moldyn.h

   1 /*
   2  * moldyn.h - molecular dynamics library header file
   3  *
   4  * author: Frank Zirkelbach <frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de>
   5  *
   6  */
   7
   8 #ifndef MOLDYN_H
   9 #define MOLDYN_H
  10
  11 #include "math/math.h"
  12 #include "random/random.h"
  13
  14 /* datatypes */
  15
  16 typedef struct s_atom {
  17         t_3dvec r;      /* positions */
  18         t_3dvec v;      /* velocities */
  19         t_3dvec f;      /* forces */
  20         int element;    /* number of element in pse */
  21         double mass;    /* atom mass */
  22 } t_atom;
  23
  24 typedef struct s_moldyn {
  25         int count;
  26         t_atom *atom;
  27         double (*potential)(struct s_moldyn *moldyn);
  28         void *pot_params;
  29         int (*force)(struct s_moldyn *moldyn);
  30         double cutoff_square;
  31         t_3dvec dim;
  32         unsigned char status;
  33 } t_moldyn;
  34
  35 typedef struct s_lj_params {
  36         double sigma6;
  37         double sigma12;
  38         double epsilon;
  39 } t_lj_params;
  40
  41 /*
  42  *  defines
  43  */
  44
  45 /* general defines */
  46
  47 #define MOLDYN_STAT_POTENTIAL           0x01
  48 #define MOLDYN_STAT_FORCE               0x02
  49
  50 /* phsical values */
  51
  52 //#define K_BOLTZMANN           1.3807E-23
  53 #define K_BOLTZMANN             1.0
  54
  55 #define FCC                     0x01
  56 #define DIAMOND                 0x02
  57
  58 #define C                       0x06
  59 #define M_C                     6.0
  60
  61 #define Si                      0x0e
  62 #define M_SI                    14.0
  63 #define LC_SI                   5.43105
  64
  65 /* function prototypes */
  66
  67 int create_lattice(unsigned char type,int element,double mass,double lc,
  68                    int a,int b,int c,t_atom **atom);
  69 int destroy_lattice(t_atom *atom);
  70 int thermal_init(t_atom *atom,t_random *random,int count,double t);
  71 int scale_velocity(t_atom *atom,int count,double t);
  72 double get_e_kin(t_atom *atom,int count);
  73 double get_e_pot(t_moldyn *moldyn);
  74 double get_total_energy(t_moldyn *moldyn);
  75 t_3dvec get_total_p(t_atom *atom,int count);
  76
  77 double potential_lennard_jones(t_moldyn *moldyn);
  78 int force_lennard_jones(t_moldyn *moldyn);
  79
  80 #endif