_WORLD, &worldRank);
2146 >
2147      if (worldRank == 0) {
2148   #endif
2149 +      rnemdFile_.open(rnemdFileName_.c_str(), std::ios::out | std::ios::trunc );
2150 +      
2151 +      if( !rnemdFile_ ){        
2152 +        sprintf( painCave.errMsg,
2153 +                 "Could not open \"%s\" for RNEMD output.\n",
2154 +                 rnemdFileName_.c_str());
2155 +        painCave.isFatal = 1;
2156 +        simError();
2157 +      }
2158  
2159 <      if (outputTemp_) {
2160 <        tempLog_ << time;
2161 <        for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
2162 <          tempLog_ << "\t" << tempHist_[j] / (RealType)tempCount_[j];
2163 <        }
2164 <        tempLog_ << endl;
2159 >      Snapshot* currentSnap_ = info_->getSnapshotManager()->getCurrentSnapshot();
2160 >
2161 >      RealType time = currentSnap_->getTime();
2162 >      RealType avgArea;
2163 >      areaAccumulator_->getAverage(avgArea);
2164 >
2165 >      RealType Jz(0.0);
2166 >      Vector3d JzP(V3Zero);
2167 >      Vector3d JzL(V3Zero);
2168 >      if (time >= info_->getSimParams()->getDt()) {
2169 >        Jz = kineticExchange_ / (time * avgArea)
2170 >          / PhysicalConstants::energyConvert;
2171 >        JzP = momentumExchange_ / (time * avgArea);
2172 >        JzL = angularMomentumExchange_ / (time * avgArea);
2173        }
2174 <      if (outputVx_) {
2175 <        vxzLog_ << time;
2176 <        for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
2177 <          vxzLog_ << "\t" << pxzHist_[j] / mHist_[j];
2178 <        }
2179 <        vxzLog_ << endl;
2174 >
2175 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
2176 >      rnemdFile_ << "# RNEMD {\n";
2177 >
2178 >      map<string, RNEMDMethod>::iterator mi;
2179 >      for(mi = stringToMethod_.begin(); mi != stringToMethod_.end(); ++mi) {
2180 >        if ( (*mi).second == rnemdMethod_)
2181 >          rnemdFile_ << "#    exchangeMethod  = \"" << (*mi).first << "\";\n";
2182        }
2183 <      if (outputVy_) {
2184 <        vyzLog_ << time;
2185 <        for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
2186 <          vyzLog_ << "\t" << pyzHist_[j] / mHist_[j];
1520 <        }
1521 <        vyzLog_ << endl;
2183 >      map<string, RNEMDFluxType>::iterator fi;
2184 >      for(fi = stringToFluxType_.begin(); fi != stringToFluxType_.end(); ++fi) {
2185 >        if ( (*fi).second == rnemdFluxType_)
2186 >          rnemdFile_ << "#    fluxType  = \"" << (*fi).first << "\";\n";
2187        }
2188 +      
2189 +      rnemdFile_ << "#    exchangeTime = " << exchangeTime_ << ";\n";
2190  
2191 <      if (output3DTemp_) {
2192 <        RealType temp;
2193 <        xTempLog_ << time;
2194 <        for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
2195 <          if (outputVx_)
2196 <            xTempHist_[j] -= pxzHist_[j] * pxzHist_[j] / mHist_[j];
2197 <          temp = xTempHist_[j] / (RealType)xyzTempCount_[j]
2198 <            / PhysicalConstants::energyConvert / PhysicalConstants::kb;
2199 <          xTempLog_ << "\t" << temp;
2191 >      rnemdFile_ << "#    objectSelection = \""
2192 >                 << rnemdObjectSelection_ << "\";\n";
2193 >      rnemdFile_ << "#    selectionA = \"" << selectionA_ << "\";\n";
2194 >      rnemdFile_ << "#    selectionB = \"" << selectionB_ << "\";\n";
2195 >      rnemdFile_ << "# }\n";
2196 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
2197 >      rnemdFile_ << "# RNEMD report:\n";      
2198 >      rnemdFile_ << "#      running time = " << time << " fs\n";
2199 >      rnemdFile_ << "# Target flux:\n";
2200 >      rnemdFile_ << "#           kinetic = "
2201 >                 << kineticFlux_ / PhysicalConstants::energyConvert
2202 >                 << " (kcal/mol/A^2/fs)\n";
2203 >      rnemdFile_ << "#          momentum = " << momentumFluxVector_
2204 >                 << " (amu/A/fs^2)\n";
2205 >      rnemdFile_ << "#  angular momentum = " << angularMomentumFluxVector_
2206 >                 << " (amu/A^2/fs^2)\n";
2207 >      rnemdFile_ << "# Target one-time exchanges:\n";
2208 >      rnemdFile_ << "#          kinetic = "
2209 >                 << kineticTarget_ / PhysicalConstants::energyConvert
2210 >                 << " (kcal/mol)\n";
2211 >      rnemdFile_ << "#          momentum = " << momentumTarget_
2212 >                 << " (amu*A/fs)\n";
2213 >      rnemdFile_ << "#  angular momentum = " << angularMomentumTarget_
2214 >                 << " (amu*A^2/fs)\n";
2215 >      rnemdFile_ << "# Actual exchange totals:\n";
2216 >      rnemdFile_ << "#          kinetic = "
2217 >                 << kineticExchange_ / PhysicalConstants::energyConvert
2218 >                 << " (kcal/mol)\n";
2219 >      rnemdFile_ << "#          momentum = " << momentumExchange_
2220 >                 << " (amu*A/fs)\n";      
2221 >      rnemdFile_ << "#  angular momentum = " << angularMomentumExchange_
2222 >                 << " (amu*A^2/fs)\n";      
2223 >      rnemdFile_ << "# Actual flux:\n";
2224 >      rnemdFile_ << "#          kinetic = " << Jz
2225 >                 << " (kcal/mol/A^2/fs)\n";
2226 >      rnemdFile_ << "#          momentum = " << JzP
2227 >                 << " (amu/A/fs^2)\n";
2228 >      rnemdFile_ << "#  angular momentum = " << JzL
2229 >                 << " (amu/A^2/fs^2)\n";
2230 >      rnemdFile_ << "# Exchange statistics:\n";
2231 >      rnemdFile_ << "#               attempted = " << trialCount_ << "\n";
2232 >      rnemdFile_ << "#                  failed = " << failTrialCount_ << "\n";
2233 >      if (rnemdMethod_ == rnemdNIVS) {
2234 >        rnemdFile_ << "#  NIVS root-check errors = "
2235 >                   << failRootCount_ << "\n";
2236 >      }
2237 >      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
2238 >      
2239 >      
2240 >      
2241 >      //write title
2242 >      rnemdFile_ << "#";
2243 >      for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
2244 >        if (outputMask_[i]) {
2245 >          rnemdFile_ << "\t" << data_[i].title <<
2246 >            "(" << data_[i].units << ")";
2247 >          // add some extra tabs for column alignment
2248 >          if (data_[i].dataType == "Vector3d") rnemdFile_ << "\t\t";
2249          }
1534        xTempLog_ << endl;
1535        yTempLog_ << time;
1536        for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
1537          yTempLog_ << "\t" << yTempHist_[j] / (RealType)xyzTempCount_[j];
1538        }
1539        yTempLog_ << endl;
1540        zTempLog_ << time;
1541        for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
1542          zTempLog_ << "\t" << zTempHist_[j] / (RealType)xyzTempCount_[j];
1543        }
1544        zTempLog_ << endl;
2250        }
2251 <      if (outputRotTemp_) {
2252 <        rotTempLog_ << time;
2253 <        for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
2254 <          rotTempLog_ << "\t" << rotTempHist_[j] / (RealType)rotTempCount_[j];
2255 <        }
2256 <        rotTempLog_ << endl;
2257 <      }
2251 >      rnemdFile_ << std::endl;
2252 >      
2253 >      rnemdFile_.precision(8);
2254 >      
2255 >      for (int j = 0; j < nBins_; j++) {        
2256 >        
2257 >        for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
2258 >          if (outputMask_[i]) {
2259 >            if (data_[i].dataType == "RealType")
2260 >              writeReal(i,j);
2261 >            else if (data_[i].dataType == "Vector3d")
2262 >              writeVector(i,j);
2263 >            else {
2264 >              sprintf( painCave.errMsg,
2265 >                       "RNEMD found an unknown data type for: %s ",
2266 >                       data_[i].title.c_str());
2267 >              painCave.isFatal = 1;
2268 >              simError();
2269 >            }
2270 >          }
2271 >        }
2272 >        rnemdFile_ << std::endl;
2273 >        
2274 >      }        
2275  
2276 +      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
2277 +      rnemdFile_ << "# 95% confidence intervals in those quantities follow:\n";
2278 +      rnemdFile_ << "#######################################################\n";
2279 +
2280 +
2281 +      for (int j = 0; j < nBins_; j++) {        
2282 +        rnemdFile_ << "#";
2283 +        for (unsigned int i = 0; i < outputMask_.size(); ++i) {
2284 +          if (outputMask_[i]) {
2285 +            if (data_[i].dataType == "RealType")
2286 +              writeRealErrorBars(i,j);
2287 +            else if (data_[i].dataType == "Vector3d")
2288 +              writeVectorErrorBars(i,j);
2289 +            else {
2290 +              sprintf( painCave.errMsg,
2291 +                       "RNEMD found an unknown data type for: %s ",
2292 +                       data_[i].title.c_str());
2293 +              painCave.isFatal = 1;
2294 +              simError();
2295 +            }
2296 +          }
2297 +        }
2298 +        rnemdFile_ << std::endl;
2299 +        
2300 +      }        
2301 +      
2302 +      rnemdFile_.flush();
2303 +      rnemdFile_.close();
2304 +      
2305   #ifdef IS_MPI
2306      }
2307   #endif
2308 +    
2309 +  }
2310 +  
2311 +  void RNEMD::writeReal(int index, unsigned int bin) {
2312 +    if (!doRNEMD_) return;
2313 +    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
2314 +    assert(int(bin) < nBins_);
2315 +    RealType s;
2316 +    int count;
2317 +    
2318 +    count = data_[index].accumulator[bin]->count();
2319 +    if (count == 0) return;
2320 +    
2321 +    dynamic_cast<Accumulator *>(data_[index].accumulator[bin])->getAverage(s);
2322 +    
2323 +    if (! isinf(s) && ! isnan(s)) {
2324 +      rnemdFile_ << "\t" << s;
2325 +    } else{
2326 +      sprintf( painCave.errMsg,
2327 +               "RNEMD detected a numerical error writing: %s for bin %u",
2328 +               data_[index].title.c_str(), bin);
2329 +      painCave.isFatal = 1;
2330 +      simError();
2331 +    }    
2332 +  }
2333 +  
2334 +  void RNEMD::writeVector(int index, unsigned int bin) {
2335 +    if (!doRNEMD_) return;
2336 +    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
2337 +    assert(int(bin) < nBins_);
2338 +    Vector3d s;
2339 +    int count;
2340 +    
2341 +    count = data_[index].accumulator[bin]->count();
2342  
2343 <    for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
2344 <      mHist_[j] = 0.0;
2343 >    if (count == 0) return;
2344 >
2345 >    dynamic_cast<VectorAccumulator*>(data_[index].accumulator[bin])->getAverage(s);
2346 >    if (isinf(s[0]) || isnan(s[0]) ||
2347 >        isinf(s[1]) || isnan(s[1]) ||
2348 >        isinf(s[2]) || isnan(s[2]) ) {      
2349 >      sprintf( painCave.errMsg,
2350 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s for bin %u",
2351 >               data_[index].title.c_str(), bin);
2352 >      painCave.isFatal = 1;
2353 >      simError();
2354 >    } else {
2355 >      rnemdFile_ << "\t" << s[0] << "\t" << s[1] << "\t" << s[2];
2356      }
2357 <    if (outputTemp_)
1562 <      for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
1563 <        tempCount_[j] = 0;
1564 <        tempHist_[j] = 0.0;
1565 <      }
1566 <    if (outputVx_)
1567 <      for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
1568 <        //pxzCount_[j] = 0;
1569 <        pxzHist_[j] = 0.0;
1570 <      }
1571 <    if (outputVy_)
1572 <      for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
1573 <        //pyzCount_[j] = 0;
1574 <        pyzHist_[j] = 0.0;
1575 <      }
2357 >  }  
2358  
2359 <    if (output3DTemp_)
2360 <      for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
2361 <        xTempHist_[j] = 0.0;
2362 <        yTempHist_[j] = 0.0;
2363 <        zTempHist_[j] = 0.0;
2364 <        xyzTempCount_[j] = 0;
2365 <      }
2366 <    if (outputRotTemp_)
2367 <      for (j = 0; j < rnemdLogWidth_; j++) {
2368 <        rotTempCount_[j] = 0;
2369 <        rotTempHist_[j] = 0.0;
2370 <      }
2359 >  void RNEMD::writeRealErrorBars(int index, unsigned int bin) {
2360 >    if (!doRNEMD_) return;
2361 >    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
2362 >    assert(int(bin) < nBins_);
2363 >    RealType s;
2364 >    int count;
2365 >    
2366 >    count = data_[index].accumulator[bin]->count();
2367 >    if (count == 0) return;
2368 >    
2369 >    dynamic_cast<Accumulator *>(data_[index].accumulator[bin])->get95percentConfidenceInterval(s);
2370 >    
2371 >    if (! isinf(s) && ! isnan(s)) {
2372 >      rnemdFile_ << "\t" << s;
2373 >    } else{
2374 >      sprintf( painCave.errMsg,
2375 >               "RNEMD detected a numerical error writing: %s std. dev. for bin %u",
2376 >               data_[index].title.c_str(), bin);
2377 >      painCave.isFatal = 1;
2378 >      simError();
2379 >    }    
2380    }
2381 +  
2382 +  void RNEMD::writeVectorErrorBars(int index, unsigned int bin) {
2383 +    if (!doRNEMD_) return;
2384 +    assert(index >=0 && index < ENDINDEX);
2385 +    assert(int(bin) < nBins_);
2386 +    Vector3d s;
2387 +    int count;
2388 +    
2389 +    count = data_[index].accumulator[bin]->count();
2390 +    if (count == 0) return;
2391 +
2392 +    dynamic_cast<VectorAccumulator*>(data_[index].accumulator[bin])->get95percentConfidenceInterval(s);
2393 +    if (isinf(s[0]) || isnan(s[0]) ||
2394 +        isinf(s[1]) || isnan(s[1]) ||
2395 +        isinf(s[2]) || isnan(s[2]) ) {      
2396 +      sprintf( painCave.errMsg,
2397 +               "RNEMD detected a numerical error writing: %s std. dev. for bin %u",
2398 +               data_[index].title.c_str(), bin);
2399 +      painCave.isFatal = 1;
2400 +      simError();
2401 +    } else {
2402 +      rnemdFile_ << "\t" << s[0] << "\t" << s[1] << "\t" << s[2];
2403 +    }
2404 +  }  
2405   }
2406  

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