safety ci
[physik/posic.git] / moldyn.h
index a2223c0..c01bc9f 100644 (file)
--- a/moldyn.h
+++ b/moldyn.h
@@ -27,6 +27,7 @@ typedef struct s_atom {
        t_3dvec r;              /* position */
        t_3dvec v;              /* velocity */
        t_3dvec f;              /* force */
+       t_3dvec virial;         /* virial */
        int element;            /* number of element in pse */
        double mass;            /* atom mass */
        u8 bnum;                /* brand number */
@@ -67,6 +68,7 @@ typedef struct s_moldyn {
        t_atom *atom;           /* pointer to the atoms */
 
        t_3dvec dim;            /* dimensions of the simulation volume */
+       double volume;          /* volume of sim cell (dim.x*dim.y*dim.z) */
 
        /* potential force function and parameter pointers */
        int (*func1b)(struct s_moldyn *moldyn,t_atom *ai);
@@ -92,6 +94,7 @@ typedef struct s_moldyn {
        double p;               /* actual pressure */
 
        /* pressure and temperature control (velocity/volume scaling) */
+       /* (t_tc in units of tau, p_tc in units of tau * isoth. compressib.) */
        unsigned char pt_scale; /* type of p and t scaling */
        double t_tc;            /* t berendsen control time constant */
        double p_tc;            /* p berendsen control time constant */
@@ -111,17 +114,15 @@ typedef struct s_moldyn {
        double energy;          /* potential energy */
        double ekin;            /* kinetic energy */
 
-       t_visual vis;           /* visualization/log/save interface structure */
-       u8 lvstat;              /* log & vis properties */
+       char vlsdir[128];       /* visualization/log/save directory */
+       t_visual vis;           /* visualization interface structure */
+       u8 vlsprop;             /* log/vis/save properties */
        unsigned int ewrite;    /* how often to log energy */
        int efd;                /* fd for energy log */
        unsigned int mwrite;    /* how often to log momentum */
        int mfd;                /* fd for momentum log */
        unsigned int vwrite;    /* how often to visualize atom information */
-       char vfb[64];           /* visualization file name base */
-       //void *visual;         /* pointer (hack!) */
        unsigned int swrite;    /* how often to create a save file */
-       char sfb[64];           /* visualization file name base */
 
        u8 status;              /* general moldyn properties */
 
@@ -130,13 +131,15 @@ typedef struct s_moldyn {
        int debug;              /* debugging stuff, ignore */
 } t_moldyn;
 
-#define MOLDYN_STAT_PBX                        0x08    /* periodic boudaries in x */
-#define MOLDYN_STAT_PBY                        0x10    /* y */
-#define MOLDYN_STAT_PBZ                        0x20    /* and z direction */
+#define MOLDYN_STAT_PBX                        0x01    /* periodic boudaries in x */
+#define MOLDYN_STAT_PBY                        0x02    /* y */
+#define MOLDYN_STAT_PBZ                        0x04    /* and z direction */
 
-#define MOLDYN_1BP                     0x00    /* care about single */
-#define MOLDYN_2BP                     0x01    /* 2 body */
-#define MOLDYN_3BP                     0x02    /* and 3 body particle pots */
+#define MOLDYN_PSCALE                  0x08    /* size controlled by piston */
+
+#define MOLDYN_1BP                     0x10    /* care about single */
+#define MOLDYN_2BP                     0x20    /* 2 body */
+#define MOLDYN_3BP                     0x40    /* and 3 body particle pots */
 
 #define T_SCALE_BERENDSEN              0x01    /* berendsen t control */
 #define T_SCALE_DIRECT                 0x02    /* direct t control */
@@ -247,12 +250,17 @@ typedef struct s_tersoff_mult_params {
  *
  */
 
+#define ONE_THIRD      (1.0/3.0)
+
 /*
  * default values
  *
  * - length unit: 1 A (1 A = 1e-10 m)
  * - time unit: 1 fs (1 fs = 1e-15 s)
  * - mass unit: 1 amu (1 amu = 1.6605388628e-27 kg )
+ *
+ * fyi: in the following 1 N = (amu*A)/(fs*fs)
+ *
  */
 
 #define METER                          1e10                    /* A */
@@ -260,6 +268,8 @@ typedef struct s_tersoff_mult_params {
 #define AMU                            1.6605388628e-27        /* kg */
 #define KILOGRAM                       (1.0/AMU)               /* amu */
 #define NEWTON (METER*KILOGRAM/(SECOND*SECOND))        /* A amu / fs^2 */
+#define PASCAL (NEWTON/(METER*METER))                  /* N / A^2 */
+#define ATM    (1.0133e5*PASCAL)                       /* N / A^2 */
 
 #define MOLDYN_TEMP                    273.0
 #define MOLDYN_TAU                     1.0
@@ -285,6 +295,7 @@ typedef struct s_tersoff_mult_params {
  *
  * phsical values / constants
  *
+ *
  */
 
 #define K_BOLTZMANN            (1.380650524e-23*METER*NEWTON)  /* NA/K */
@@ -350,6 +361,7 @@ int moldyn_shutdown(t_moldyn *moldyn);
 int set_int_alg(t_moldyn *moldyn,u8 algo);
 int set_cutoff(t_moldyn *moldyn,double cutoff);
 int set_temperature(t_moldyn *moldyn,double t_ref);
+int set_pressure(t_moldyn *moldyn,double p_ref);
 int set_pt_scale(t_moldyn *moldyn,u8 ptype,double ptc,u8 ttype,double ttc);
 int set_dim(t_moldyn *moldyn,double x,double y,double z,u8 visualize);
 int set_nn_dist(t_moldyn *moldyn,double dist);
@@ -359,17 +371,21 @@ int set_potential2b(t_moldyn *moldyn,pf_func2b func,void *params);
 int set_potential2b_post(t_moldyn *moldyn,pf_func2b_post func,void *params);
 int set_potential3b(t_moldyn *moldyn,pf_func3b func,void *params);
 
-int moldyn_set_log(t_moldyn *moldyn,u8 type,char *fb,int timer);
+int moldyn_set_log_dir(t_moldyn *moldyn,char *dir);
+int moldyn_set_log(t_moldyn *moldyn,u8 type,int timer);
 int moldyn_log_shutdown(t_moldyn *moldyn);
 
 int create_lattice(t_moldyn *moldyn,u8 type,double lc,int element,double mass,
                    u8 attr,u8 bnum,int a,int b,int c);
+int fcc_init(int a,int b,int c,double lc,t_atom *atom,t_3dvec *origin);
+int diamond_init(int a,int b,int c,double lc,t_atom *atom,t_3dvec *origin);
 int add_atom(t_moldyn *moldyn,int element,double mass,u8 bnum,u8 attr,
              t_3dvec *r,t_3dvec *v);
 int destroy_atoms(t_moldyn *moldyn);
 
 int thermal_init(t_moldyn *moldyn,u8 equi_init);
 int scale_velocity(t_moldyn *moldyn,u8 equi_init);
+int scale_volume(t_moldyn *moldyn);
 
 double get_e_kin(t_moldyn *moldyn);
 double get_e_pot(t_moldyn *moldyn);
@@ -390,6 +406,8 @@ int moldyn_integrate(t_moldyn *moldyn);
 int velocity_verlet(t_moldyn *moldyn);
 
 int potential_force_calc(t_moldyn *moldyn);
+inline int check_per_bound(t_moldyn *moldyn,t_3dvec *a)
+       __attribute__((always_inline));
 int check_per_bound(t_moldyn *moldyn,t_3dvec *a);
 int harmonic_oscillator(t_moldyn *moldyn,t_atom *ai,t_atom *aj,u8 bc);
 int lennard_jones(t_moldyn *moldyn,t_atom *ai,t_atom *aj,u8 bc);