src/gromacs/applied_forces/tests/electricfield.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2015,2016,2017,2018,2019,2020, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35 /*! \internal \file
  36  * \brief
  37  * Tests for functionality of the electric field module.
  38  *
  39  * \author David van der Spoel <david.vanderspoel@icm.uu.se>
  40  * \ingroup module_applied_forces
  41  */
  42 #include "gmxpre.h"
  43
  44 #include "gromacs/applied_forces/electricfield.h"
  45
  46 #include <gtest/gtest.h>
  47
  48 #include "gromacs/gmxlib/network.h"
  49 #include "gromacs/math/paddedvector.h"
  50 #include "gromacs/mdlib/forcerec.h"
  51 #include "gromacs/mdtypes/enerdata.h"
  52 #include "gromacs/mdtypes/forceoutput.h"
  53 #include "gromacs/mdtypes/iforceprovider.h"
  54 #include "gromacs/mdtypes/imdmodule.h"
  55 #include "gromacs/mdtypes/imdpoptionprovider.h"
  56 #include "gromacs/mdtypes/inputrec.h"
  57 #include "gromacs/mdtypes/mdatom.h"
  58 #include "gromacs/options/options.h"
  59 #include "gromacs/options/treesupport.h"
  60 #include "gromacs/utility/arrayref.h"
  61 #include "gromacs/utility/keyvaluetreebuilder.h"
  62 #include "gromacs/utility/keyvaluetreetransform.h"
  63 #include "gromacs/utility/real.h"
  64 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  65 #include "gromacs/utility/stringcompare.h"
  66 #include "gromacs/utility/stringutil.h"
  67
  68 #include "testutils/testasserts.h"
  69
  70 namespace gmx
  71 {
  72 namespace test
  73 {
  74 namespace
  75 {
  76
  77 /********************************************************************
  78  * ElectricFieldTest
  79  */
  80
  81 class ElectricFieldTest : public ::testing::Test
  82 {
  83 public:
  84     static void test(int dim, real E0, real omega, real t0, real sigma, real expectedValue)
  85     {
  86         // Make the electric field module
  87         auto module = createElectricFieldModule();
  88
  89         // Fill the module as if from .mdp inputs
  90         {
  91             const char* dimXYZ[3] = { "x", "y", "z" };
  92             GMX_RELEASE_ASSERT(dim >= 0 && dim < DIM, "Dimension should be 0, 1 or 2");
  93
  94             KeyValueTreeBuilder mdpValues;
  95             mdpValues.rootObject().addValue(formatString("electric-field-%s", dimXYZ[dim]),
  96                                             formatString("%g %g %g %g", E0, omega, t0, sigma));
  97
  98             KeyValueTreeTransformer transform;
  99             transform.rules()->addRule().keyMatchType("/", StringCompareType::CaseAndDashInsensitive);
 100             module->mdpOptionProvider()->initMdpTransform(transform.rules());
 101             auto    result = transform.transform(mdpValues.build(), nullptr);
 102             Options moduleOptions;
 103             module->mdpOptionProvider()->initMdpOptions(&moduleOptions);
 104             assignOptionsFromKeyValueTree(&moduleOptions, result.object(), nullptr);
 105         }
 106
 107         // Prepare a ForceProviderInput
 108         t_mdatoms         md;
 109         std::vector<real> chargeA{ 1 };
 110         md.homenr                   = ssize(chargeA);
 111         md.chargeA                  = chargeA.data();
 112         CommrecHandle      cr       = init_commrec(MPI_COMM_WORLD, nullptr);
 113         matrix             boxDummy = { { 0, 0, 0 }, { 0, 0, 0 }, { 0, 0, 0 } };
 114         ForceProviderInput forceProviderInput({}, md, 0.0, boxDummy, *cr);
 115
 116         // Prepare a ForceProviderOutput
 117         PaddedVector<RVec>  f = { { 0, 0, 0 } };
 118         ForceWithVirial     forceWithVirial(f, true);
 119         gmx_enerdata_t      enerdDummy(1, 0);
 120         ForceProviderOutput forceProviderOutput(&forceWithVirial, &enerdDummy);
 121
 122         // Use the ForceProviders to calculate forces
 123         ForceProviders forceProviders;
 124         module->initForceProviders(&forceProviders);
 125         forceProviders.calculateForces(forceProviderInput, &forceProviderOutput);
 126
 127         FloatingPointTolerance tolerance(relativeToleranceAsFloatingPoint(1.0, 0.005));
 128         EXPECT_REAL_EQ_TOL(f[0][dim], expectedValue, tolerance);
 129     }
 130 };
 131
 132 TEST_F(ElectricFieldTest, Static)
 133 {
 134     test(0, 1, 0, 0, 0, 96.4853363);
 135 }
 136
 137 TEST_F(ElectricFieldTest, Oscillating)
 138 {
 139     test(0, 1, 5, 0.2, 0, 96.4853363);
 140 }
 141
 142 TEST_F(ElectricFieldTest, Pulsed)
 143 {
 144     test(0, 1, 5, 0.5, 1, -68.215782);
 145 }
 146
 147 } // namespace
 148 } // namespace test
 149 } // namespace gmx