WIP
This commit is contained in:
Axel Kohlmeyer
62
examples/PACKAGES/alchemy/h2o.mol
Normal file
62
examples/PACKAGES/alchemy/h2o.mol
Normal file
@ -0,0 +1,62 @@
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|
# Water molecule. SPC/E model.
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|
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3 atoms
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|
2 bonds
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|
1 angles
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|
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Coords
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1 1.12456 0.09298 1.27452
|
||||||
|
2 1.53683 0.75606 1.89928
|
||||||
|
3 0.49482 0.56390 0.65678
|
||||||
|
|
||||||
|
Types
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1
|
||||||
|
2 2
|
||||||
|
3 2
|
||||||
|
|
||||||
|
Charges
|
||||||
|
|
||||||
|
1 -0.8472
|
||||||
|
2 0.4236
|
||||||
|
3 0.4236
|
||||||
|
|
||||||
|
Bonds
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1 1 2
|
||||||
|
2 1 1 3
|
||||||
|
|
||||||
|
Angles
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1 2 1 3
|
||||||
|
|
||||||
|
Shake Flags
|
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|
|
||||||
|
1 1
|
||||||
|
2 1
|
||||||
|
3 1
|
||||||
|
|
||||||
|
Shake Atoms
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1 2 3
|
||||||
|
2 1 2 3
|
||||||
|
3 1 2 3
|
||||||
|
|
||||||
|
Shake Bond Types
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1 1 1
|
||||||
|
2 1 1 1
|
||||||
|
3 1 1 1
|
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|
|
||||||
|
Special Bond Counts
|
||||||
|
|
||||||
|
1 2 0 0
|
||||||
|
2 1 1 0
|
||||||
|
3 1 1 0
|
||||||
|
|
||||||
|
Special Bonds
|
||||||
|
|
||||||
|
1 2 3
|
||||||
|
2 1 3
|
||||||
|
3 1 2
|
||||||
39
examples/PACKAGES/alchemy/h3o+.mol
Normal file
39
examples/PACKAGES/alchemy/h3o+.mol
Normal file
@ -0,0 +1,39 @@
|
|||||||
|
# Hydronium ion. SPC/E model.
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||||||
|
|
||||||
|
4 atoms
|
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|
3 bonds
|
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|
3 angles
|
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|
||||||
|
Coords
|
||||||
|
|
||||||
|
1 0.00000 1.00000 0.00000
|
||||||
|
2 0.00000 0.00000 0.00000
|
||||||
|
3 0.00000 -0.50000 -0.8660
|
||||||
|
4 0.00000 -0.50000 0.8660
|
||||||
|
|
||||||
|
Types
|
||||||
|
|
||||||
|
1 2
|
||||||
|
2 1
|
||||||
|
3 2
|
||||||
|
4 2
|
||||||
|
|
||||||
|
Charges
|
||||||
|
|
||||||
|
1 0.56775
|
||||||
|
2 -0.70305
|
||||||
|
3 0.56775
|
||||||
|
4 0.56775
|
||||||
|
|
||||||
|
Bonds
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1 2 1
|
||||||
|
2 1 2 3
|
||||||
|
3 1 2 4
|
||||||
|
|
||||||
|
Angles
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1 1 2 3
|
||||||
|
1 1 3 2 4
|
||||||
|
1 1 1 2 4
|
||||||
|
|
||||||
53
examples/PACKAGES/alchemy/in.twowater
Normal file
53
examples/PACKAGES/alchemy/in.twowater
Normal file
@ -0,0 +1,53 @@
|
|||||||
|
# set up names for two partitions with different topologies
|
||||||
|
variable name world twowater twoions
|
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|
|
||||||
|
units real
|
||||||
|
atom_style full
|
||||||
|
atom_modify map array
|
||||||
|
region box block -10 10 -10 10 -10 10
|
||||||
|
boundary m m m
|
||||||
|
create_box 2 box bond/types 1 angle/types 1 &
|
||||||
|
extra/bond/per/atom 3 extra/angle/per/atom 3 extra/special/per/atom 3
|
||||||
|
|
||||||
|
mass 1 15.9994
|
||||||
|
mass 2 1.008
|
||||||
|
|
||||||
|
pair_style lj/cut/coul/cut 10.0
|
||||||
|
pair_coeff 1 1 0.1553 3.166
|
||||||
|
pair_coeff 1 2 0.0 1.0
|
||||||
|
pair_coeff 2 2 0.0 1.0
|
||||||
|
|
||||||
|
bond_style harmonic
|
||||||
|
bond_coeff 1 1000.0 1.0
|
||||||
|
|
||||||
|
angle_style harmonic
|
||||||
|
angle_coeff 1 100.0 109.47
|
||||||
|
|
||||||
|
molecule water h2o.mol
|
||||||
|
molecule hydronium h3o+.mol
|
||||||
|
molecule hydroxyl oh-.mol
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
timestep 0.1
|
||||||
|
|
||||||
|
# generate different topologies with the same number of atoms
|
||||||
|
if "${name} == twowater" then &
|
||||||
|
"create_atoms 0 single -2.0 0.0 0.0 mol water 453624" &
|
||||||
|
"create_atoms 0 single 2.0 0.0 0.0 mol water 767353" &
|
||||||
|
else &
|
||||||
|
"create_atoms 0 single 2.0 0.0 0.0 mol hydroxyl 767353" &
|
||||||
|
"create_atoms 0 single -2.0 0.0 0.0 mol hydronium 453624"
|
||||||
|
|
||||||
|
velocity all create 100 5463576
|
||||||
|
|
||||||
|
fix 1 all nve
|
||||||
|
fix 2 all alchemy
|
||||||
|
|
||||||
|
dump 1 all atom 100 ${name}.lammpstrj
|
||||||
|
dump_modify 1 sort id
|
||||||
|
|
||||||
|
thermo_style custom step temp press etotal pe ke f_2[*]
|
||||||
|
thermo 100
|
||||||
|
|
||||||
|
reset_timestep 100
|
||||||
|
run 10000 start 0 stop 20000
|
||||||
24
examples/PACKAGES/alchemy/oh-.mol
Normal file
24
examples/PACKAGES/alchemy/oh-.mol
Normal file
@ -0,0 +1,24 @@
|
|||||||
|
# Hydroxyl ion. SPC/E model.
|
||||||
|
|
||||||
|
2 atoms
|
||||||
|
1 bonds
|
||||||
|
|
||||||
|
Coords
|
||||||
|
|
||||||
|
1 0.5 0.0 0.0
|
||||||
|
2 -0.5 0.0 0.0
|
||||||
|
|
||||||
|
Types
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1
|
||||||
|
2 2
|
||||||
|
|
||||||
|
Charges
|
||||||
|
|
||||||
|
1 -1.1354
|
||||||
|
2 0.1354
|
||||||
|
|
||||||
|
Bonds
|
||||||
|
|
||||||
|
1 1 1 2
|
||||||
|
|
||||||
134
src/REPLICA/fix_alchemy.cpp
Normal file
134
src/REPLICA/fix_alchemy.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,134 @@
|
|||||||
|
/* ----------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
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_alchemy.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "atom.h"
|
||||||
|
#include "comm.h"
|
||||||
|
#include "error.h"
|
||||||
|
#include "memory.h"
|
||||||
|
#include "universe.h"
|
||||||
|
#include "update.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
using namespace LAMMPS_NS;
|
||||||
|
using namespace FixConst;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
static double get_lambda(const bigint &step, const bigint &begin, const bigint &end, int iworld)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
double lambda = step - begin;
|
||||||
|
if (lambda != 0.0) lambda /= end - begin;
|
||||||
|
if (iworld == 0) lambda = 1.0 - lambda;
|
||||||
|
return lambda;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
FixAlchemy::FixAlchemy(LAMMPS *lmp, int narg, char **arg) : Fix(lmp, narg, arg), coordbuf(nullptr)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
lambda = epot[0] = epot[1] = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
no_change_box = 1;
|
||||||
|
vector_flag = 1;
|
||||||
|
size_vector = 3;
|
||||||
|
extvector = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
// set up communicators
|
||||||
|
if (universe->nworlds != 2) error->all(FLERR, "Must use exactly two partitions");
|
||||||
|
int color = comm->me;
|
||||||
|
int key = universe->iworld;
|
||||||
|
MPI_Comm_split(universe->uworld, color, key, &samerank);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (narg != 3) error->all(FLERR, "Incorrect number of arguments for fix alchemy");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
FixAlchemy::~FixAlchemy()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
MPI_Comm_free(&samerank);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
int FixAlchemy::setmask()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int mask = 0;
|
||||||
|
mask |= POST_INTEGRATE;
|
||||||
|
mask |= POST_FORCE;
|
||||||
|
return mask;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixAlchemy::init() {}
|
||||||
|
|
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|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixAlchemy::setup(int /*vflag*/)
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|
{
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|
const int nall = atom->nlocal;
|
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|
const auto tag = atom->tag;
|
||||||
|
const auto x = atom->x;
|
||||||
|
|
||||||
|
memory->destroy(coordbuf);
|
||||||
|
memory->create(coordbuf, 4 * sizeof(double) * nall, "alchemy:coordbuf");
|
||||||
|
|
||||||
|
if (universe->iworld == 0) {
|
||||||
|
int m = 0;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nall; ++i) {
|
||||||
|
coordbuf[m++] = ubuf(tag[i]).d;
|
||||||
|
coordbuf[m++] = x[i][0];
|
||||||
|
coordbuf[m++] = x[i][1];
|
||||||
|
coordbuf[m++] = x[i][2];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
MPI_Bcast(coordbuf, 4 * nall, MPI_DOUBLE, 0, samerank);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (universe->iworld == 1) {
|
||||||
|
int m = 0;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nall; ++i) {
|
||||||
|
tagint mytag = (tagint) ubuf(coordbuf[m++]).i;
|
||||||
|
x[atom->map(mytag)][0] = coordbuf[m++];
|
||||||
|
x[atom->map(mytag)][1] = coordbuf[m++];
|
||||||
|
x[atom->map(mytag)][2] = coordbuf[m++];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
lambda = get_lambda(update->ntimestep, update->beginstep, update->endstep, universe->iworld);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixAlchemy::post_integrate()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int nall = 3 * (atom->nlocal + atom->nghost);
|
||||||
|
// MPI_Bcast(&atom->x[0][0], nall, MPI_DOUBLE, 0, samerank);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
void FixAlchemy::post_force(int /*vflag*/)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
lambda = get_lambda(update->ntimestep, update->beginstep, update->endstep, universe->iworld);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* ---------------------------------------------------------------------- */
|
||||||
|
|
||||||
|
double FixAlchemy::compute_vector(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n == 0) return lambda;
|
||||||
|
return epot[n - 1];
|
||||||
|
}
|
||||||
49
src/REPLICA/fix_alchemy.h
Normal file
49
src/REPLICA/fix_alchemy.h
Normal file
@ -0,0 +1,49 @@
|
|||||||
|
/* -*- 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(alchemy,FixAlchemy);
|
||||||
|
// clang-format on
|
||||||
|
#else
|
||||||
|
|
||||||
|
#ifndef LMP_FIX_ALCHEMY_H
|
||||||
|
#define LMP_FIX_ALCHEMY_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "fix.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace LAMMPS_NS {
|
||||||
|
|
||||||
|
class FixAlchemy : public Fix {
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
FixAlchemy(class LAMMPS *, int, char **);
|
||||||
|
~FixAlchemy() override;
|
||||||
|
|
||||||
|
int setmask() override;
|
||||||
|
void init() override;
|
||||||
|
void setup(int) override;
|
||||||
|
void post_integrate() override;
|
||||||
|
void post_force(int) override;
|
||||||
|
double compute_vector(int) override;
|
||||||
|
|
||||||
|
protected:
|
||||||
|
MPI_Comm samerank;
|
||||||
|
MPI_Comm rankzero;
|
||||||
|
double *coordbuf;
|
||||||
|
double lambda; // changes from 0 to 1 during run
|
||||||
|
double epot[2]; // last (unscaled) potential energy from each replica
|
||||||
|
};
|
||||||
|
} // namespace LAMMPS_NS
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
#endif
|
||||||
Reference in New Issue
Block a user