add fix wall/table
This commit is contained in:
Axel Kohlmeyer
@ -93,8 +93,7 @@ void FixWallLepton::wall_particle(int m, int which, double coord)
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|||||||
; // do nothing
|
; // do nothing
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}
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}
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||||||
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double delta, fwall;
|
double delta, fwall, vn;
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||||||
double vn;
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||||||
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double **x = atom->x;
|
double **x = atom->x;
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double **f = atom->f;
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double **f = atom->f;
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||||||
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@ -52,21 +52,20 @@ FixWall::FixWall(LAMMPS *lmp, int narg, char **arg) : Fix(lmp, narg, arg), nwall
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fldflag = 0;
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fldflag = 0;
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||||||
int pbcflag = 0;
|
int pbcflag = 0;
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||||||
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||||||
for (int i = 0; i < 6; i++) xstr[i] = estr[i] = sstr[i] = lstr[i] = tstr[i] = nullptr;
|
for (int i = 0; i < 6; i++) xstr[i] = estr[i] = sstr[i] = lstr[i] = fstr[i] = kstr[i] = nullptr;
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||||||
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||||||
int iarg = 3;
|
int iarg = 3;
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tabfile = nullptr;
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if (utils::strmatch(style, "^wall/table")) iarg = 5;
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||||||
if (utils::strmatch(style, "^wall/table")) {
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||||||
if (iarg + 1 > narg) error->all(FLERR, "Missing argument for fix {} command", style);
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tabfile = arg[iarg];
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++iarg;
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}
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while (iarg < narg) {
|
while (iarg < narg) {
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int wantargs = 5;
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if (utils::strmatch(style, "^wall/lepton")) wantargs = 4;
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||||||
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if (utils::strmatch(style, "^wall/morse")) wantargs = 6;
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||||||
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||||||
if ((strcmp(arg[iarg], "xlo") == 0) || (strcmp(arg[iarg], "xhi") == 0) ||
|
if ((strcmp(arg[iarg], "xlo") == 0) || (strcmp(arg[iarg], "xhi") == 0) ||
|
||||||
(strcmp(arg[iarg], "ylo") == 0) || (strcmp(arg[iarg], "yhi") == 0) ||
|
(strcmp(arg[iarg], "ylo") == 0) || (strcmp(arg[iarg], "yhi") == 0) ||
|
||||||
(strcmp(arg[iarg], "zlo") == 0) || (strcmp(arg[iarg], "zhi") == 0)) {
|
(strcmp(arg[iarg], "zlo") == 0) || (strcmp(arg[iarg], "zhi") == 0)) {
|
||||||
if (iarg + 4 > narg) error->all(FLERR, "Missing argument for fix {} command", style);
|
if (iarg + wantargs > narg) error->all(FLERR, "Missing argument for fix {} command", style);
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||||||
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||||||
int newwall;
|
int newwall;
|
||||||
if (strcmp(arg[iarg], "xlo") == 0) {
|
if (strcmp(arg[iarg], "xlo") == 0) {
|
||||||
@ -108,13 +107,10 @@ FixWall::FixWall(LAMMPS *lmp, int narg, char **arg) : Fix(lmp, narg, arg), nwall
|
|||||||
if (utils::strmatch(style, "^wall/lepton")) {
|
if (utils::strmatch(style, "^wall/lepton")) {
|
||||||
lstr[nwall] = utils::strdup(arg[iarg + 2]);
|
lstr[nwall] = utils::strdup(arg[iarg + 2]);
|
||||||
cutoff[nwall] = utils::numeric(FLERR, arg[iarg + 3], false, lmp);
|
cutoff[nwall] = utils::numeric(FLERR, arg[iarg + 3], false, lmp);
|
||||||
nwall++;
|
|
||||||
iarg += 4;
|
|
||||||
} else if (utils::strmatch(style, "^wall/table")) {
|
} else if (utils::strmatch(style, "^wall/table")) {
|
||||||
tstr[nwall] = utils::strdup(arg[iarg + 2]);
|
fstr[nwall] = utils::strdup(arg[iarg + 2]);
|
||||||
cutoff[nwall] = utils::numeric(FLERR, arg[iarg + 3], false, lmp);
|
kstr[nwall] = utils::strdup(arg[iarg + 3]);
|
||||||
nwall++;
|
cutoff[nwall] = utils::numeric(FLERR, arg[iarg + 4], false, lmp);
|
||||||
iarg += 4;
|
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
if (iarg + 5 > narg) error->all(FLERR, "Missing argument for fix {} command", style);
|
if (iarg + 5 > narg) error->all(FLERR, "Missing argument for fix {} command", style);
|
||||||
|
|
||||||
@ -134,7 +130,9 @@ FixWall::FixWall(LAMMPS *lmp, int narg, char **arg) : Fix(lmp, narg, arg), nwall
|
|||||||
alpha[nwall] = utils::numeric(FLERR, arg[iarg + 3], false, lmp);
|
alpha[nwall] = utils::numeric(FLERR, arg[iarg + 3], false, lmp);
|
||||||
astyle[nwall] = CONSTANT;
|
astyle[nwall] = CONSTANT;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
// adjust so we can share the regular code path
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||||||
++iarg;
|
++iarg;
|
||||||
|
--wantargs;
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||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (utils::strmatch(arg[iarg + 3], "^v_")) {
|
if (utils::strmatch(arg[iarg + 3], "^v_")) {
|
||||||
@ -145,9 +143,9 @@ FixWall::FixWall(LAMMPS *lmp, int narg, char **arg) : Fix(lmp, narg, arg), nwall
|
|||||||
sstyle[nwall] = CONSTANT;
|
sstyle[nwall] = CONSTANT;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
cutoff[nwall] = utils::numeric(FLERR, arg[iarg + 4], false, lmp);
|
cutoff[nwall] = utils::numeric(FLERR, arg[iarg + 4], false, lmp);
|
||||||
nwall++;
|
|
||||||
iarg += 5;
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
nwall++;
|
||||||
|
iarg += wantargs;
|
||||||
} else if (strcmp(arg[iarg], "units") == 0) {
|
} else if (strcmp(arg[iarg], "units") == 0) {
|
||||||
if (iarg + 2 > narg) error->all(FLERR, "Illegal fix {} command", style);
|
if (iarg + 2 > narg) error->all(FLERR, "Illegal fix {} command", style);
|
||||||
if (strcmp(arg[iarg + 1], "box") == 0)
|
if (strcmp(arg[iarg + 1], "box") == 0)
|
||||||
@ -248,7 +246,8 @@ FixWall::~FixWall()
|
|||||||
delete[] estr[m];
|
delete[] estr[m];
|
||||||
delete[] sstr[m];
|
delete[] sstr[m];
|
||||||
delete[] lstr[m];
|
delete[] lstr[m];
|
||||||
delete[] tstr[m];
|
delete[] fstr[m];
|
||||||
|
delete[] kstr[m];
|
||||||
}
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@ -50,7 +50,7 @@ class FixWall : public Fix {
|
|||||||
double xscale, yscale, zscale;
|
double xscale, yscale, zscale;
|
||||||
int estyle[6], sstyle[6], astyle[6], wstyle[6];
|
int estyle[6], sstyle[6], astyle[6], wstyle[6];
|
||||||
int eindex[6], sindex[6];
|
int eindex[6], sindex[6];
|
||||||
char *estr[6], *sstr[6], *astr[6], *lstr[6], *tstr[6], *tabfile;
|
char *estr[6], *sstr[6], *astr[6], *lstr[6], *fstr[6], *kstr[6];
|
||||||
int varflag; // 1 if any wall position,epsilon,sigma is a variable
|
int varflag; // 1 if any wall position,epsilon,sigma is a variable
|
||||||
int eflag; // per-wall flag for energy summation
|
int eflag; // per-wall flag for energy summation
|
||||||
int ilevel_respa;
|
int ilevel_respa;
|
||||||
|
|||||||
467
src/fix_wall_table.cpp
Normal file
467
src/fix_wall_table.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,467 @@
|
|||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
LAMMPS - Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator
|
||||||
|
https://www.lammps.org/, Sandia National Laboratories
|
||||||
|
LAMMPS development team: developers@lammps.org
|
||||||
|
|
||||||
|
Copyright (2003) Sandia Corporation. Under the terms of Contract
|
||||||
|
DE-AC04-94AL85000 with Sandia Corporation, the U.S. Government retains
|
||||||
|
certain rights in this software. This software is distributed under
|
||||||
|
the GNU General Public License.
|
||||||
|
|
||||||
|
See the README file in the top-level LAMMPS directory.
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "fix_wall_table.h"
|
||||||
|
#include "atom.h"
|
||||||
|
#include "comm.h"
|
||||||
|
#include "error.h"
|
||||||
|
#include "memory.h"
|
||||||
|
#include "table_file_reader.h"
|
||||||
|
#include "tokenizer.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <cstring>
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||||||
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||||||
|
using namespace LAMMPS_NS;
|
||||||
|
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||||||
|
enum { NONE, LINEAR, SPLINE };
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||||||
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static constexpr double BIGNUM = 1.0e300;
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||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
FixWallTable::FixWallTable(LAMMPS *lmp, int narg, char **arg) :
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||||||
|
FixWall(lmp, narg, arg), tables(nullptr)
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||||||
|
{
|
||||||
|
dynamic_group_allow = 1;
|
||||||
|
tabstyle = NONE;
|
||||||
|
if (strcmp(arg[3], "linear") == 0)
|
||||||
|
tabstyle = LINEAR;
|
||||||
|
else if (strcmp(arg[3], "spline") == 0)
|
||||||
|
tabstyle = SPLINE;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
error->all(FLERR, "Unknown table style {} in fix {}", arg[3], style);
|
||||||
|
|
||||||
|
tablength = utils::inumeric(FLERR, arg[4], false, lmp);
|
||||||
|
if (tablength < 2) error->all(FLERR, "Illegal number of fix {} table entries", style);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::post_constructor()
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||||||
|
{
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||||||
|
memory->sfree(tables);
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||||||
|
tables = (Table *) memory->smalloc(nwall * sizeof(Table), "wall:tables");
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||||||
|
|
||||||
|
for (int m = 0; m < nwall; ++m) {
|
||||||
|
Table &tb = tables[m];
|
||||||
|
null_table(tb);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (comm->me == 0) read_table(tb, fstr[m], kstr[m]);
|
||||||
|
bcast_table(tb);
|
||||||
|
|
||||||
|
// error check on table parameters
|
||||||
|
if (tb.ninput <= 1) error->all(FLERR, "Invalid fix {} table length: {}", style, tb.ninput);
|
||||||
|
tb.lo = tb.rfile[0];
|
||||||
|
tb.hi = tb.rfile[tb.ninput - 1];
|
||||||
|
if (tb.lo >= tb.hi) error->all(FLERR, "Fix {} table distance values do not increase", style);
|
||||||
|
if (cutoff[m] > tb.hi)
|
||||||
|
error->all(FLERR, "Fix {} wall cutoff {} is larger than table outer cutoff {}", style,
|
||||||
|
cutoff[m], tb.hi);
|
||||||
|
|
||||||
|
// spline read-in data and compute r,e,f arrays within table
|
||||||
|
spline_table(tb);
|
||||||
|
compute_table(tb);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
FixWallTable::~FixWallTable()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int m = 0; m < nwall; m++) free_table(tables[m]);
|
||||||
|
memory->sfree(tables);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
compute the potential energy offset so it can be shifted to zero at the cutoff
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::precompute(int m)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double u, mdu;
|
||||||
|
|
||||||
|
uf_lookup(m, cutoff[m], u, mdu);
|
||||||
|
offset[m] = u;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
interaction of all particles in group with a wall
|
||||||
|
m = index of wall coeffs
|
||||||
|
which = xlo,xhi,ylo,yhi,zlo,zhi
|
||||||
|
error if any particle is on or behind wall
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::wall_particle(int m, int which, double coord)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double delta, fwall, vn, u, mdu;
|
||||||
|
|
||||||
|
double **x = atom->x;
|
||||||
|
double **f = atom->f;
|
||||||
|
int *mask = atom->mask;
|
||||||
|
int nlocal = atom->nlocal;
|
||||||
|
|
||||||
|
int dim = which / 2;
|
||||||
|
int side = which % 2;
|
||||||
|
if (side == 0) side = -1;
|
||||||
|
|
||||||
|
int onflag = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nlocal; i++)
|
||||||
|
if (mask[i] & groupbit) {
|
||||||
|
if (side < 0)
|
||||||
|
delta = x[i][dim] - coord;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
delta = coord - x[i][dim];
|
||||||
|
if (delta >= cutoff[m]) continue;
|
||||||
|
if (delta <= 0.0) {
|
||||||
|
onflag = 1;
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uf_lookup(m, delta, u, mdu);
|
||||||
|
fwall = side * mdu;
|
||||||
|
f[i][dim] -= fwall;
|
||||||
|
ewall[0] += u - offset[m];
|
||||||
|
ewall[m + 1] += fwall;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (evflag) {
|
||||||
|
if (side < 0)
|
||||||
|
vn = -fwall * delta;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
vn = fwall * delta;
|
||||||
|
v_tally(dim, i, vn);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (onflag) error->one(FLERR, "Particle on or inside fix {} surface", style);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::null_table(Table &tb)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tb.rfile = tb.efile = tb.ffile = nullptr;
|
||||||
|
tb.e2file = tb.f2file = nullptr;
|
||||||
|
tb.r = tb.e = tb.de = nullptr;
|
||||||
|
tb.f = tb.df = tb.e2 = tb.f2 = nullptr;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::free_table(Table &tb)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
memory->destroy(tb.rfile);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.efile);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.ffile);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.e2file);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.f2file);
|
||||||
|
|
||||||
|
memory->destroy(tb.r);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.e);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.de);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.f);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.df);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.e2);
|
||||||
|
memory->destroy(tb.f2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::read_table(Table &tb, const std::string &tabfile, const std::string &keyword)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TableFileReader reader(lmp, tabfile, "fix wall/table");
|
||||||
|
|
||||||
|
char *line = reader.find_section_start(keyword);
|
||||||
|
if (!line) error->one(FLERR, "Did not find keyword {} in table file", keyword);
|
||||||
|
|
||||||
|
// read args on 2nd line of section
|
||||||
|
// allocate table arrays for file values
|
||||||
|
|
||||||
|
line = reader.next_line();
|
||||||
|
param_extract(tb, line);
|
||||||
|
memory->create(tb.rfile, tb.ninput, "wall:rfile");
|
||||||
|
memory->create(tb.efile, tb.ninput, "wall:efile");
|
||||||
|
memory->create(tb.ffile, tb.ninput, "wall:ffile");
|
||||||
|
|
||||||
|
// read r,e,f table values from file
|
||||||
|
|
||||||
|
reader.skip_line();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < tb.ninput; i++) {
|
||||||
|
line = reader.next_line();
|
||||||
|
if (!line)
|
||||||
|
error->one(FLERR, "Data missing when parsing wall table '{}' line {} of {}.", keyword, i + 1,
|
||||||
|
tb.ninput);
|
||||||
|
try {
|
||||||
|
ValueTokenizer values(line);
|
||||||
|
values.next_int();
|
||||||
|
tb.rfile[i] = values.next_double();
|
||||||
|
tb.efile[i] = values.next_double();
|
||||||
|
tb.ffile[i] = values.next_double();
|
||||||
|
} catch (TokenizerException &e) {
|
||||||
|
error->one(FLERR, "Error parsing wall table '{}' line {} of {}. {}\nLine was: {}", keyword,
|
||||||
|
i + 1, tb.ninput, e.what(), line);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// warn if force != dE/dr at any point that is not an inflection point
|
||||||
|
// check via secant approximation to dE/dr
|
||||||
|
// skip two end points since do not have surrounding secants
|
||||||
|
// inflection point is where curvature changes sign
|
||||||
|
|
||||||
|
double r, e, f, rprev, rnext, eprev, enext, fleft, fright;
|
||||||
|
|
||||||
|
int ferror = 0;
|
||||||
|
for (int i = 1; i < tb.ninput - 1; i++) {
|
||||||
|
r = tb.rfile[i];
|
||||||
|
rprev = tb.rfile[i - 1];
|
||||||
|
rnext = tb.rfile[i + 1];
|
||||||
|
e = tb.efile[i];
|
||||||
|
eprev = tb.efile[i - 1];
|
||||||
|
enext = tb.efile[i + 1];
|
||||||
|
f = tb.ffile[i];
|
||||||
|
fleft = -(e - eprev) / (r - rprev);
|
||||||
|
fright = -(enext - e) / (rnext - r);
|
||||||
|
if (f < fleft && f < fright) ferror++;
|
||||||
|
if (f > fleft && f > fright) ferror++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ferror)
|
||||||
|
error->warning(FLERR,
|
||||||
|
"{} of {} force values in table are inconsistent with -dE/dr.\n"
|
||||||
|
"WARNING: Should only be flagged at inflection points",
|
||||||
|
ferror, tb.ninput);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
build spline representation of e,f over entire range of read-in table
|
||||||
|
this function sets these values in e2file,f2file
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::spline_table(Table &tb)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
memory->create(tb.e2file, tb.ninput, "wall:e2file");
|
||||||
|
memory->create(tb.f2file, tb.ninput, "wall:f2file");
|
||||||
|
|
||||||
|
double ep0 = -tb.ffile[0];
|
||||||
|
double epn = -tb.ffile[tb.ninput - 1];
|
||||||
|
spline(tb.rfile, tb.efile, tb.ninput, ep0, epn, tb.e2file);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (tb.fpflag == 0) {
|
||||||
|
tb.fplo = (tb.ffile[1] - tb.ffile[0]) / (tb.rfile[1] - tb.rfile[0]);
|
||||||
|
tb.fphi = (tb.ffile[tb.ninput - 1] - tb.ffile[tb.ninput - 2]) /
|
||||||
|
(tb.rfile[tb.ninput - 1] - tb.rfile[tb.ninput - 2]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double fp0 = tb.fplo;
|
||||||
|
double fpn = tb.fphi;
|
||||||
|
spline(tb.rfile, tb.ffile, tb.ninput, fp0, fpn, tb.f2file);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
compute r,e,f vectors from splined values
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::compute_table(Table &tb)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// delta = table spacing for N-1 bins
|
||||||
|
int tlm1 = tablength - 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
tb.delta = (tb.hi - tb.lo) / tlm1;
|
||||||
|
tb.invdelta = 1.0 / tb.delta;
|
||||||
|
tb.deltasq6 = tb.delta * tb.delta / 6.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
// N-1 evenly spaced bins in r from min to max
|
||||||
|
// r,e,f = value at lower edge of bin
|
||||||
|
// de,df values = delta values of e,f
|
||||||
|
// r,e,f are N in length so de,df arrays can compute difference
|
||||||
|
|
||||||
|
memory->create(tb.r, tablength, "wall:r");
|
||||||
|
memory->create(tb.e, tablength, "wall:e");
|
||||||
|
memory->create(tb.de, tablength, "wall:de");
|
||||||
|
memory->create(tb.f, tablength, "wall:f");
|
||||||
|
memory->create(tb.df, tablength, "wall:df");
|
||||||
|
memory->create(tb.e2, tablength, "wall:e2");
|
||||||
|
memory->create(tb.f2, tablength, "wall:f2");
|
||||||
|
|
||||||
|
double a;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < tablength; i++) {
|
||||||
|
a = tb.lo + i * tb.delta;
|
||||||
|
tb.r[i] = a;
|
||||||
|
tb.e[i] = splint(tb.rfile, tb.efile, tb.e2file, tb.ninput, a);
|
||||||
|
tb.f[i] = splint(tb.rfile, tb.ffile, tb.f2file, tb.ninput, a);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < tlm1; i++) {
|
||||||
|
tb.de[i] = tb.e[i + 1] - tb.e[i];
|
||||||
|
tb.df[i] = tb.f[i + 1] - tb.f[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// get final elements from linear extrapolation
|
||||||
|
tb.de[tlm1] = 2.0 * tb.de[tlm1 - 1] - tb.de[tlm1 - 2];
|
||||||
|
tb.df[tlm1] = 2.0 * tb.df[tlm1 - 1] - tb.df[tlm1 - 2];
|
||||||
|
|
||||||
|
double ep0 = -tb.f[0];
|
||||||
|
double epn = -tb.f[tlm1];
|
||||||
|
spline(tb.r, tb.e, tablength, ep0, epn, tb.e2);
|
||||||
|
spline(tb.r, tb.f, tablength, tb.fplo, tb.fphi, tb.f2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
extract attributes from parameter line in table section
|
||||||
|
format of line: N value FP fplo fphi
|
||||||
|
N is required, other params are optional
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::param_extract(Table &tb, char *line)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tb.ninput = 0;
|
||||||
|
tb.fpflag = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
try {
|
||||||
|
ValueTokenizer values(line);
|
||||||
|
|
||||||
|
while (values.has_next()) {
|
||||||
|
std::string word = values.next_string();
|
||||||
|
|
||||||
|
if (word == "N") {
|
||||||
|
tb.ninput = values.next_int();
|
||||||
|
} else if (word == "FP") {
|
||||||
|
tb.fpflag = 1;
|
||||||
|
tb.fplo = values.next_double();
|
||||||
|
tb.fphi = values.next_double();
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
error->one(FLERR, "Invalid keyword {} in fix {} table parameters", word, style);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
} catch (TokenizerException &e) {
|
||||||
|
error->one(FLERR, e.what());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (tb.ninput == 0) error->one(FLERR, "Fix {} parameters did not set N", style);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
broadcast read-in table info from proc 0 to other procs
|
||||||
|
this function communicates these values in Table:
|
||||||
|
ninput,rfile,efile,ffile,fpflag,fplo,fphi
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::bcast_table(Table &tb)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MPI_Bcast(&tb.ninput, 1, MPI_INT, 0, world);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (comm->me > 0) {
|
||||||
|
memory->create(tb.rfile, tb.ninput, "wall:rfile");
|
||||||
|
memory->create(tb.efile, tb.ninput, "wall:efile");
|
||||||
|
memory->create(tb.ffile, tb.ninput, "wall:ffile");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
MPI_Bcast(tb.rfile, tb.ninput, MPI_DOUBLE, 0, world);
|
||||||
|
MPI_Bcast(tb.efile, tb.ninput, MPI_DOUBLE, 0, world);
|
||||||
|
MPI_Bcast(tb.ffile, tb.ninput, MPI_DOUBLE, 0, world);
|
||||||
|
|
||||||
|
MPI_Bcast(&tb.fpflag, 1, MPI_INT, 0, world);
|
||||||
|
if (tb.fpflag) {
|
||||||
|
MPI_Bcast(&tb.fplo, 1, MPI_DOUBLE, 0, world);
|
||||||
|
MPI_Bcast(&tb.fphi, 1, MPI_DOUBLE, 0, world);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
spline and splint routines modified from Numerical Recipes
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::spline(double *x, double *y, int n, double yp1, double ypn, double *y2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int i, k;
|
||||||
|
double p, qn, sig, un;
|
||||||
|
auto u = new double[n];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (yp1 > BIGNUM)
|
||||||
|
y2[0] = u[0] = 0.0;
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
y2[0] = -0.5;
|
||||||
|
u[0] = (3.0 / (x[1] - x[0])) * ((y[1] - y[0]) / (x[1] - x[0]) - yp1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
for (i = 1; i < n - 1; i++) {
|
||||||
|
sig = (x[i] - x[i - 1]) / (x[i + 1] - x[i - 1]);
|
||||||
|
p = sig * y2[i - 1] + 2.0;
|
||||||
|
y2[i] = (sig - 1.0) / p;
|
||||||
|
u[i] = (y[i + 1] - y[i]) / (x[i + 1] - x[i]) - (y[i] - y[i - 1]) / (x[i] - x[i - 1]);
|
||||||
|
u[i] = (6.0 * u[i] / (x[i + 1] - x[i - 1]) - sig * u[i - 1]) / p;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (ypn > BIGNUM)
|
||||||
|
qn = un = 0.0;
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
qn = 0.5;
|
||||||
|
un = (3.0 / (x[n - 1] - x[n - 2])) * (ypn - (y[n - 1] - y[n - 2]) / (x[n - 1] - x[n - 2]));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
y2[n - 1] = (un - qn * u[n - 2]) / (qn * y2[n - 2] + 1.0);
|
||||||
|
for (k = n - 2; k >= 0; k--) y2[k] = y2[k] * y2[k + 1] + u[k];
|
||||||
|
|
||||||
|
delete[] u;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
double FixWallTable::splint(double *xa, double *ya, double *y2a, int n, double x)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int klo, khi, k;
|
||||||
|
double h, b, a, y;
|
||||||
|
|
||||||
|
klo = 0;
|
||||||
|
khi = n - 1;
|
||||||
|
while (khi - klo > 1) {
|
||||||
|
k = (khi + klo) >> 1;
|
||||||
|
if (xa[k] > x)
|
||||||
|
khi = k;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
klo = k;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
h = xa[khi] - xa[klo];
|
||||||
|
a = (xa[khi] - x) / h;
|
||||||
|
b = (x - xa[klo]) / h;
|
||||||
|
y = a * ya[klo] + b * ya[khi] +
|
||||||
|
((a * a * a - a) * y2a[klo] + (b * b * b - b) * y2a[khi]) * (h * h) / 6.0;
|
||||||
|
return y;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
calculate potential u and force f at distance x
|
||||||
|
ensure x is between wall min/max, exit with error if not
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixWallTable::uf_lookup(int m, double x, double &u, double &f)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double fraction, a, b;
|
||||||
|
const Table &tb = tables[m];
|
||||||
|
const int itable = static_cast<int>((x - tb.lo) * tb.invdelta);
|
||||||
|
if (itable < 0)
|
||||||
|
error->one(FLERR, "Particle / wall distance < table inner cutoff: {:.8}", x);
|
||||||
|
else if (itable >= tablength)
|
||||||
|
error->one(FLERR, "Particle / wall distance > table outer cutoff: {:.8}", x);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (tabstyle == LINEAR) {
|
||||||
|
fraction = (x - tb.r[itable]) * tb.invdelta;
|
||||||
|
u = tb.e[itable] + fraction * tb.de[itable];
|
||||||
|
f = tb.f[itable] + fraction * tb.df[itable];
|
||||||
|
} else if (tabstyle == SPLINE) {
|
||||||
|
fraction = (x - tb.r[itable]) * tb.invdelta;
|
||||||
|
|
||||||
|
b = (x - tb.r[itable]) * tb.invdelta;
|
||||||
|
a = 1.0 - b;
|
||||||
|
u = a * tb.e[itable] + b * tb.e[itable + 1] +
|
||||||
|
((a * a * a - a) * tb.e2[itable] + (b * b * b - b) * tb.e2[itable + 1]) * tb.deltasq6;
|
||||||
|
f = a * tb.f[itable] + b * tb.f[itable + 1] +
|
||||||
|
((a * a * a - a) * tb.f2[itable] + (b * b * b - b) * tb.f2[itable + 1]) * tb.deltasq6;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
67
src/fix_wall_table.h
Normal file
67
src/fix_wall_table.h
Normal file
@ -0,0 +1,67 @@
|
|||||||
|
/* -*- c++ -*- ----------------------------------------------------------
|
||||||
|
LAMMPS - Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator
|
||||||
|
https://www.lammps.org/, Sandia National Laboratories
|
||||||
|
LAMMPS development team: developers@lammps.org
|
||||||
|
|
||||||
|
Copyright (2003) Sandia Corporation. Under the terms of Contract
|
||||||
|
DE-AC04-94AL85000 with Sandia Corporation, the U.S. Government retains
|
||||||
|
certain rights in this software. This software is distributed under
|
||||||
|
the GNU General Public License.
|
||||||
|
|
||||||
|
See the README file in the top-level LAMMPS directory.
|
||||||
|
------------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifdef FIX_CLASS
|
||||||
|
// clang-format off
|
||||||
|
FixStyle(wall/table,FixWallTable);
|
||||||
|
// clang-format on
|
||||||
|
#else
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef LMP_FIX_WALL_TABLE_H
|
||||||
|
#define LMP_FIX_WALL_TABLE_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "fix_wall.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace LAMMPS_NS {
|
||||||
|
|
||||||
|
class FixWallTable : public FixWall {
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
FixWallTable(class LAMMPS *, int, char **);
|
||||||
|
~FixWallTable() override;
|
||||||
|
|
||||||
|
void post_constructor() override;
|
||||||
|
void precompute(int) override;
|
||||||
|
void wall_particle(int, int, double) override;
|
||||||
|
|
||||||
|
protected:
|
||||||
|
double offset[6];
|
||||||
|
|
||||||
|
int tabstyle, tablength;
|
||||||
|
struct Table {
|
||||||
|
int ninput, fpflag;
|
||||||
|
double fplo, fphi;
|
||||||
|
double lo, hi;
|
||||||
|
double *rfile, *efile, *ffile;
|
||||||
|
double *e2file, *f2file;
|
||||||
|
double delta, invdelta, deltasq6;
|
||||||
|
double *r, *e, *de, *f, *df, *e2, *f2;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
Table *tables;
|
||||||
|
|
||||||
|
void null_table(Table &);
|
||||||
|
void free_table(Table &);
|
||||||
|
void read_table(Table &, const std::string &, const std::string &);
|
||||||
|
void bcast_table(Table &);
|
||||||
|
void spline_table(Table &);
|
||||||
|
void compute_table(Table &);
|
||||||
|
|
||||||
|
void param_extract(Table &, char *);
|
||||||
|
void spline(double *, double *, int, double, double, double *);
|
||||||
|
double splint(double *, double *, double *, int, double);
|
||||||
|
void uf_lookup(int, double, double &, double &);
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace LAMMPS_NS
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
#endif
|
||||||
Reference in New Issue
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