src/gromacs/mdlib/vcm.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2013,2014,2015,2016,2017,2018,2019, by the GROMACS development team, led by
   7  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   8  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   9  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  10  *
  11  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  13  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  14  * of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with GROMACS; if not, see
  23  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  24  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  25  *
  26  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  27  * consider that scientific software is very special. Version
  28  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  29  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  30  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  31  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  32  * official version at http://www.gromacs.org.
  33  *
  34  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  35  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  36  */
  37 #ifndef GMX_MDLIB_VCM_H
  38 #define GMX_MDLIB_VCM_H
  39
  40 #include <stdio.h>
  41
  42 #include <vector>
  43
  44 #include "gromacs/math/vectypes.h"
  45 #include "gromacs/mdtypes/mdatom.h"
  46 #include "gromacs/utility/basedefinitions.h"
  47 #include "gromacs/utility/real.h"
  48
  49 struct SimulationGroups;
  50 struct t_inputrec;
  51 struct t_mdatoms;
  52
  53 struct t_vcm_thread{
  54     rvec      p    = {0};   /* Linear momentum                     */
  55     rvec      x    = {0};   /* Center of mass                      */
  56     rvec      j    = {0};   /* Angular momentum                    */
  57     tensor    i    = {{0}}; /* Moment of inertia                   */
  58     real      mass = 0;     /* Mass                                */
  59 };
  60
  61 struct t_vcm
  62 {
  63     int                       nr;         /* Number of groups                    */
  64     int                       size;       /* Size of group arrays                */
  65     int                       stride;     /* Stride for thread data              */
  66     int                       mode;       /* One of the enums above              */
  67     int                       ndim;       /* The number of dimensions for corr.  */
  68     real                      timeStep;   /* The time step for COMM removal      */
  69     std::vector<real>         group_ndf;  /* Number of degrees of freedom        */
  70     std::vector<real>         group_mass; /* Mass per group                      */
  71     std::vector<gmx::RVec>    group_p;    /* Linear momentum per group           */
  72     std::vector<gmx::RVec>    group_v;    /* Linear velocity per group           */
  73     std::vector<gmx::RVec>    group_x;    /* Center of mass per group            */
  74     std::vector<gmx::RVec>    group_j;    /* Angular momentum per group          */
  75     std::vector<gmx::RVec>    group_w;    /* Angular velocity (omega)            */
  76     tensor                   *group_i;    /* Moment of inertia per group         */
  77     std::vector<char *>       group_name; /* These two are copies to pointers in */
  78     ivec                     *nFreeze;    /* Tells whether dimensions are frozen per freeze group */
  79     std::vector<t_vcm_thread> thread_vcm; /* Temporary data per thread and group */
  80
  81     t_vcm(const SimulationGroups &groups, const t_inputrec &ir);
  82     ~t_vcm();
  83 };
  84
  85 /* print COM removal info to log */
  86 void reportComRemovalInfo(FILE * fp, const t_vcm &vcm);
  87
  88
  89 /* Do a per group center of mass things */
  90 void calc_vcm_grp(int start, int homenr, t_mdatoms *md,
  91                   rvec x[], rvec v[], t_vcm *vcm);
  92
  93 /* Set the COM velocity to zero and potentially correct the COM position.
  94  *
  95  * With linear modes nullptr can be passed for x.
  96  */
  97 void do_stopcm_grp(const t_mdatoms &mdatoms,
  98                    rvec x[], rvec v[], const t_vcm &vcm);
  99
 100 void check_cm_grp(FILE *fp, t_vcm *vcm, t_inputrec *ir, real Temp_Max);
 101
 102 #endif