linked cell list updates (not well working by now!)
authorhackbard <hackbard>
Fri, 5 May 2006 14:13:58 +0000 (14:13 +0000)
committerhackbard <hackbard>
Fri, 5 May 2006 14:13:58 +0000 (14:13 +0000)
moldyn.c
moldyn.h
posic.c

index 4b58089..6e76bc0 100644 (file)
--- a/moldyn.c
+++ b/moldyn.c
@@ -35,6 +35,7 @@ int moldyn_usage(char **argv) {
        printf("--- physics options ---\n");
        printf("-T <temperature> [K] (%f)\n",MOLDYN_TEMP);
        printf("-t <timestep tau> [s] (%.15f)\n",MOLDYN_TAU);
+       printf("-C <cutoff radius> [m] (%.15f)\n",MOLDYN_CUTOFF);
        printf("-R <runs> (%d)\n",MOLDYN_RUNS);
        printf(" -- integration algo --\n");
        printf("  -I <number> (%d)\n",MOLDYN_INTEGRATE_DEFAULT);
@@ -98,6 +99,9 @@ int moldyn_parse_argv(t_moldyn *moldyn,int argc,char **argv) {
                                case 't':
                                        moldyn->tau=atof(argv[++i]);
                                        break;
+                               case 'C':
+                                       moldyn->cutoff=atof(argv[++i]);
+                                       break;
                                case 'R':
                                        moldyn->time_steps=atoi(argv[++i]);
                                        break;
@@ -153,12 +157,12 @@ int moldyn_parse_argv(t_moldyn *moldyn,int argc,char **argv) {
        return 0;
 }
 
-int moldyn_log_init(t_moldyn *moldyn,void *v) {
+int moldyn_log_init(t_moldyn *moldyn) {
 
        moldyn->lvstat=0;
        t_visual *vis;
 
-       vis=v;
+       vis=&(moldyn->vis);
 
        if(moldyn->ewrite) {
                moldyn->efd=open(moldyn->efb,O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC);
@@ -204,7 +208,7 @@ int moldyn_log_init(t_moldyn *moldyn,void *v) {
        return 0;
 }
 
-int moldyn_shutdown(t_moldyn *moldyn) {
+int moldyn_log_shutdown(t_moldyn *moldyn) {
 
        if(moldyn->efd) close(moldyn->efd);
        if(moldyn->mfd) close(moldyn->efd);
@@ -214,6 +218,33 @@ int moldyn_shutdown(t_moldyn *moldyn) {
        return 0;
 }
 
+int moldyn_init(t_moldyn *moldyn,int argc,char **argv) {
+
+       int ret;
+
+       ret=moldyn_parse_argv(moldyn,argc,argv);
+       if(ret<0) return ret;
+
+       ret=moldyn_log_init(moldyn);
+       if(ret<0) return ret;
+
+       rand_init(&(moldyn->random),NULL,1);
+       moldyn->random.status|=RAND_STAT_VERBOSE;
+
+       moldyn->status=0;
+
+       return 0;
+}
+
+int moldyn_shutdown(t_moldyn *moldyn) {
+
+       moldyn_log_shutdown(moldyn);
+       rand_close(&(moldyn->random));
+       free(moldyn->atom);
+
+       return 0;
+}
+
 int create_lattice(unsigned char type,int element,double mass,double lc,
                    int a,int b,int c,t_atom **atom) {
 
@@ -270,7 +301,7 @@ int destroy_lattice(t_atom *atom) {
        return 0;
 }
 
-int thermal_init(t_moldyn *moldyn,t_random *random) {
+int thermal_init(t_moldyn *moldyn) {
 
        /*
         * - gaussian distribution of velocities
@@ -282,8 +313,10 @@ int thermal_init(t_moldyn *moldyn,t_random *random) {
        double v,sigma;
        t_3dvec p_total,delta;
        t_atom *atom;
+       t_random *random;
 
        atom=moldyn->atom;
+       random=&(moldyn->random);
 
        /* gaussian distribution of velocities */
        v3_zero(&p_total);
@@ -402,9 +435,13 @@ double estimate_time_step(t_moldyn *moldyn,double nn_dist,double t) {
 int link_cell_init(t_moldyn *moldyn) {
 
        t_linkcell *lc;
+       int i;
 
        lc=&(moldyn->lc);
 
+       /* list log fd */
+       lc->listfd=open("/dev/null",O_WRONLY);
+
        /* partitioning the md cell */
        lc->nx=moldyn->dim.x/moldyn->cutoff;
        lc->x=moldyn->dim.x/lc->nx;
@@ -413,7 +450,14 @@ int link_cell_init(t_moldyn *moldyn) {
        lc->nz=moldyn->dim.z/moldyn->cutoff;
        lc->z=moldyn->dim.z/lc->nz;
 
-       lc->subcell=malloc(lc->nx*lc->ny*lc->nz*sizeof(t_list));
+       lc->cells=lc->nx*lc->ny*lc->nz;
+       lc->subcell=malloc(lc->cells*sizeof(t_list));
+
+       printf("initializing linked cells (%d)\n",lc->cells);
+
+       for(i=0;i<lc->cells;i++)
+               //list_init(&(lc->subcell[i]),1);
+               list_init(&(lc->subcell[i]),lc->listfd);
 
        link_cell_update(moldyn);
        
@@ -461,7 +505,7 @@ int link_cell_neighbour_index(t_moldyn *moldyn,int i,int j,int k,t_list *cell) {
        lc=&(moldyn->lc);
        nx=lc->nx;
        ny=lc->ny;
-       nx=lc->nz;
+       nz=lc->nz;
        count1=1;
        count2=27;
        a=nx*ny;
@@ -512,6 +556,8 @@ int link_cell_shutdown(t_moldyn *moldyn) {
        for(i=0;i<lc->nx*lc->ny*lc->nz;i++)
                list_shutdown(&(moldyn->lc.subcell[i]));
 
+       if(lc->listfd) close(lc->listfd);
+
        return 0;
 }
 
@@ -548,9 +594,6 @@ int moldyn_integrate(t_moldyn *moldyn) {
        moldyn->tau_square=moldyn->tau*moldyn->tau;
        moldyn->cutoff_square=moldyn->cutoff*moldyn->cutoff;
 
-       /* create the neighbour list */
-       link_cell_update(moldyn);
-
        /* calculate initial forces */
        moldyn->potential_force_function(moldyn);
 
index e9f1495..0022208 100644 (file)
--- a/moldyn.h
+++ b/moldyn.h
@@ -23,7 +23,9 @@ typedef struct s_atom {
 } t_atom;
 
 typedef struct s_linkcell {
+       int listfd;
        int nx,ny,nz;
+       int cells;
        double x,y,z;
        t_list *subcell;
 } t_linkcell;
@@ -53,6 +55,7 @@ typedef struct s_moldyn {
        /* energy */
        double energy;
        /* logging & visualization */
+       t_visual vis;
        unsigned char lvstat;
        unsigned int ewrite;
        char efb[64];
@@ -71,6 +74,8 @@ typedef struct s_moldyn {
        void *visual;
        /* moldyn general status */
        unsigned char status;
+       /* random */
+       t_random random;
 } t_moldyn;
 
 typedef struct s_ho_params {
@@ -102,6 +107,7 @@ typedef struct s_lj_params {
 
 #define MOLDYN_TEMP                    273.0
 #define MOLDYN_TAU                     1.0e-15
+#define MOLDYN_CUTOFF                  10.0e-9
 #define MOLDYN_RUNS                    1000000
 
 #define MOLDYN_INTEGRATE_VERLET                0x00
@@ -132,13 +138,14 @@ typedef struct s_lj_params {
 
 int moldyn_usage(char **argv);
 int moldyn_parse_argv(t_moldyn *moldyn,int argc,char **argv);
-int moldyn_log_init(t_moldyn *moldyn,void *v);
+int moldyn_log_init(t_moldyn *moldyn);
+int moldyn_init(t_moldyn *moldyn,int argc,char **argv);
 int moldyn_shutdown(t_moldyn *moldyn);
 
 int create_lattice(unsigned char type,int element,double mass,double lc,
                    int a,int b,int c,t_atom **atom);
 int destroy_lattice(t_atom *atom);
-int thermal_init(t_moldyn *moldyn,t_random *random);
+int thermal_init(t_moldyn *moldyn);
 int scale_velocity(t_moldyn *moldyn);
 double get_e_kin(t_atom *atom,int count);
 double get_e_pot(t_moldyn *moldyn);
diff --git a/posic.c b/posic.c
index 236e208..2b18c79 100644 (file)
--- a/posic.c
+++ b/posic.c
@@ -17,9 +17,6 @@
 int main(int argc,char **argv) {
 
        t_moldyn md;
-       t_atom *si;
-       t_visual vis;
-       t_random random;
 
        int a,b,c;
        double e;
@@ -29,90 +26,115 @@ int main(int argc,char **argv) {
        t_lj_params lj;
        t_ho_params ho;
 
-       /* parse arguments */
-       a=moldyn_parse_argv(&md,argc,argv);
-       if(a<0) return -1;
-
-       /* init */
-       moldyn_log_init(&md,&vis);
-       rand_init(&random,NULL,1);
-       random.status|=RAND_STAT_VERBOSE;
-
-       /* testing random numbers */
-       //for(a=0;a<1000000;a++)
-       //      printf("%f %f\n",rand_get_gauss(&random),
-       //                       rand_get_gauss(&random));
-
-       a=LEN_X;
-       b=LEN_Y;
-       c=LEN_Z;
+       /*
+        *  moldyn init
+        *
+        * - parsing argv
+        * - log init
+        * - random init
+        *
+        */
+       moldyn_init(&md,argc,argv);
 
-       /* set for 'bounding atoms' */
-       vis.dim.x=a*LC_SI;
-       vis.dim.y=b*LC_SI;
-       vis.dim.z=c*LC_SI;
+       /*
+        * the following overrides possibly set interaction methods by argv !!
+        */
 
-       /* init lattice
-       printf("placing silicon atoms ... ");
-       md.count=create_lattice(DIAMOND,SI,M_SI,LC_SI,a,b,c,&si);
-       printf("(%d) ok!\n",md.count);
-       testing purpose */
-       md.count=2;
-       si=malloc(2*sizeof(t_atom));
-       si[0].r.x=0.13*sqrt(3.0)*LC_SI/2.0;
-       si[0].r.y=0;
-       si[0].r.z=0;
-       si[0].element=SI;
-       si[0].mass=M_SI;
-       si[1].r.x=-si[0].r.x;
-       si[1].r.y=0;
-       si[1].r.z=0;
-       si[1].element=SI;
-       si[1].mass=M_SI;
-       /* */
-
-       /* moldyn init (now si is a valid address) */
-       md.atom=si;
+       /* params */
+       lj.sigma6=LJ_SIGMA_SI*LJ_SIGMA_SI;
+       help=lj.sigma6*lj.sigma6;
+       lj.sigma6*=help;
+       lj.sigma12=lj.sigma6*lj.sigma6;
+       lj.epsilon4=4.0*LJ_EPSILON_SI;
+       ho.equilibrium_distance=0.25*sqrt(3.0)*LC_SI;
+       ho.spring_constant=1.0;
+       /* assignement */
        md.potential_force_function=lennard_jones;
        //md.potential_force_function=harmonic_oscillator;
-       md.cutoff=R_CUTOFF*LC_SI;
        md.pot_params=&lj;
        //md.pot_params=&ho;
-       md.status=0;
-       md.visual=&vis;
-       /* dimensions of the simulation cell */
+       /* cutoff radius */
+       md.cutoff=R_CUTOFF*LC_SI;
+
+       /*
+        * testing random numbers
+        */
+
+#ifdef DEBUG_RANDOM_NUMBER
+       for(a=0;a<1000000;a++)
+               printf("%f %f\n",rand_get_gauss(&(md.random)),
+                                rand_get_gauss(&(md.random)));
+       return 0;
+#endif
+
+       /*
+        * geometry & particles
+        */
+
+       /* simulation cell volume in lattice constants */
+       a=LEN_X;
+       b=LEN_Y;
+       c=LEN_Z;
        md.dim.x=a*LC_SI;
        md.dim.y=b*LC_SI;
        md.dim.z=c*LC_SI;
 
+       /* (un)set to (not) get visualized 'bounding atoms' */
+       md.vis.dim.x=a*LC_SI;
+       md.vis.dim.y=b*LC_SI;
+       md.vis.dim.z=c*LC_SI;
+
+       /*
+        * particles
+        */
+
+       /* lattice init */
+
+#ifndef SIMPLE_TESTING
+       md.count=create_lattice(DIAMOND,SI,M_SI,LC_SI,a,b,c,&(md.atom));
+       printf("created silicon lattice (#atoms = %d)\n",md.count);
+#else
+       md.count=2;
+       moldyn->atom=malloc(2*sizeof(t_atom));
+       moldyn->atom[0].r.x=0.13*sqrt(3.0)*LC_SI/2.0;
+       moldyn->atom[0].r.y=0;
+       moldyn->atom[0].r.z=0;
+       moldyn->atom[0].element=SI;
+       moldyn->atom[0].mass=M_SI;
+       moldyn->atom[1].r.x=-si[0].r.x;
+       moldyn->atom[1].r.y=0;
+       moldyn->atom[1].r.z=0;
+       moldyn->atom[1].element=SI;
+       moldyn->atom[1].mass=M_SI;
+#endif
+
+       /* initial thermal fluctuations of particles */
+
+#ifndef SIMPLE_TESTING
        printf("setting thermal fluctuations (T=%f K)\n",md.t);
-       // thermal_init(&md,&random);
+       thermal_init(&md);
+#else
        for(a=0;a<md.count;a++) v3_zero(&(si[0].v));
+#endif
 
        /* check kinetic energy */
-
-       e=get_e_kin(si,md.count);
+       e=get_e_kin(md.atom,md.count);
        printf("kinetic energy: %.40f [J]\n",e);
        printf("3/2 N k T = %.40f [J] (T=%f [K])\n",
               1.5*md.count*K_BOLTZMANN*md.t,md.t);
 
        /* check total momentum */
-       p=get_total_p(si,md.count);
+       p=get_total_p(md.atom,md.count);
        printf("total momentum: %.30f [Ns]\n",v3_norm(&p));
 
-       /* potential paramters */
-       lj.sigma6=LJ_SIGMA_SI*LJ_SIGMA_SI;
-       help=lj.sigma6*lj.sigma6;
-       lj.sigma6*=help;
-       lj.sigma12=lj.sigma6*lj.sigma6;
-       lj.epsilon4=4.0*LJ_EPSILON_SI;
-
-       ho.equilibrium_distance=0.25*sqrt(3.0)*LC_SI;
-       ho.spring_constant=1.0;
-
+       /* check time step */
        printf("estimated accurate time step: %.30f [s]\n",
               estimate_time_step(&md,3.0,md.t));
 
+       /* initialize linked list / cell method */
+       printf("initializing linked cells\n");
+       link_cell_init(&md);
+
        /*
         * let's do the actual md algorithm now
         *
@@ -128,8 +150,6 @@ int main(int argc,char **argv) {
 
        link_cell_shutdown(&md);
 
-       rand_close(&random);
-
        moldyn_shutdown(&md);
        
        return 0;