Add equation numbers in reference manual
authorPaul Bauer <paul.bauer.q@gmail.com>
Sat, 27 Oct 2018 14:25:32 +0000 (16:25 +0200)
committerErik Lindahl <erik.lindahl@gmail.com>
Wed, 31 Oct 2018 05:28:01 +0000 (06:28 +0100)
Went through the reference manual and added equation numbers to all
equations, as Sphinx only numbers those with a label.

Also performed some formatting fixes.

Change-Id: If37b3a0a9b9def9b7428bdbd01c13b0b685933a1

42 files changed:
docs/reference-manual/algorithms/brownian-dynamics.rst
docs/reference-manual/algorithms/constraint-algorithms.rst
docs/reference-manual/algorithms/energy-minimization.rst
docs/reference-manual/algorithms/expanded-ensemble.rst
docs/reference-manual/algorithms/free-energy-calculations.rst
docs/reference-manual/algorithms/molecular-dynamics.rst
docs/reference-manual/algorithms/normal-mode-analysis.rst
docs/reference-manual/algorithms/parallelization-domain-decomp.rst
docs/reference-manual/algorithms/replica-exchange.rst
docs/reference-manual/algorithms/shell-molecular-dynamics.rst
docs/reference-manual/analysis/bond-angle-dihedral.rst
docs/reference-manual/analysis/correlation-function.rst
docs/reference-manual/analysis/covariance-analysis.rst
docs/reference-manual/analysis/curve-fitting.rst
docs/reference-manual/analysis/dihedral-pca.rst
docs/reference-manual/analysis/general-properties.rst
docs/reference-manual/analysis/mean-square-displacement.rst
docs/reference-manual/analysis/plots/sgangle.pdf
docs/reference-manual/analysis/plots/sgangle.svg
docs/reference-manual/analysis/radial-distribution-function.rst
docs/reference-manual/analysis/using-groups.rst
docs/reference-manual/averages.rst
docs/reference-manual/definitions.rst
docs/reference-manual/details.rst
docs/reference-manual/functions/bonded-interactions.rst
docs/reference-manual/functions/free-energy-interactions.rst
docs/reference-manual/functions/interaction-methods.rst
docs/reference-manual/functions/long-range-electrostatics.rst
docs/reference-manual/functions/long-range-vdw.rst
docs/reference-manual/functions/nonbonded-interactions.rst
docs/reference-manual/functions/polarization.rst
docs/reference-manual/functions/restraints.rst
docs/reference-manual/introduction.rst
docs/reference-manual/special/awh.rst
docs/reference-manual/special/comp-electrophys.rst
docs/reference-manual/special/enforced-rotation.rst
docs/reference-manual/special/free-energy-implementation.rst
docs/reference-manual/special/pulling.rst
docs/reference-manual/special/qmmm.rst
docs/reference-manual/special/tabulated-interaction-functions.rst
docs/reference-manual/special/viscosity-calculation.rst
docs/reference-manual/topologies/parameter-files.rst

index e7d3606256b4112600c4eef0ac5ca9dd874589a4..8305dac58be9a54b789c2dc9e9220366651f361b 100644 (file)
@@ -7,6 +7,7 @@ over-damped systems, *i.e.* systems in which the inertia effects are
 negligible. The equation is
 
 .. math:: {{\mbox{d}}\mathbf{r}_i \over {\mbox{d}}t} = \frac{1}{\gamma_i} \mathbf{F}_i(\mathbf{r}) + {\stackrel{\circ}{\mathbf{r}}}_i
+          :label: eqnbrowniandyn
 
 where :math:`\gamma_i` is the friction coefficient
 :math:`[\mbox{amu/ps}]` and
@@ -15,11 +16,10 @@ process with
 :math:`\langle {\stackrel{\circ}{r}}_i\!\!(t) {\stackrel{\circ}{r}}_j\!\!(t+s) \rangle = 2 \delta(s) \delta_{ij} k_B T / \gamma_i`.
 In |Gromacs| the equations are integrated with a simple, explicit scheme
 
-.. math::
-
-   \mathbf{r}_i(t+\Delta t) = \mathbf{r}_i(t) +
-           {\Delta t \over \gamma_i} \mathbf{F}_i(\mathbf{r}(t)) 
-           + \sqrt{2 k_B T {\Delta t \over \gamma_i}}\, {\mathbf{r}^G}_i,
+.. math:: \mathbf{r}_i(t+\Delta t) = \mathbf{r}_i(t) +
+          {\Delta t \over \gamma_i} \mathbf{F}_i(\mathbf{r}(t)) 
+          + \sqrt{2 k_B T {\Delta t \over \gamma_i}}\, {\mathbf{r}^G}_i,
+          :label: eqnbrowniandynint
 
 where :math:`{\mathbf{r}^G}_i` is Gaussian distributed
 noise with :math:`\mu = 0`, :math:`\sigma = 1`. The friction
index 5431355c7b55b3878e71ecf9e371d9dd97109058..baa12db8311e9cc421e4e9d6a312b32ce49e069f 100644 (file)
@@ -13,10 +13,10 @@ SHAKE
 The SHAKE \ :ref:`46 <refRyckaert77>` algorithm changes a
 set of unconstrained coordinates :math:`\mathbf{r}^{'}` to
 a set of coordinates :math:`\mathbf{r}''` that fulfill a
-list of distance constraints, using a set
-:math:`\mathbf{r}` reference, as
+list of distance constraints, using a set :math:`\mathbf{r}` reference, as
 
 .. math:: {\rm SHAKE}(\mathbf{r}^{'} \rightarrow \mathbf{r}'';\, \mathbf{r})
+          :label: eqnshakebase
 
 This action is consistent with solving a set of Lagrange multipliers in
 the constrained equations of motion. SHAKE needs a *relative tolerance*;
@@ -29,29 +29,25 @@ Assume the equations of motion must fulfill :math:`K` holonomic
 constraints, expressed as
 
 .. math:: \sigma_k(\mathbf{r}_1 \ldots \mathbf{r}_N) = 0; \;\; k=1 \ldots K.
+          :label: eqnshakemotconstr
 
-For example,
-:math:`(\mathbf{r}_1 - \mathbf{r}_2)^2 - b^2 = 0`.
+For example, :math:`(\mathbf{r}_1 - \mathbf{r}_2)^2 - b^2 = 0`.
 Then the forces are defined as
 
-.. math::
-
-   - \frac{\partial}{\partial \mathbf{r}_i} \left( V + \sum_{k=1}^K \lambda_k
-   \sigma_k \right),
+.. math:: - \frac{\partial}{\partial \mathbf{r}_i} \left( V + \sum_{k=1}^K \lambda_k
+          \sigma_k \right),
+          :label: eqnshakeforce
 
 where :math:`\lambda_k` are Lagrange multipliers which must be solved
 to fulfill the constraint equations. The second part of this sum
-determines the *constraint forces* :math:`\mathbf{G}_i`,
-defined by
-
-.. math::
+determines the *constraint forces* :math:`\mathbf{G}_i`, defined by
 
-   \mathbf{G}_i = -\sum_{k=1}^K \lambda_k \frac{\partial \sigma_k}{\partial
-   \mathbf{r}_i}
+.. math:: \mathbf{G}_i = -\sum_{k=1}^K \lambda_k \frac{\partial \sigma_k}{\partial
+          \mathbf{r}_i}
+          :label: eqnshakeconstrforces
 
 The displacement due to the constraint forces in the leap-frog or
-Verlet algorithm is equal to
-:math:`(\mathbf{G}_i/m_i)({{\Delta t}})^2`. Solving the
+Verlet algorithm is equal to :math:`(\mathbf{G}_i/m_i)({{\Delta t}})^2`. Solving the
 Lagrange multipliers (and hence the displacements) requires the solution
 of a set of coupled equations of the second degree. These are solved
 iteratively by SHAKE. :ref:`settle` 
@@ -141,15 +137,18 @@ equation shows how the new constrained coordinates
 coordinates :math:`\mathbf{r}_{n+1}^{unc}` by
 
 .. math::  \begin{array}{c}
-     \mathbf{r}_{n+1}=(\mathbf{I}-\mathbf{T}_n \mathbf{B}_n) \mathbf{r}_{n+1}^{unc} + {\mathbf{T}}_n \mathbf{d}=  
-     \\[2mm]
-     \mathbf{r}_{n+1}^{unc} - 
-   {{\mathbf{M}}^{-1}}\mathbf{B}_n ({\mathbf{B}}_n {{\mathbf{M}}^{-1}}{\mathbf{B}}_n^T)^{-1} ({\mathbf{B}}_n \mathbf{r}_{n+1}^{unc} - \mathbf{d}) 
-   \end{array}
-   :label: eqnm0
+           \mathbf{r}_{n+1}=(\mathbf{I}-\mathbf{T}_n \mathbf{B}_n) \mathbf{r}_{n+1}^{unc} + {\mathbf{T}}_n \mathbf{d}=  
+           \\[2mm]
+           \mathbf{r}_{n+1}^{unc} - 
+           {{\mathbf{M}}^{-1}}\mathbf{B}_n ({\mathbf{B}}_n {{\mathbf{M}}^{-1}}{\mathbf{B}}_n^T)^{-1} ({\mathbf{B}}_n \mathbf{r}_{n+1}^{unc} - \mathbf{d}) 
+           \end{array}
+           :label: eqnm0
 
 where
-:math:`{\mathbf{T}}= {{\mathbf{M}}^{-1}}{\mathbf{B}}^T ({\mathbf{B}}{{\mathbf{M}}^{-1}}{\mathbf{B}}^T)^{-1}`.
+
+.. math:: {\mathbf{T}}= {{\mathbf{M}}^{-1}}{\mathbf{B}}^T ({\mathbf{B}}{{\mathbf{M}}^{-1}}{\mathbf{B}}^T)^{-1}
+          :label: eqnnm01
+
 The derivation of this equation from :eq:`eqns. %s <eqnc1>` and
 :eq:`%s <eqnc2>` can be found in :ref:`49 <refHess97>`.
 
@@ -159,13 +158,13 @@ the bonds. To correct for the rotation of bond :math:`i`, the projection
 of the bond, :math:`p_i`, on the old direction is set to
 
 .. math::  p_i=\sqrt{2 d_i^2 - l_i^2},
-   :label: eqnm1a
+           :label: eqnm1a
 
 where :math:`l_i` is the bond length after the first projection. The
 corrected positions are
 
 .. math::  \mathbf{r}_{n+1}^*=(\mathbf{I}-\mathbf{T}_n \mathbf{B}_n)\mathbf{r}_{n+1} + {\mathbf{T}}_n \mathbf{p}.
-   :label: eqnm1b
+           :label: eqnm1b
 
 This correction for rotational effects is actually an iterative
 process, but during MD only one iteration is applied. The relative
index b0024299ea0852a50cb783e267c6b2966869bbe8..4fbb774a73bae51bbc84a1d4e6c3c75f9f4ead10 100644 (file)
@@ -22,6 +22,7 @@ First the forces :math:`\mathbf{F}` and potential energy
 are calculated. New positions are calculated by
 
   .. math:: \mathbf{r}_{n+1} =  \mathbf{r}_n + \frac{\mathbf{F}_n}{\max (|\mathbf{F}_n|)} h_n,
+            :label: eqnEMpos
 
 where :math:`h_n` is the maximum displacement and
 :math:`\mathbf{F}_n` is the force, or the negative
@@ -46,6 +47,7 @@ made too tight to avoid endless iterations. A reasonable value for
 :math:`T`. This value is
 
 .. math:: f = 2 \pi \nu \sqrt{ 2mkT},
+          :label: eqnEMharmosc
 
 where :math:`\nu` is the oscillator frequency, :math:`m` the (reduced)
 mass, and :math:`k` Boltzmann’s constant. For a weak oscillator with a
index a753bf608e3675874cfc757c74b5c072c49972ed..4513716f81d5491642b29da278ecf7cd54dcebf9 100644 (file)
@@ -7,6 +7,7 @@ variables that can be sampled over. The probability of any given state
 can be written as:
 
 .. math:: P(\vec{x},k) \propto \exp\left(-\beta_k U_k + g_k\right),
+          :label: eqnexpandensemble
 
 where :math:`\beta_k = \frac{1}{k_B T_k}` is the :math:`\beta`
 corresponding to the :math:`k`\ th thermodynamic state, and :math:`g_k`
index d527c12c718546efe36944ce640f4c585c6ff670..383fbef0971f824a30a7c5a6e492081db403dd1f 100644 (file)
@@ -66,6 +66,7 @@ H=H(p,q;\lambda)` in such a way that :math:`\lambda=0` describes system
 A and :math:`\lambda=1` describes system B:
 
 .. math:: H(p,q;0)=H{^{\mathrm{A}}}(p,q);~~~~ H(p,q;1)=H{^{\mathrm{B}}}(p,q).
+          :label: eqnddgHamiltonian
 
 In |Gromacs|, the functional form of the :math:`\lambda`-dependence is
 different for the various force-field contributions and is described in
@@ -79,27 +80,25 @@ related to the partition function :math:`\Delta` of an :math:`N,p,T`
 ensemble, which is assumed to be the equilibrium ensemble generated by a
 MD simulation at constant pressure and temperature:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-    A(\lambda) &=&  -k_BT \ln Q \\
-    Q &=& c \int\!\!\int \exp[-\beta H(p,q;\lambda)]\,dp\,dq \\
-    G(\lambda) &=&  -k_BT \ln \Delta \\
-    \Delta &=& c \int\!\!\int\!\!\int \exp[-\beta H(p,q;\lambda) -\beta
-   pV]\,dp\,dq\,dV \\
-   G &=& A + pV, \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+           A(\lambda) &=&  -k_BT \ln Q \\
+           Q &=& c \int\!\!\int \exp[-\beta H(p,q;\lambda)]\,dp\,dq \\
+           G(\lambda) &=&  -k_BT \ln \Delta \\
+           \Delta &=& c \int\!\!\int\!\!\int \exp[-\beta H(p,q;\lambda) -\beta
+          pV]\,dp\,dq\,dV \\
+          G &=& A + pV, \end{aligned}
+          :label: eqnddgGibs
 
 where :math:`\beta = 1/(k_BT)` and :math:`c = (N! h^{3N})^{-1}`. These
 integrals over phase space cannot be evaluated from a simulation, but it
 is possible to evaluate the derivative with respect to :math:`\lambda`
 as an ensemble average:
 
-.. math::
-
-   \frac{dA}{d\lambda} =  \frac{\int\!\!\int (\partial H/ \partial
-   \lambda) \exp[-\beta H(p,q;\lambda)]\,dp\,dq}{\int\!\!\int \exp[-\beta
-   H(p,q;\lambda)]\,dp\,dq} = 
-   \left\langle \frac{\partial H}{\partial \lambda} \right\rangle_{NVT;\lambda},
+.. math:: \frac{dA}{d\lambda} =  \frac{\int\!\!\int (\partial H/ \partial
+          \lambda) \exp[-\beta H(p,q;\lambda)]\,dp\,dq}{\int\!\!\int \exp[-\beta
+          H(p,q;\lambda)]\,dp\,dq} = 
+          \left\langle \frac{\partial H}{\partial \lambda} \right\rangle_{NVT;\lambda},
+          :label: eqnddgensembleave
 
 with a similar relation for :math:`dG/d\lambda` in the :math:`N,p,T`
 ensemble. The difference in free energy between A and B can be found by
@@ -125,10 +124,9 @@ system A at pressure :math:`p` and volume :math:`V` and ending with
 system B at pressure :math:`p_B`, by applying the following small (but,
 in principle, exact) correction:
 
-.. math::
-
-   G{^{\mathrm{B}}}(p)-G{^{\mathrm{A}}}(p) =
-   A{^{\mathrm{B}}}(V)-A{^{\mathrm{A}}}(V) - \int_p^{p{^{\mathrm{B}}}}[V{^{\mathrm{B}}}(p')-V]\,dp'
+.. math:: G{^{\mathrm{B}}}(p)-G{^{\mathrm{A}}}(p) =
+          A{^{\mathrm{B}}}(V)-A{^{\mathrm{A}}}(V) - \int_p^{p{^{\mathrm{B}}}}[V{^{\mathrm{B}}}(p')-V]\,dp'
+          :label: eqnddgpresscorr
 
 Here we omitted the constant :math:`T` from the notation. This
 correction is roughly equal to
index 378112531e4d14406e879f7909f74105be3c1a7c..e881a0f2a2c8cd18a21b25f26299abc37a296706 100644 (file)
@@ -90,6 +90,7 @@ not available, the program can generate initial atomic velocities
 :math:`T`:
 
 .. math:: p(v_i) = \sqrt{\frac{m_i}{2 \pi kT}}\exp\left(-\frac{m_i v_i^2}{2kT}\right)
+          :label: eqnmaxwellboltzman
 
 where :math:`k` is Boltzmann’s constant (see chapter :ref:`defunits`). To
 accomplish this, normally distributed random numbers are generated by
@@ -273,70 +274,67 @@ surrounded by all :math:`j` particles that are of type 2 with number
 density :math:`\rho_2`, when the inter-particle distance changes from
 :math:`r_0` to :math:`r_t`, as:
 
-.. math::
-
-   \langle \Delta V \rangle =
-   \int_{0}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 V(r_t) G\!\left(\frac{r_t-r_0}{\sigma}\right) d r_0\, d r_t
+.. math:: \langle \Delta V \rangle =
+          \int_{0}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 V(r_t) G\!\left(\frac{r_t-r_0}{\sigma}\right) d r_0\, d r_t
+          :label: eqnverletbufenergy
 
 To evaluate this analytically, we need to make some approximations.
 First we replace :math:`V(r_t)` by a Taylor expansion around
 :math:`r_c`, then we can move the lower bound of the integral over
 :math:`r_0` to :math:`-\infty` which will simplify the result:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \langle \Delta V \rangle &\approx&
-   \int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 \Big[ V'(r_c) (r_t - r_c) +
-   \nonumber\\
-   & &
-   \phantom{\int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 \Big[}
-   V''(r_c)\frac{1}{2}(r_t - r_c)^2 +
-   \nonumber\\
-   & &
-   \phantom{\int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 \Big[}
-     V'''(r_c)\frac{1}{6}(r_t - r_c)^3 +
-     \nonumber\\
-   & &
-   \phantom{\int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 \Big[}
-     O \! \left((r_t - r_c)^4 \right)\Big] G\!\left(\frac{r_t-r_0}{\sigma}\right) d r_0 \, d r_t\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \langle \Delta V \rangle &\approx&
+          \int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 \Big[ V'(r_c) (r_t - r_c) +
+          \nonumber\\
+          & &
+          \phantom{\int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 \Big[}
+          V''(r_c)\frac{1}{2}(r_t - r_c)^2 +
+          \nonumber\\
+          & &
+          \phantom{\int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 \Big[}
+            V'''(r_c)\frac{1}{6}(r_t - r_c)^3 +
+            \nonumber\\
+          & &
+          \phantom{\int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty 4 \pi r_0^2 \rho_2 \Big[}
+            O \! \left((r_t - r_c)^4 \right)\Big] G\!\left(\frac{r_t-r_0}{\sigma}\right) d r_0 \, d r_t\end{aligned}
+          :label: eqnverletaylor
 
 Replacing the factor :math:`r_0^2` by :math:`(r_\ell + \sigma)^2`,
 which results in a slight overestimate, allows us to calculate the
 integrals analytically:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \langle \Delta V \rangle \!
-   &\approx&
-   4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2
-   \int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty \Big[ V'(r_c) (r_t - r_c) +
-   \nonumber\\
-   & &
-   \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty \Big[}
-   V''(r_c)\frac{1}{2}(r_t - r_c)^2 +
-   \nonumber\\
-   & &
-   \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty \Big[}
-   V'''(r_c)\frac{1}{6}(r_t - r_c)^3 \Big] G\!\left(\frac{r_t-r_0}{\sigma}\right)
-   d r_0 \, d r_t\\
-   &=&
-   4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \bigg\{
-   \frac{1}{2}V'(r_c)\left[r_b \sigma G\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) - (r_b^2+\sigma^2)E\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) \right] +
-   \nonumber\\
-   & &
-   \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \bigg\{ }
-   \frac{1}{6}V''(r_c)\left[ \sigma(r_b^2+2\sigma^2) G\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) - r_b(r_b^2+3\sigma^2 ) E\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) \right] +
-   \nonumber\\
-   & &
-   \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \bigg\{ }
-   \frac{1}{24}V'''(r_c)\bigg[ r_b\sigma(r_b^2+5\sigma^2) G\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right)
-   \nonumber\\
-   & &
-   \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \bigg\{ \frac{1}{24}V'''(r_c)\bigg[ }
-    - (r_b^4+6r_b^2\sigma^2+3\sigma^4 ) E\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) \bigg]
-   \bigg\}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \langle \Delta V \rangle \!
+          &\approx&
+          4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2
+          \int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty \Big[ V'(r_c) (r_t - r_c) +
+          \nonumber\\
+          & &
+          \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty \Big[}
+          V''(r_c)\frac{1}{2}(r_t - r_c)^2 +
+          \nonumber\\
+          & &
+          \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \int_{-\infty}^{r_c} \int_{r_\ell}^\infty \Big[}
+          V'''(r_c)\frac{1}{6}(r_t - r_c)^3 \Big] G\!\left(\frac{r_t-r_0}{\sigma}\right)
+          d r_0 \, d r_t\\
+          &=&
+          4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \bigg\{
+          \frac{1}{2}V'(r_c)\left[r_b \sigma G\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) - (r_b^2+\sigma^2)E\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) \right] +
+          \nonumber\\
+          & &
+          \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \bigg\{ }
+          \frac{1}{6}V''(r_c)\left[ \sigma(r_b^2+2\sigma^2) G\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) - r_b(r_b^2+3\sigma^2 ) E\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) \right] +
+          \nonumber\\
+          & &
+          \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \bigg\{ }
+          \frac{1}{24}V'''(r_c)\bigg[ r_b\sigma(r_b^2+5\sigma^2) G\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right)
+          \nonumber\\
+          & &
+          \phantom{4 \pi (r_\ell+\sigma)^2 \rho_2 \bigg\{ \frac{1}{24}V'''(r_c)\bigg[ }
+           - (r_b^4+6r_b^2\sigma^2+3\sigma^4 ) E\!\left(\frac{r_b}{\sigma}\right) \bigg]
+          \bigg\}\end{aligned}
+          :label: eqnverletanalytical
 
 where :math:`G(x)` is a Gaussian distribution with 0 mean and unit
 variance and :math:`E(x)=\frac{1}{2}\mathrm{erfc}(x/\sqrt{2})`. We
@@ -452,14 +450,13 @@ Due to :eq:`eqns. %s <eqnboxrot>` and
 :math:`{\mathbf{r}_{ij}}` connecting images within the
 cut-off :math:`R_c` can be found by constructing:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mathbf{r}'''   & = & \mathbf{r}_j-\mathbf{r}_i \\
-   \mathbf{r}''    & = & \mathbf{r}''' - \mathbf{c}*\mathrm{round}(r'''_z/c_z) \\
-   \mathbf{r}'     & = & \mathbf{r}'' - \mathbf{b}*\mathrm{round}(r''_y/b_y) \\
-   \mathbf{r}_{ij} & = & \mathbf{r}' - \mathbf{a}*\mathrm{round}(r'_x/a_x)
-   \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mathbf{r}'''   & = & \mathbf{r}_j-\mathbf{r}_i \\
+          \mathbf{r}''    & = & \mathbf{r}''' - \mathbf{c}*\mathrm{round}(r'''_z/c_z) \\
+          \mathbf{r}'     & = & \mathbf{r}'' - \mathbf{b}*\mathrm{round}(r''_y/b_y) \\
+          \mathbf{r}_{ij} & = & \mathbf{r}' - \mathbf{a}*\mathrm{round}(r'_x/a_x)
+          \end{aligned}
+          :label: eqnsearchvec
 
 When distances between two particles in a triclinic box are needed that
 do not obey :eq:`eqn. %s <eqnboxrot>`, many shifts of
@@ -558,6 +555,7 @@ The temperature is given by the total kinetic energy of the
 :math:`N`-particle system:
 
 .. math:: E_{kin} = {\frac{1}{2}}\sum_{i=1}^N m_i v_i^2
+          :label: eqntempEkin
 
 From this the absolute temperature :math:`T` can be computed using:
 
@@ -568,6 +566,7 @@ where :math:`k` is Boltzmann’s constant and :math:`N_{df}` is the
 number of degrees of freedom which can be computed from:
 
 .. math:: N_{\mathrm{df}}  ~=~     3 N - N_c - N_{\mathrm{com}}
+          :label: eqndofcoupling
 
 Here :math:`N_c` is the number of *constraints* imposed on the system.
 When performing molecular dynamics :math:`N_{\mathrm{com}}=3` additional
@@ -579,12 +578,14 @@ one temperature-coupling group is used, the number of degrees of freedom
 for group :math:`i` is:
 
 .. math:: N^i_{\mathrm{df}}  ~=~  (3 N^i - N^i_c) \frac{3 N - N_c - N_{\mathrm{com}}}{3 N - N_c}
+          :label: eqndofonecouplgroup
 
 The kinetic energy can also be written as a tensor, which is necessary
 for pressure calculation in a triclinic system, or systems where shear
 forces are imposed:
 
 .. math:: {\bf E}_{\mathrm{kin}} = {\frac{1}{2}}\sum_i^N m_i {\mathbf{v}_i}\otimes {\mathbf{v}_i}
+          :label: eqnEkintensor
 
 Pressure and virial
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
@@ -647,6 +648,7 @@ produces trajectories that are identical to the Verlet \ :ref:`23 <refVerlet67>
 algorithm, whose position-update relation is
 
 .. math:: \mathbf{r}(t+{{\Delta t}})~=~2\mathbf{r}(t) - \mathbf{r}(t-{{\Delta t}}) + \frac{1}{m}\mathbf{F}(t){{\Delta t}}^2+O({{\Delta t}}^4)
+          :label: eqnleapfrogp
 
 The algorithm is of third order in :math:`\mathbf{r}` and
 is time-reversible. See ref. \ :ref:`24 <refBerendsen86b>` for the
@@ -705,11 +707,10 @@ A system of coupled, first-order differential equations can be evolved
 from time :math:`t = 0` to time :math:`t` by applying the evolution
 operator
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \Gamma(t) &=& \exp(iLt) \Gamma(0) \nonumber \\
-   iL &=& \dot{\Gamma}\cdot \nabla_{\Gamma},\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \Gamma(t) &=& \exp(iLt) \Gamma(0) \nonumber \\
+          iL &=& \dot{\Gamma}\cdot \nabla_{\Gamma},\end{aligned}
+          :label: eqnevoluoperator
 
 where :math:`L` is the Liouville operator, and :math:`\Gamma` is the
 multidimensional vector of independent variables (positions and
@@ -718,21 +719,20 @@ at time :math:`{{\Delta t}}= t/P`, is applied :math:`P` times in
 succession to evolve the system as
 
 .. math:: \Gamma(t) = \prod_{i=1}^P \exp(iL{{\Delta t}}) \Gamma(0)
+          :label: eqnevolvesystem
 
 For NVE dynamics, the Liouville operator is
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   iL = \sum_{i=1}^{N} {{\mathbf{v}}}_i \cdot \nabla_{{{\mathbf{r}}}_i} + \sum_{i=1}^N \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}(r_i) \cdot \nabla_{{{\mathbf{v}}}_i}.\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          iL = \sum_{i=1}^{N} {{\mathbf{v}}}_i \cdot \nabla_{{{\mathbf{r}}}_i} + \sum_{i=1}^N \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}(r_i) \cdot \nabla_{{{\mathbf{v}}}_i}.\end{aligned}
+          :label: eqnliouvilleoperator
 
 This can be split into two additive operators
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   iL_1 &=& \sum_{i=1}^N \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}(r_i) \cdot \nabla_{{{\mathbf{v}}}_i} \nonumber \\
-   iL_2 &=& \sum_{i=1}^{N} {{\mathbf{v}}}_i \cdot \nabla_{{{\mathbf{r}}}_i} \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          iL_1 &=& \sum_{i=1}^N \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}(r_i) \cdot \nabla_{{{\mathbf{v}}}_i} \nonumber \\
+          iL_2 &=& \sum_{i=1}^{N} {{\mathbf{v}}}_i \cdot \nabla_{{{\mathbf{r}}}_i} \end{aligned}
+          :label: eqnlotwoadditive
 
 Then a short-time, symmetric, and thus reversible approximation of the
 true dynamics will be
@@ -749,12 +749,11 @@ corresponds to a full velocity step, and the last exponential term over
 :math:`{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}` is the final velocity half step. For
 future times :math:`t = n{{\Delta t}}`, this becomes
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iLn{{\Delta t}}) &\approx&  \left(\exp(iL_2{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}) \exp(iL_1{{\Delta t}}) \exp(iL_2{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})\right)^n \nonumber \\
-                &\approx&  \exp(iL_2{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}) \bigg(\exp(iL_1{{\Delta t}}) \exp(iL_2{{\Delta t}})\bigg)^{n-1} \nonumber \\
-                &       &  \;\;\;\; \exp(iL_1{{\Delta t}}) \exp(iL_2{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}) \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iLn{{\Delta t}}) &\approx&  \left(\exp(iL_2{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}) \exp(iL_1{{\Delta t}}) \exp(iL_2{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})\right)^n \nonumber \\
+                       &\approx&  \exp(iL_2{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}) \bigg(\exp(iL_1{{\Delta t}}) \exp(iL_2{{\Delta t}})\bigg)^{n-1} \nonumber \\
+                       &       &  \;\;\;\; \exp(iL_1{{\Delta t}}) \exp(iL_2{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}) \end{aligned}
+          :label: eqntrottertimestep
 
 This formalism allows us to easily see the difference between the
 different flavors of Verlet integrators. The leap-frog integrator can be
@@ -762,10 +761,9 @@ seen as starting with :eq:`Eq. %s <eqNVETrotter>` with the
 :math:`\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right)` term, instead of the half-step
 velocity term, yielding
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iLn{\Delta t}) &=& \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {{\Delta t}}\right) + \mathcal{O}({{\Delta t}}^3).\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iLn{\Delta t}) &=& \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {{\Delta t}}\right) + \mathcal{O}({{\Delta t}}^3).\end{aligned}
+          :label: eqnleapfroghalfvel
 
 Here, the full step in velocity is between
 :math:`t-{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}` and
@@ -773,10 +771,9 @@ Here, the full step in velocity is between
 velocity half steps in velocity Verlet. For future times
 :math:`t = n{{\Delta t}}`, this becomes
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iLn{\Delta t}) &\approx& \bigg(\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {{\Delta t}}\right)  \bigg)^{n}.\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iLn{\Delta t}) &\approx& \bigg(\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {{\Delta t}}\right)  \bigg)^{n}.\end{aligned}
+          :label: eqnvelverlethalfvel
 
 Although at first this does not appear symmetric, as long as the full
 velocity step is between :math:`t-{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}` and
@@ -790,21 +787,19 @@ uses the velocities at the :math:`t` to calculate the kinetic energy and
 thus the temperature only at time :math:`t`; the kinetic energy is then
 a sum over all particles
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   KE_{\mathrm{full}}(t) &=& \sum_i \left(\frac{1}{2m_i}\mathbf{v}_i(t)\right)^2 \nonumber\\ 
-         &=& \sum_i \frac{1}{2m_i}\left(\frac{1}{2}\mathbf{v}_i(t-{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})+\frac{1}{2}\mathbf{v}_i(t+{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})\right)^2,\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          KE_{\mathrm{full}}(t) &=& \sum_i \left(\frac{1}{2m_i}\mathbf{v}_i(t)\right)^2 \nonumber\\ 
+                &=& \sum_i \frac{1}{2m_i}\left(\frac{1}{2}\mathbf{v}_i(t-{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})+\frac{1}{2}\mathbf{v}_i(t+{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})\right)^2,\end{aligned}
+          :label: eqnTrotterEkin
 
 with the square on the *outside* of the average. Standard leap-frog
 calculates the kinetic energy at time :math:`t` based on the average
 kinetic energies at the timesteps :math:`t+{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}`
 and :math:`t-{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}}`, or the sum over all particles
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   KE_{\mathrm{average}}(t) &=& \sum_i \frac{1}{2m_i}\left(\frac{1}{2}\mathbf{v}_i(t-{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})^2+\frac{1}{2}\mathbf{v}_i(t+{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})^2\right),\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          KE_{\mathrm{average}}(t) &=& \sum_i \frac{1}{2m_i}\left(\frac{1}{2}\mathbf{v}_i(t-{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})^2+\frac{1}{2}\mathbf{v}_i(t+{{\frac{1}{2}}{{\Delta t}}})^2\right),\end{aligned}
+          :label: eqnTrottersumparticles
 
 where the square is *inside* the average.
 
@@ -960,6 +955,7 @@ time constant :math:`\tau` of the temperature coupling
 (:eq:`eqn. %s <eqnTcoupling>`):
 
 .. math:: \tau = 2 C_V \tau_T / N_{df} k
+          :label: eqnTcoupltau
 
 where :math:`C_V` is the total heat capacity of the system, :math:`k`
 is Boltzmann’s constant, and :math:`N_{df}` is the total number of
@@ -978,6 +974,7 @@ much closer to 1.0.
 The thermostat modifies the kinetic energy at each scaling step by:
 
 .. math:: \Delta E_k = (\lambda - 1)^2 E_k
+          :label: eqnThermostat
 
 The sum of these changes over the run needs to subtracted from the
 total energy to obtain the conserved energy quantity.
@@ -1060,6 +1057,7 @@ the global :ref:`MD scheme <gmx-md-scheme>` are replaced by:
 where the equation of motion for the heat bath parameter :math:`\xi` is:
 
 .. math:: \frac {{\mbox{d}}p_{\xi}}{{\mbox{d}}t} = \left( T - T_0 \right).
+          :label: eqnNHheatbath
 
 The reference temperature is denoted :math:`T_0`, while :math:`T` is
 the current instantaneous temperature of the system. The strength of the
@@ -1070,10 +1068,9 @@ temperature.  [1]_
 The conserved quantity for the Nosé-Hoover equations of motion is not
 the total energy, but rather
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   H = \sum_{i=1}^{N} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{2m_i} + U\left({{\mathbf{r}}}_1,{{\mathbf{r}}}_2,\ldots,{{\mathbf{r}}}_N\right) +\frac{p_{\xi}^2}{2Q} + N_fkT\xi,\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          H = \sum_{i=1}^{N} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{2m_i} + U\left({{\mathbf{r}}}_1,{{\mathbf{r}}}_2,\ldots,{{\mathbf{r}}}_N\right) +\frac{p_{\xi}^2}{2Q} + N_fkT\xi,\end{aligned}
+          :label: eqnNHconservedbasic
 
 where :math:`N_f` is the total number of degrees of freedom.
 
@@ -1089,6 +1086,7 @@ and the reservoir instead. It is directly related to :math:`Q` and
 :math:`T_0` via:
 
 .. math:: Q = \frac {\tau_T^2 T_0}{4 \pi^2}.
+          :label: eqnNHQ
 
 This provides a much more intuitive way of selecting the Nosé-Hoover
 coupling strength (similar to the weak-coupling relaxation), and in
@@ -1130,10 +1128,9 @@ particles \ :ref:`34 <refMartyna1992>`:
 
 The conserved quantity for Nosé-Hoover chains is
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   H = \sum_{i=1}^{N} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{2m_i} + U\left({{\mathbf{r}}}_1,{{\mathbf{r}}}_2,\ldots,{{\mathbf{r}}}_N\right) +\sum_{k=1}^M\frac{p^2_{\xi_k}}{2Q^{\prime}_k} + N_fkT\xi_1 + kT\sum_{k=2}^M \xi_k \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          H = \sum_{i=1}^{N} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{2m_i} + U\left({{\mathbf{r}}}_1,{{\mathbf{r}}}_2,\ldots,{{\mathbf{r}}}_N\right) +\sum_{k=1}^M\frac{p^2_{\xi_k}}{2Q^{\prime}_k} + N_fkT\xi_1 + kT\sum_{k=2}^M \xi_k \end{aligned}
+          :label: eqnNHconservedquantity
 
 The values and velocities of the Nosé-Hoover thermostat variables are
 generally not included in the output, as they take up a fair amount of
@@ -1157,24 +1154,23 @@ with more details in Ref. \ :ref:`35 <refMartyna1996>`), we split the Liouville
 operator as
 
 .. math:: iL = iL_1 + iL_2 + iL_{\mathrm{NHC}},
+          :label: eqnNHTrotter
 
 where
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   iL_1 &=& \sum_{i=1}^N \left[\frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i}\right]\cdot \frac{\partial}{\partial {{\mathbf{r}}}_i} \nonumber \\
-   iL_2 &=& \sum_{i=1}^N {{\mathbf{F}}}_i\cdot \frac{\partial}{\partial {{\mathbf{p}}}_i} \nonumber \\
-   iL_{\mathrm{NHC}} &=& \sum_{i=1}^N-\frac{p_{\xi}}{Q}{{\mathbf{v}}}_i\cdot \nabla_{{{\mathbf{v}}}_i} +\frac{p_{\xi}}{Q}\frac{\partial }{\partial \xi} + \left( T - T_0 \right)\frac{\partial }{\partial p_{\xi}}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          iL_1 &=& \sum_{i=1}^N \left[\frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i}\right]\cdot \frac{\partial}{\partial {{\mathbf{r}}}_i} \nonumber \\
+          iL_2 &=& \sum_{i=1}^N {{\mathbf{F}}}_i\cdot \frac{\partial}{\partial {{\mathbf{p}}}_i} \nonumber \\
+          iL_{\mathrm{NHC}} &=& \sum_{i=1}^N-\frac{p_{\xi}}{Q}{{\mathbf{v}}}_i\cdot \nabla_{{{\mathbf{v}}}_i} +\frac{p_{\xi}}{Q}\frac{\partial }{\partial \xi} + \left( T - T_0 \right)\frac{\partial }{\partial p_{\xi}}\end{aligned}
+          :label: eqnNHTrotter2
 
 For standard velocity Verlet with Nosé-Hoover temperature control, this
 becomes
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iL{\Delta t}) &=& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) + \mathcal{O}({{\Delta t}}^3).\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iL{\Delta t}) &=& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \nonumber \\
+          &&\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) + \mathcal{O}({{\Delta t}}^3).\end{aligned}
+          :label: eqnNHTrotter3
 
 For half-step-averaged temperature control using *md-vv-avek*, this
 decomposition will not work, since we do not have the full step
@@ -1195,11 +1191,10 @@ integrator can be seen as starting with
 :eq:`Eq. %s <eqhalfstepNHCintegrator>` just before the
 :math:`\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right)` term, yielding:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iL{\Delta t}) &=&  \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_2 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) + \mathcal{O}({{\Delta t}}^3)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iL{\Delta t}) &=&  \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \nonumber \\
+          &&\exp\left(iL_2 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) + \mathcal{O}({{\Delta t}}^3)\end{aligned}
+          :label: eqnNHleapfrog
 
 and then using some algebra tricks to solve for some quantities are
 required before they are actually calculated \ :ref:`36 <refHolian95>`.
@@ -1260,12 +1255,13 @@ which has the effect of a first-order kinetic relaxation of the pressure
 towards a given reference pressure :math:`{\bf P}_0` according to
 
 .. math:: \frac{{\mbox{d}}{\bf P}}{{\mbox{d}}t} = \frac{{\bf P}_0-{\bf P}}{\tau_p}.
+          :label: eqnberendsenpressure
 
 The scaling matrix :math:`\mu` is given by
 
 .. math::  \mu_{ij}
-   = \delta_{ij} - \frac{n_\mathrm{PC}\Delta t}{3\, \tau_p} \beta_{ij} \{P_{0ij} - P_{ij}(t) \}.
-   :label: eqnmu
+           = \delta_{ij} - \frac{n_\mathrm{PC}\Delta t}{3\, \tau_p} \beta_{ij} \{P_{0ij} - P_{ij}(t) \}.
+           :label: eqnmu
 
 Here, :math:`\beta` is the isothermal compressibility of the system. In
 most cases this will be a diagonal matrix, with equal elements on the
@@ -1282,14 +1278,13 @@ anisotropically, the system has to be rotated in order to obey
 scaling, which is usually less than :math:`10^{-4}`. The actual scaling
 matrix :math:`\mu'` is
 
-.. math::
-
-   \mathbf{\mu'} = 
-   \left(\begin{array}{ccc}
-   \mu_{xx} & \mu_{xy} + \mu_{yx} & \mu_{xz} + \mu_{zx} \\
-   0        & \mu_{yy}            & \mu_{yz} + \mu_{zy} \\
-   0        & 0                   & \mu_{zz}
-   \end{array}\right).
+.. math:: \mathbf{\mu'} = 
+          \left(\begin{array}{ccc}
+          \mu_{xx} & \mu_{xy} + \mu_{yx} & \mu_{xz} + \mu_{zx} \\
+          0        & \mu_{yy}            & \mu_{yz} + \mu_{zy} \\
+          0        & 0                   & \mu_{zz}
+          \end{array}\right).
+          :label: eqnberendsenpressurescaling
 
 The velocities are neither scaled nor rotated. Since the equations of
 motion are modified by pressure coupling, the conserved energy quantity
@@ -1297,10 +1292,9 @@ also needs to be modified. For first order pressure coupling, the work
 the barostat applies to the system every step needs to be subtracted
 from the total energy to obtain the conserved energy quantity:
 
-.. math::
-
-   - \sum_{i,j} (\mu_{ij} -\delta_{ij}) P_{ij} V =
-   \sum_{i,j} 2(\mu_{ij} -\delta_{ij}) \Xi_{ij}
+.. math:: - \sum_{i,j} (\mu_{ij} -\delta_{ij}) P_{ij} V =
+          \sum_{i,j} 2(\mu_{ij} -\delta_{ij}) \Xi_{ij}
+          :label: eqnberendsenpressureconserved
 
 where :math:`\delta_{ij}` is the Kronecker delta and :math:`{\bf \Xi}`
 is the virial. Note that the factor 2 originates from the factor
@@ -1340,6 +1334,7 @@ Parrinello-Rahman barostat, the box vectors as represented by the matrix
 obey the matrix equation of motion [2]_
 
 .. math:: \frac{{\mbox{d}}\mathbf{b}^2}{{\mbox{d}}t^2}= V \mathbf{W}^{-1} \mathbf{b}'^{-1} \left( \mathbf{P} - \mathbf{P}_{ref}\right).
+          :label: eqnPRpressure
 
 The volume of the box is denoted :math:`V`, and
 :math:`\mathbf{W}` is a matrix parameter that determines
@@ -1352,22 +1347,20 @@ Parrinello-Rahman barostat with the Nosé-Hoover thermostat, but to keep
 it simple we only show the Parrinello-Rahman modification here. The
 modified Hamiltonian, which will be conserved, is:
 
-.. math::
-
-   E_\mathrm{pot} + E_\mathrm{kin} +  \sum_i P_{ii} V +
-   \sum_{i,j} \frac{1}{2} W_{ij}  \left( \frac{{\mbox{d}}b_{ij}}{{\mbox{d}}t} \right)^2
+.. math:: E_\mathrm{pot} + E_\mathrm{kin} +  \sum_i P_{ii} V +
+          \sum_{i,j} \frac{1}{2} W_{ij}  \left( \frac{{\mbox{d}}b_{ij}}{{\mbox{d}}t} \right)^2
+          :label: eqnPRpressureconserved
 
 The equations of motion for the atoms, obtained from the Hamiltonian
 are:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-    \frac {{\mbox{d}}^2\mathbf{r}_i}{{\mbox{d}}t^2} & = & \frac{\mathbf{F}_i}{m_i} -
-   \mathbf{M} \frac{{\mbox{d}}\mathbf{r}_i}{{\mbox{d}}t} , \\ \mathbf{M} & = & \mathbf{b}^{-1} \left[
-     \mathbf{b} \frac{{\mbox{d}}\mathbf{b}'}{{\mbox{d}}t} + \frac{{\mbox{d}}\mathbf{b}}{{\mbox{d}}t} \mathbf{b}'
-     \right] \mathbf{b}'^{-1}.
-     \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \frac {{\mbox{d}}^2\mathbf{r}_i}{{\mbox{d}}t^2} & = & \frac{\mathbf{F}_i}{m_i} -
+          \mathbf{M} \frac{{\mbox{d}}\mathbf{r}_i}{{\mbox{d}}t} , \\ \mathbf{M} & = & \mathbf{b}^{-1} \left[
+          \mathbf{b} \frac{{\mbox{d}}\mathbf{b}'}{{\mbox{d}}t} + \frac{{\mbox{d}}\mathbf{b}}{{\mbox{d}}t} \mathbf{b}'
+          \right] \mathbf{b}'^{-1}.
+          \end{aligned}
+          :label: eqnPRpressuremotion
 
 This extra term has the appearance of a friction, but it should be
 noted that it is ficticious, and rather an effect of the
@@ -1394,10 +1387,9 @@ approximate isothermal compressibilities :math:`\beta` and the pressure
 time constant :math:`\tau_p` in the input file (:math:`L` is the largest
 box matrix element):
 
-.. math::
-
-   \left(
-   \mathbf{W}^{-1} \right)_{ij} = \frac{4 \pi^2 \beta_{ij}}{3 \tau_p^2 L}.
+.. math:: \left(
+          \mathbf{W}^{-1} \right)_{ij} = \frac{4 \pi^2 \beta_{ij}}{3 \tau_p^2 L}.
+          :label: eqnPRpressuretimeconst
 
 Just as for the Nosé-Hoover thermostat, you should realize that the
 Parrinello-Rahman time constant is *not* equivalent to the relaxation
@@ -1426,22 +1418,23 @@ algorithm in |Gromacs|. The average surface tension :math:`\gamma(t)` can
 be calculated from the difference between the normal and the lateral
 pressure
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \gamma(t) & = & 
-   \frac{1}{n} \int_0^{L_z}
-   \left\{ P_{zz}(z,t) - \frac{P_{xx}(z,t) + P_{yy}(z,t)}{2} \right\} \mbox{d}z \\
-   & = &
-   \frac{L_z}{n} \left\{ P_{zz}(t) - \frac{P_{xx}(t) + P_{yy}(t)}{2} \right\},\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \gamma(t) & = & 
+          \frac{1}{n} \int_0^{L_z}
+          \left\{ P_{zz}(z,t) - \frac{P_{xx}(z,t) + P_{yy}(z,t)}{2} \right\} \mbox{d}z \\
+          & = &
+          \frac{L_z}{n} \left\{ P_{zz}(t) - \frac{P_{xx}(t) + P_{yy}(t)}{2} \right\},\end{aligned}
+          :label: eqnsurftenscoupl
 
 where :math:`L_z` is the height of the box and :math:`n` is the number
 of surfaces. The pressure in the z-direction is corrected by scaling the
 height of the box with :math:`\mu_{zz}`
 
 .. math:: \Delta P_{zz} = \frac{\Delta t}{\tau_p} \{ P_{0zz} - P_{zz}(t) \}
+          :label: eqnzpressure
 
 .. math:: \mu_{zz} = 1 + \beta_{zz} \Delta P_{zz}
+          :label: eqnzpressure2
 
 This is similar to normal pressure coupling, except that the factor of
 :math:`1/3` is missing. The pressure correction in the
@@ -1449,12 +1442,11 @@ This is similar to normal pressure coupling, except that the factor of
 surface tension to the reference value :math:`\gamma_0`. The correction
 factor for the box length in the :math:`x`/:math:`y`-direction is
 
-.. math::
-
-   \mu_{x/y} = 1 + \frac{\Delta t}{2\,\tau_p} \beta_{x/y}
-           \left( \frac{n \gamma_0}{\mu_{zz} L_z}
-           - \left\{ P_{zz}(t)+\Delta P_{zz} - \frac{P_{xx}(t) + P_{yy}(t)}{2} \right\} 
-           \right)
+.. math:: \mu_{x/y} = 1 + \frac{\Delta t}{2\,\tau_p} \beta_{x/y}
+          \left( \frac{n \gamma_0}{\mu_{zz} L_z}
+          - \left\{ P_{zz}(t)+\Delta P_{zz} - \frac{P_{xx}(t) + P_{yy}(t)}{2} \right\} 
+          \right)
+          :label: eqnboxlengthcorr
 
 The value of :math:`\beta_{zz}` is more critical than with normal
 pressure coupling. Normally an incorrect compressibility will just scale
@@ -1486,123 +1478,111 @@ volume. The momentum of :math:`\epsilon` is
 
 The isobaric equations are
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \dot{{{\mathbf{r}}}}_i &=& \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} + \frac{{p_{\epsilon}}}{W} {{\mathbf{r}}}_i \nonumber \\
-   \frac{\dot{{{\mathbf{p}}}}_i}{m_i} &=& \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}_i - \alpha\frac{{p_{\epsilon}}}{W} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} \nonumber \\
-   \dot{\epsilon} &=& \frac{{p_{\epsilon}}}{W} \nonumber \\
-   \frac{\dot{{p_{\epsilon}}}}{W} &=& \frac{3V}{W}(P_{\mathrm{int}} - P) + (\alpha-1)\left(\sum_{n=1}^N\frac{{{\mathbf{p}}}_i^2}{m_i}\right),\\\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \dot{{{\mathbf{r}}}}_i &=& \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} + \frac{{p_{\epsilon}}}{W} {{\mathbf{r}}}_i \nonumber \\
+          \frac{\dot{{{\mathbf{p}}}}_i}{m_i} &=& \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}_i - \alpha\frac{{p_{\epsilon}}}{W} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} \nonumber \\
+          \dot{\epsilon} &=& \frac{{p_{\epsilon}}}{W} \nonumber \\
+          \frac{\dot{{p_{\epsilon}}}}{W} &=& \frac{3V}{W}(P_{\mathrm{int}} - P) + (\alpha-1)\left(\sum_{n=1}^N\frac{{{\mathbf{p}}}_i^2}{m_i}\right),\\\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKisobaric
 
 where
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   P_{\mathrm{int}} &=& P_{\mathrm{kin}} -P_{\mathrm{vir}} = \frac{1}{3V}\left[\sum_{i=1}^N \left(\frac{{{\mathbf{p}}}_i^2}{2m_i} - {{\mathbf{r}}}_i \cdot {{\mathbf{F}}}_i\
-   \right)\right].\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          P_{\mathrm{int}} &=& P_{\mathrm{kin}} -P_{\mathrm{vir}} = \frac{1}{3V}\left[\sum_{i=1}^N \left(\frac{{{\mathbf{p}}}_i^2}{2m_i} - {{\mathbf{r}}}_i \cdot {{\mathbf{F}}}_i\
+          \right)\right].\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKisobaric2
 
 The terms including :math:`\alpha` are required to make phase space
 incompressible \ :ref:`41 <refTuckerman2006>`. The :math:`\epsilon`
 acceleration term can be rewritten as
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \frac{\dot{{p_{\epsilon}}}}{W} &=& \frac{3V}{W}\left(\alpha P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} - P\right)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \frac{\dot{{p_{\epsilon}}}}{W} &=& \frac{3V}{W}\left(\alpha P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} - P\right)\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKaccel
 
 In terms of velocities, these equations become
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \dot{{{\mathbf{r}}}}_i &=& {{\mathbf{v}}}_i + {v_{\epsilon}}{{\mathbf{r}}}_i \nonumber \\
-   \dot{{{\mathbf{v}}}}_i &=& \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}_i - \alpha{v_{\epsilon}}{{\mathbf{v}}}_i \nonumber \\
-   \dot{\epsilon} &=& {v_{\epsilon}}\nonumber \\
-   \dot{{v_{\epsilon}}} &=& \frac{3V}{W}(P_{\mathrm{int}} - P) + (\alpha-1)\left( \sum_{n=1}^N \frac{1}{2} m_i {{\mathbf{v}}}_i^2\right)\nonumber \\
-   P_{\mathrm{int}} &=& P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} = \frac{1}{3V}\left[\sum_{i=1}^N \left(\frac{1}{2} m_i{{\mathbf{v}}}_i^2 - {{\mathbf{r}}}_i \cdot {{\mathbf{F}}}_i\right)\right]\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \dot{{{\mathbf{r}}}}_i &=& {{\mathbf{v}}}_i + {v_{\epsilon}}{{\mathbf{r}}}_i \nonumber \\
+          \dot{{{\mathbf{v}}}}_i &=& \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}_i - \alpha{v_{\epsilon}}{{\mathbf{v}}}_i \nonumber \\
+          \dot{\epsilon} &=& {v_{\epsilon}}\nonumber \\
+          \dot{{v_{\epsilon}}} &=& \frac{3V}{W}(P_{\mathrm{int}} - P) + (\alpha-1)\left( \sum_{n=1}^N \frac{1}{2} m_i {{\mathbf{v}}}_i^2\right)\nonumber \\
+          P_{\mathrm{int}} &=& P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} = \frac{1}{3V}\left[\sum_{i=1}^N \left(\frac{1}{2} m_i{{\mathbf{v}}}_i^2 - {{\mathbf{r}}}_i \cdot {{\mathbf{F}}}_i\right)\right]\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKvel
 
 For these equations, the conserved quantity is
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   H = \sum_{i=1}^{N} \frac{{{\mathbf{p}}}_i^2}{2m_i} + U\left({{\mathbf{r}}}_1,{{\mathbf{r}}}_2,\ldots,{{\mathbf{r}}}_N\right) + \frac{p_\epsilon}{2W} + PV\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          H = \sum_{i=1}^{N} \frac{{{\mathbf{p}}}_i^2}{2m_i} + U\left({{\mathbf{r}}}_1,{{\mathbf{r}}}_2,\ldots,{{\mathbf{r}}}_N\right) + \frac{p_\epsilon}{2W} + PV\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKconserved
 
 The next step is to add temperature control. Adding Nosé-Hoover chains,
 including to the barostat degree of freedom, where we use :math:`\eta`
 for the barostat Nosé-Hoover variables, and :math:`Q^{\prime}` for the
 coupling constants of the thermostats of the barostats, we get
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \dot{{{\mathbf{r}}}}_i &=& \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} + \frac{{p_{\epsilon}}}{W} {{\mathbf{r}}}_i \nonumber \\
-   \frac{\dot{{{\mathbf{p}}}}_i}{m_i} &=& \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}_i - \alpha\frac{{p_{\epsilon}}}{W} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} - \frac{p_{\xi_1}}{Q_1}\frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i}\nonumber \\
-   \dot{\epsilon} &=& \frac{{p_{\epsilon}}}{W} \nonumber \\
-   \frac{\dot{{p_{\epsilon}}}}{W} &=& \frac{3V}{W}(\alpha P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} - P) -\frac{p_{\eta_1}}{Q^{\prime}_1}{p_{\epsilon}}\nonumber \\
-   \dot{\xi}_k &=& \frac{p_{\xi_k}}{Q_k} \nonumber \\ 
-   \dot{\eta}_k &=& \frac{p_{\eta_k}}{Q^{\prime}_k} \nonumber \\
-   \dot{p}_{\xi_k} &=& G_k - \frac{p_{\xi_{k+1}}}{Q_{k+1}} \;\;\;\; k=1,\ldots, M-1 \nonumber \\ 
-   \dot{p}_{\eta_k} &=& G^\prime_k - \frac{p_{\eta_{k+1}}}{Q^\prime_{k+1}} \;\;\;\; k=1,\ldots, M-1 \nonumber \\
-   \dot{p}_{\xi_M} &=& G_M \nonumber \\
-   \dot{p}_{\eta_M} &=& G^\prime_M, \nonumber \\\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \dot{{{\mathbf{r}}}}_i &=& \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} + \frac{{p_{\epsilon}}}{W} {{\mathbf{r}}}_i \nonumber \\
+          \frac{\dot{{{\mathbf{p}}}}_i}{m_i} &=& \frac{1}{m_i}{{\mathbf{F}}}_i - \alpha\frac{{p_{\epsilon}}}{W} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} - \frac{p_{\xi_1}}{Q_1}\frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i}\nonumber \\
+          \dot{\epsilon} &=& \frac{{p_{\epsilon}}}{W} \nonumber \\
+          \frac{\dot{{p_{\epsilon}}}}{W} &=& \frac{3V}{W}(\alpha P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} - P) -\frac{p_{\eta_1}}{Q^{\prime}_1}{p_{\epsilon}}\nonumber \\
+          \dot{\xi}_k &=& \frac{p_{\xi_k}}{Q_k} \nonumber \\ 
+          \dot{\eta}_k &=& \frac{p_{\eta_k}}{Q^{\prime}_k} \nonumber \\
+          \dot{p}_{\xi_k} &=& G_k - \frac{p_{\xi_{k+1}}}{Q_{k+1}} \;\;\;\; k=1,\ldots, M-1 \nonumber \\ 
+          \dot{p}_{\eta_k} &=& G^\prime_k - \frac{p_{\eta_{k+1}}}{Q^\prime_{k+1}} \;\;\;\; k=1,\ldots, M-1 \nonumber \\
+          \dot{p}_{\xi_M} &=& G_M \nonumber \\
+          \dot{p}_{\eta_M} &=& G^\prime_M, \nonumber \\\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKthermandbar
 
 where
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   P_{\mathrm{int}} &=& P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} = \frac{1}{3V}\left[\sum_{i=1}^N \left(\frac{{{\mathbf{p}}}_i^2}{2m_i} - {{\mathbf{r}}}_i \cdot {{\mathbf{F}}}_i\right)\right] \nonumber \\
-   G_1  &=& \sum_{i=1}^N \frac{{{\mathbf{p}}}^2_i}{m_i} - N_f kT \nonumber \\
-   G_k  &=&  \frac{p^2_{\xi_{k-1}}}{2Q_{k-1}} - kT \;\; k = 2,\ldots,M \nonumber \\
-   G^\prime_1 &=& \frac{{p_{\epsilon}}^2}{2W} - kT \nonumber \\
-   G^\prime_k &=& \frac{p^2_{\eta_{k-1}}}{2Q^\prime_{k-1}} - kT \;\; k = 2,\ldots,M\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          P_{\mathrm{int}} &=& P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} = \frac{1}{3V}\left[\sum_{i=1}^N \left(\frac{{{\mathbf{p}}}_i^2}{2m_i} - {{\mathbf{r}}}_i \cdot {{\mathbf{F}}}_i\right)\right] \nonumber \\
+          G_1  &=& \sum_{i=1}^N \frac{{{\mathbf{p}}}^2_i}{m_i} - N_f kT \nonumber \\
+          G_k  &=&  \frac{p^2_{\xi_{k-1}}}{2Q_{k-1}} - kT \;\; k = 2,\ldots,M \nonumber \\
+          G^\prime_1 &=& \frac{{p_{\epsilon}}^2}{2W} - kT \nonumber \\
+          G^\prime_k &=& \frac{p^2_{\eta_{k-1}}}{2Q^\prime_{k-1}} - kT \;\; k = 2,\ldots,M\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKthermandbar2
 
 The conserved quantity is now
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   H = \sum_{i=1}^{N} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{2m_i} + U\left({{\mathbf{r}}}_1,{{\mathbf{r}}}_2,\ldots,{{\mathbf{r}}}_N\right) + \frac{p^2_\epsilon}{2W} + PV + \nonumber \\
-   \sum_{k=1}^M\frac{p^2_{\xi_k}}{2Q_k} +\sum_{k=1}^M\frac{p^2_{\eta_k}}{2Q^{\prime}_k} + N_fkT\xi_1 +  kT\sum_{i=2}^M \xi_k + kT\sum_{k=1}^M \eta_k\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          H = \sum_{i=1}^{N} \frac{{{\mathbf{p}}}_i}{2m_i} + U\left({{\mathbf{r}}}_1,{{\mathbf{r}}}_2,\ldots,{{\mathbf{r}}}_N\right) + \frac{p^2_\epsilon}{2W} + PV + \nonumber \\
+          \sum_{k=1}^M\frac{p^2_{\xi_k}}{2Q_k} +\sum_{k=1}^M\frac{p^2_{\eta_k}}{2Q^{\prime}_k} + N_fkT\xi_1 +  kT\sum_{i=2}^M \xi_k + kT\sum_{k=1}^M \eta_k\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKthermandbarconserved
 
 Returning to the Trotter decomposition formalism, for pressure control
 and temperature control \ :ref:`35 <refMartyna1996>` we get:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   iL = iL_1 + iL_2 + iL_{\epsilon,1} + iL_{\epsilon,2} + iL_{\mathrm{NHC-baro}} + iL_{\mathrm{NHC}}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          iL = iL_1 + iL_2 + iL_{\epsilon,1} + iL_{\epsilon,2} + iL_{\mathrm{NHC-baro}} + iL_{\mathrm{NHC}}\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKthermandbarTrotter
 
 where “NHC-baro” corresponds to the Nosè-Hoover chain of the barostat,
 and NHC corresponds to the NHC of the particles,
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   iL_1 &=& \sum_{i=1}^N \left[\frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} + \frac{{p_{\epsilon}}}{W}{{\mathbf{r}}}_i\right]\cdot \frac{\partial}{\partial {{\mathbf{r}}}_i} \\
-   iL_2 &=& \sum_{i=1}^N {{\mathbf{F}}}_i - \alpha \frac{{p_{\epsilon}}}{W}{{\mathbf{p}}}_i \cdot \frac{\partial}{\partial {{\mathbf{p}}}_i} \\
-   iL_{\epsilon,1} &=& \frac{p_\epsilon}{W} \frac{\partial}{\partial \epsilon}\\
-   iL_{\epsilon,2} &=& G_{\epsilon} \frac{\partial}{\partial p_\epsilon}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          iL_1 &=& \sum_{i=1}^N \left[\frac{{{\mathbf{p}}}_i}{m_i} + \frac{{p_{\epsilon}}}{W}{{\mathbf{r}}}_i\right]\cdot \frac{\partial}{\partial {{\mathbf{r}}}_i} \\
+          iL_2 &=& \sum_{i=1}^N {{\mathbf{F}}}_i - \alpha \frac{{p_{\epsilon}}}{W}{{\mathbf{p}}}_i \cdot \frac{\partial}{\partial {{\mathbf{p}}}_i} \\
+          iL_{\epsilon,1} &=& \frac{p_\epsilon}{W} \frac{\partial}{\partial \epsilon}\\
+          iL_{\epsilon,2} &=& G_{\epsilon} \frac{\partial}{\partial p_\epsilon}\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKthermandbarTrotter2
 
 and where
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   G_{\epsilon} = 3V\left(\alpha P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} - P\right)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          G_{\epsilon} = 3V\left(\alpha P_{\mathrm{kin}} - P_{\mathrm{vir}} - P\right)\end{aligned}
+          :label: eqnMTTKthermandbarTrotter3
 
 Using the Trotter decomposition, we get
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iL{\Delta t}) &=& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}{\Delta t}/2\right)\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \nonumber \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_{\epsilon,2}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \nonumber \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_{\epsilon,1}{\Delta t}\right) \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \nonumber \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\epsilon,2}{\Delta t}/2\right) \nonumber \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right)\exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}{\Delta t}/2\right) + \mathcal{O}({\Delta t}^3)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+           \exp(iL{\Delta t}) &=& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}{\Delta t}/2\right)\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \nonumber \nonumber \\
+           &&\exp\left(iL_{\epsilon,2}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \nonumber \nonumber \\
+           &&\exp\left(iL_{\epsilon,1}{\Delta t}\right) \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \nonumber \nonumber \\
+           &&\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\epsilon,2}{\Delta t}/2\right) \nonumber \nonumber \\
+           &&\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right)\exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}{\Delta t}/2\right) + \mathcal{O}({\Delta t}^3)\end{aligned}
+           :label: eqnMTTKthermandbarTrotterdecomp
 
 The action of :math:`\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right)` comes from the
 solution of the the differential equation
@@ -1614,6 +1594,7 @@ and :math:`{v_{\epsilon}}` constant with initial condition
 :math:`t=\Delta t`. This yields the evolution
 
 .. math:: {{\mathbf{r}}}_i({\Delta t}) = {{\mathbf{r}}}_i(0)e^{{v_{\epsilon}}{\Delta t}} + \Delta t {{\mathbf{v}}}_i(0) e^{{v_{\epsilon}}{\Delta t}/2} {\frac{\sinh{\left( {v_{\epsilon}}{\Delta t}/2\right)}}{{v_{\epsilon}}{\Delta t}/2}}.
+          :label: eqnMTTKthermandbarTrotterevol
 
 The action of :math:`\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)` comes from the
 solution of the differential equation
@@ -1621,18 +1602,18 @@ solution of the differential equation
 \alpha{v_{\epsilon}}{{\mathbf{v}}}_i`, yielding
 
 .. math:: {{\mathbf{v}}}_i({\Delta t}/2) = {{\mathbf{v}}}_i(0)e^{-\alpha{v_{\epsilon}}{\Delta t}/2} + \frac{\Delta t}{2m_i}{{\mathbf{F}}}_i(0) e^{-\alpha{v_{\epsilon}}{\Delta t}/4}{\frac{\sinh{\left( \alpha{v_{\epsilon}}{\Delta t}/4\right)}}{\alpha{v_{\epsilon}}{\Delta t}/4}}.
+          :label: eqnMTTKthermandbarTrotterevol2
 
 *md-vv-avek* uses the full step kinetic energies for determining the
 pressure with the pressure control, but the half-step-averaged kinetic
 energy for the temperatures, which can be written as a Trotter
 decomposition as
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iL{\Delta t}) &=& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}{\Delta t}/2\right)\nonumber \exp\left(iL_{\epsilon,2}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\epsilon,1}{\Delta t}\right) \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\epsilon,2}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}{\Delta t}/2\right) + \mathcal{O}({\Delta t}^3)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iL{\Delta t}) &=& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}{\Delta t}/2\right)\nonumber \exp\left(iL_{\epsilon,2}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \nonumber \\
+          &&\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\epsilon,1}{\Delta t}\right) \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \nonumber \\
+          &&\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\epsilon,2}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}{\Delta t}/2\right) + \mathcal{O}({\Delta t}^3)\end{aligned}
+          :label: eqnvvavekTrotterdecomp
 
 With constraints, the equations become significantly more complicated,
 in that each of these equations need to be solved iteratively for the
@@ -1657,32 +1638,29 @@ dynamics less \ :ref:`35 <refMartyna1996>`.
 Standard velocity Verlet with Nosé-Hoover temperature control has a
 Trotter expansion
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iL{\Delta t}) &\approx& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right).\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iL{\Delta t}) &\approx& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \nonumber \\
+          &&\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right) \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}{\Delta t}/2\right).\end{aligned}
+          :label:eqnVVNHTrotter
 
 If the Nosé-Hoover chain is sufficiently slow with respect to the
 motions of the system, we can write an alternate integrator over
 :math:`n` steps for velocity Verlet as
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iL{\Delta t}) &\approx& (\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}(n{\Delta t}/2)\right)\left[\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)\right. \nonumber \\
-   &&\left.\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)\right]^n \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}(n{\Delta t}/2)\right).\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iL{\Delta t}) &\approx& (\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}(n{\Delta t}/2)\right)\left[\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)\right. \nonumber \\
+          &&\left.\exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)\right]^n \exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}(n{\Delta t}/2)\right).\end{aligned}
+          :label: eqnVVNHTrotter2
 
 For pressure control, this becomes
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \exp(iL{\Delta t}) &\approx& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}(n{\Delta t}/2)\right)\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}(n{\Delta t}/2)\right) \nonumber \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_{\epsilon,2}(n{\Delta t}/2)\right) \left[\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)\right. \nonumber \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_{\epsilon,1}{\Delta t}\right) \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \nonumber \nonumber \\
-   &&\left.\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)\right]^n \exp\left(iL_{\epsilon,2}(n{\Delta t}/2)\right) \nonumber \nonumber \\
-   &&\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}(n{\Delta t}/2)\right)\exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}(n{\Delta t}/2)\right),\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \exp(iL{\Delta t}) &\approx& \exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}(n{\Delta t}/2)\right)\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}(n{\Delta t}/2)\right) \nonumber \nonumber \\
+          &&\exp\left(iL_{\epsilon,2}(n{\Delta t}/2)\right) \left[\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)\right. \nonumber \nonumber \\
+          &&\exp\left(iL_{\epsilon,1}{\Delta t}\right) \exp\left(iL_1 {\Delta t}\right) \nonumber \nonumber \\
+          &&\left.\exp\left(iL_2 {\Delta t}/2\right)\right]^n \exp\left(iL_{\epsilon,2}(n{\Delta t}/2)\right) \nonumber \nonumber \\
+          &&\exp\left(iL_{\mathrm{NHC}}(n{\Delta t}/2)\right)\exp\left(iL_{\mathrm{NHC-baro}}(n{\Delta t}/2)\right),\end{aligned}
+          :label: eqnVVNpressure
 
 where the box volume integration occurs every step, but the auxiliary
 variable integrations happen every :math:`n` steps.
@@ -1749,6 +1727,7 @@ acceleration :math:`\mathbf{a}_h` into account the update
 algorithm for the velocities becomes
 
 .. math:: \mathbf{v}(t+{\frac{\Delta t}{2}})~=~\mathbf{f}_g * \lambda * \left[ \mathbf{v}(t-{\frac{\Delta t}{2}}) +\frac{\mathbf{F}(t)}{m}\Delta t + \mathbf{a}_h \Delta t \right],
+          :label: eqntotalupdate
 
 where :math:`g` and :math:`h` are group indices which differ per atom.
 
index de14ba8fa1099c53485fde342868367369018ffd..9f30aca29d136a5cdec3f6676519fde1ccb7fc1e 100644 (file)
@@ -5,12 +5,11 @@ Normal-mode analysis \ :ref:`54 <refLevitt83>`\ :ref:`56 <refBBrooks83b>`
 can be performed using |Gromacs|, by diagonalization of the
 mass-weighted Hessian :math:`H`:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   R^T M^{-1/2} H M^{-1/2} R   &=& \mbox{diag}(\lambda_1,\ldots,\lambda_{3N})
-   \\
-   \lambda_i &=& (2 \pi \omega_i)^2\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          R^T M^{-1/2} H M^{-1/2} R   &=& \mbox{diag}(\lambda_1,\ldots,\lambda_{3N})
+          \\
+          \lambda_i &=& (2 \pi \omega_i)^2\end{aligned}
+          :label: eqnNMA
 
 where :math:`M` contains the atomic masses, :math:`R` is a matrix that
 contains the eigenvectors as columns, :math:`\lambda_i` are the
@@ -19,22 +18,20 @@ eigenvalues and :math:`\omega_i` are the corresponding frequencies.
 First the Hessian matrix, which is a :math:`3N \times 3N` matrix where
 :math:`N` is the number of atoms, needs to be calculated:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   H_{ij}  &=&     \frac{\partial^2 V}{\partial x_i \partial x_j}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          H_{ij}  &=&     \frac{\partial^2 V}{\partial x_i \partial x_j}\end{aligned}
+          :label: eqnNMAhessian
 
 where :math:`x_i` and :math:`x_j` denote the atomic x, y or z
 coordinates. In practice, this equation is not used, but the Hessian is
 calculated numerically from the force as:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   H_{ij} &=& -
-     \frac{f_i({\bf x}+h{\bf e}_j) - f_i({\bf x}-h{\bf e}_j)}{2h}
-   \\
-   f_i     &=& - \frac{\partial V}{\partial x_i}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          H_{ij} &=& -
+            \frac{f_i({\bf x}+h{\bf e}_j) - f_i({\bf x}-h{\bf e}_j)}{2h}
+          \\
+          f_i     &=& - \frac{\partial V}{\partial x_i}\end{aligned}
+          :label: eqnNMAhessianfromforce
 
 where :math:`{\bf e}_j` is the unit vector in direction :math:`j`. It
 should be noted that for a usual normal-mode calculation, it is
index 76b862a5457b95c5d1e34fb29c601c060a13e830..fa4a25cb8ffe1e9254afc55acc44a813def41ba3 100644 (file)
@@ -236,6 +236,7 @@ by the minimum cell size :math:`L_C`, which has the following lower
 limit:
 
 .. math:: L_C \geq \max(r_{\mathrm{mb}},r_{\mathrm{con}})
+          :label: eqnDDmincellsize
 
 Without dynamic load balancing the system is actually allowed to scale
 beyond this limit when pressure scaling is used. **Note** that for
index e776dcaba22fc7ac87e877d5fc27eaea2068e750..7a951137394cb3463b205f868d0ce1f1587dd38e 100644 (file)
@@ -8,11 +8,10 @@ involves simulating multiple replicas of the same system at different
 temperatures and randomly exchanging the complete state of two replicas
 at regular intervals with the probability:
 
-.. math::
-
-   P(1 \leftrightarrow 2)=\min\left(1,\exp\left[
-   \left(\frac{1}{k_B T_1} - \frac{1}{k_B T_2}\right)(U_1 - U_2)
-    \right] \right)
+.. math:: P(1 \leftrightarrow 2)=\min\left(1,\exp\left[
+          \left(\frac{1}{k_B T_1} - \frac{1}{k_B T_2}\right)(U_1 - U_2)
+          \right] \right)
+          :label: eqnREX
 
 where :math:`T_1` and :math:`T_2` are the reference temperatures and
 :math:`U_1` and :math:`U_2` are the instantaneous potential energies of
@@ -37,17 +36,17 @@ How should one choose the temperatures? The energy difference can be
 written as:
 
 .. math:: U_1 - U_2 =  N_{df} \frac{c}{2} k_B (T_1 - T_2)
+          :label: eqnREXEdiff
 
 where :math:`N_{df}` is the total number of degrees of freedom of one
 replica and :math:`c` is 1 for harmonic potentials and around 2 for
 protein/water systems. If :math:`T_2 = (1+\epsilon) T_1` the probability
 becomes:
 
-.. math::
-
-   P(1 \leftrightarrow 2)
-     = \exp\left( -\frac{\epsilon^2 c\,N_{df}}{2 (1+\epsilon)} \right)
-   \approx \exp\left(-\epsilon^2 \frac{c}{2} N_{df} \right)
+.. math:: P(1 \leftrightarrow 2)
+            = \exp\left( -\frac{\epsilon^2 c\,N_{df}}{2 (1+\epsilon)} \right)
+          \approx \exp\left(-\epsilon^2 \frac{c}{2} N_{df} \right)
+          :label: eqnREXprob
 
 Thus for a probability of :math:`e^{-2}\approx 0.135` one obtains
 :math:`\epsilon \approx 2/\sqrt{c\,N_{df}}`. With all bonds constrained
@@ -64,12 +63,11 @@ An extension to the REMD for the isobaric-isothermal ensemble was
 proposed by Okabe et al. :ref:`63 <refOkabe2001a>`. In this work the
 exchange probability is modified to:
 
-.. math::
-
-   P(1 \leftrightarrow 2)=\min\left(1,\exp\left[
-   \left(\frac{1}{k_B T_1} - \frac{1}{k_B T_2}\right)(U_1 - U_2) +
-   \left(\frac{P_1}{k_B T_1} - \frac{P_2}{k_B T_2}\right)\left(V_1-V_2\right)
-    \right] \right)
+.. math:: P(1 \leftrightarrow 2)=\min\left(1,\exp\left[
+          \left(\frac{1}{k_B T_1} - \frac{1}{k_B T_2}\right)(U_1 - U_2) +
+          \left(\frac{P_1}{k_B T_1} - \frac{P_2}{k_B T_2}\right)\left(V_1-V_2\right)
+          \right] \right)
+          :label: eqnREXexchangeprob
 
 where :math:`P_1` and :math:`P_2` are the respective reference
 pressures and :math:`V_1` and :math:`V_2` are the respective
@@ -83,12 +81,10 @@ Hamiltonian replica exchange, each replica has a different Hamiltonian,
 defined by the free energy pathway specified for the simulation. The
 exchange probability to maintain the correct ensemble probabilities is:
 
-.. math::
-
-   P(1 \leftrightarrow 2)=\min\left(1,\exp\left[
-       \left(\frac{1}{k_B T} - \frac{1}{k_B T}\right)((U_1(x_2) - U_1(x_1)) + (U_2(x_1) - U_2(x_2)))
-   \right]
-   \right)
+.. math:: P(1 \leftrightarrow 2)=\min\left(1,\exp\left[
+          \left(\frac{1}{k_B T} - \frac{1}{k_B T}\right)((U_1(x_2) - U_1(x_1)) + (U_2(x_1) - U_2(x_2)))
+          \right]\right)
+          :label: eqnREXcorrectensemble
 
 The separate Hamiltonians are defined by the free energy functionality
 of |Gromacs|, with swaps made between the different values of
@@ -97,11 +93,10 @@ of |Gromacs|, with swaps made between the different values of
 Hamiltonian and temperature replica exchange can also be performed
 simultaneously, using the acceptance criteria:
 
-.. math::
-
-   P(1 \leftrightarrow 2)=\min\left(1,\exp\left[
-   \left(\frac{1}{k_B T} - \right)(\frac{U_1(x_2) - U_1(x_1)}{k_B T_1} + \frac{U_2(x_1) - U_2(x_2)}{k_B T_2})
-    \right] \right)
+.. math:: P(1 \leftrightarrow 2)=\min\left(1,\exp\left[
+          \left(\frac{1}{k_B T} - \right)(\frac{U_1(x_2) - U_1(x_1)}{k_B T_1} + \frac{U_2(x_1) - U_2(x_2)}{k_B T_2})
+          \right] \right)
+          :label: eqnREXacceptance
 
 Gibbs sampling replica exchange has also been implemented in
 |Gromacs| :ref:`64 <refChodera2011>`. In Gibbs sampling replica exchange,
index b4bcd25f6ff9a0d0651770fafb590b7104204f14..6fdf32d1989d09f6a269ffb41868fc69b40b176d 100644 (file)
@@ -12,45 +12,47 @@ applications of shell models in |Gromacs| have been published for
 Optimization of the shell positions
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-The force 
-:math:`\mathbf{F}`\ :math:`_S` on a shell
+The force :math:`\mathbf{F}`\ :math:`_S` on a shell
 particle :math:`S` can be decomposed into two components
 
 .. math:: \mathbf{F}_S ~=~ \mathbf{F}_{bond} + \mathbf{F}_{nb}
+          :label: eqnshellforcedecomp
 
-where 
-:math:`\mathbf{F}_{bond}` denotes the
+where :math:`\mathbf{F}_{bond}` denotes the
 component representing the polarization energy, usually represented by a
-harmonic potential and
-:math:`\mathbf{F}_{nb}` is the sum of Coulomb
+harmonic potential and :math:`\mathbf{F}_{nb}` is the sum of Coulomb
 and van der Waals interactions. If we assume that
 :math:`\mathbf{F}_{nb}` is almost constant we
 can analytically derive the optimal position of the shell, i.e. where
-:math:`\mathbf{F}_S` = 0. If we have the
-shell S connected to atom A we have
+:math:`\mathbf{F}_S` = 0. If we have the shell S connected to atom A we have
 
 .. math:: \mathbf{F}_{bond} ~=~ k_b \left( \mathbf{x}_S - \mathbf{x}_A\right).
+          :label: eqnshell
 
-In an iterative solver, we have positions
-:math:`\mathbf{x}_S(n)` where :math:`n` is
+In an iterative solver, we have positions :math:`\mathbf{x}_S(n)` where :math:`n` is
 the iteration count. We now have at iteration :math:`n`
 
 .. math:: \mathbf{F}_{nb} ~=~ \mathbf{F}_S - k_b \left( \mathbf{x}_S(n) - \mathbf{x}_A\right)
+          :label: eqnshellsolv
 
-and the optimal position for the shells :math:`x_S(n+1)` thus follows
-from
+and the optimal position for the shells :math:`x_S(n+1)` thus follows from
 
 .. math:: \mathbf{F}_S - k_b \left( \mathbf{x}_S(n) - \mathbf{x}_A\right) + k_b \left( \mathbf{x}_S(n+1) - \mathbf{x}_A\right) = 0
+          :label: eqnshelloptpos
 
 if we write
 
 .. math:: \Delta \mathbf{x}_S = \mathbf{x}_S(n+1) - \mathbf{x}_S(n)
+          :label: eqnshelloptpos2
 
 we finally obtain
 
 .. math:: \Delta \mathbf{x}_S = \mathbf{F}_S/k_b
+          :label: eqnshelloptpos3
 
 which then yields the algorithm to compute the next trial in the
 optimization of shell positions
 
 .. math:: \mathbf{x}_S(n+1) ~=~ \mathbf{x}_S(n) + \mathbf{F}_S/k_b.
+          :label: eqnshelloptpos4
+
index b24f2cac1fe2ed8122ca028164393a3e36697207..99f05d6bc323f1299cc4a3416305426ff4f88b1e 100644 (file)
@@ -85,7 +85,7 @@ uses the normal vector perpendicular to the plane. See
 .. _fig-sgangle:
 
 .. figure:: plots/sgangle.*
-    :width: 3.50000cm
+    :width: 10.00000cm
 
     Angle options of :ref:`gmx gangle <gmx gangle>`: A. Angle between two
     vectors. B. Angle between two planes. C. Angle between a vector and the
index 80267104e874f0cf5823230d455eaa1b9f34bc38..ea1fbd65415debe221114888abcfa11ff7023310 100644 (file)
@@ -19,6 +19,7 @@ cross-correlation function from two properties :math:`f(t)` and
 :math:`g(t)`:
 
 .. math:: C_{fg}(t) ~=~   \left\langle f(\xi) g(\xi+t)\right\rangle_{\xi}
+          :label: eqncrosscorr
 
 however, in |Gromacs| there is no standard mechanism to do this
 (**note:** you can use the ``xmgr`` program to compute cross correlations).
@@ -49,6 +50,7 @@ of length :math:`M\Delta t`, where :math:`M \leq N/2` we can compute all
 points with the same statistical accuracy:
 
 .. math:: C_f(j\Delta t)  ~=~ \frac{1}{M}\sum_{i=0}^{N-1-M} f(i\Delta t)f((i+j)\Delta t)
+          :label: eqncorrstataccuracy
 
 Here of course :math:`j < M`. :math:`M` is sometimes referred to as the
 time lag of the correlation function. When we decide to do this, we
@@ -63,6 +65,7 @@ the time lag are included, *e.g.* using :math:`k` time origins with
 spacing of :math:`M\Delta t` (where :math:`kM \leq N`):
 
 .. math:: C_f(j\Delta t)  ~=~ \frac{1}{k}\sum_{i=0}^{k-1} f(iM\Delta t)f((iM+j)\Delta t)
+          :label: eqncorrblockaveraging
 
 However, one needs very long simulations to get good accuracy this way,
 because there are many fewer points that contribute to the ACF.
@@ -112,11 +115,13 @@ The program :ref:`gmx velacc <gmx velacc>`
 calculates the *velocity autocorrelation function*.
 
 .. math:: C_{\mathbf{v}} (\tau) ~=~ \langle {\mathbf{v}}_i(\tau) \cdot {\mathbf{v}}_i(0) \rangle_{i \in A}
+          :label: eqnvelocityautocorr
 
 The self diffusion coefficient can be calculated using the Green-Kubo
 relation \ :ref:`108 <refAllen87>`:
 
 .. math:: D_A ~=~ {1\over 3} \int_0^{\infty} \langle {\bf v}_i(t) \cdot {\bf v}_i(0) \rangle_{i \in A} \; dt
+          :label: eqndiffcoeff
 
 which is just the integral of the velocity autocorrelation function.
 There is a widely-held belief that the velocity ACF converges faster
@@ -130,10 +135,9 @@ Another important quantity is the dipole correlation time. The *dipole
 correlation function* for particles of type :math:`A` is calculated as
 follows by :ref:`gmx dipoles <gmx dipoles>`:
 
-.. math::
-
-   C_{\mu} (\tau) ~=~
-   \langle {\bf \mu}_i(\tau) \cdot {\bf \mu}_i(0) \rangle_{i \in A}
+.. math:: C_{\mu} (\tau) ~=~
+          \langle {\bf \mu}_i(\tau) \cdot {\bf \mu}_i(0) \rangle_{i \in A}
+          :label: eqndipolecorrfunc
 
 with :math:`{\bf \mu}_i = \sum_{j \in i} {\bf r}_j q_j`. The dipole
 correlation time can be computed using :eq:`eqn. %s <eqncorrtime>`. 
index d230ad8045325f0d5640c482a59d66ba9df946ff..cdd2b83c30b30f409892d66aedc82d71e8867b4e 100644 (file)
@@ -8,22 +8,20 @@ essential dynamics :ref:`169 <refAmadei93>`\ , can find
 correlated motions. It uses the covariance matrix :math:`C` of the
 atomic coordinates:
 
-.. math::
-
-   C_{ij} = \left \langle 
-   M_{ii}^{\frac{1}{2}} (x_i - \langle x_i \rangle)
-   M_{jj}^{\frac{1}{2}}  (x_j - \langle x_j \rangle)
-   \right \rangle
+.. math:: C_{ij} = \left \langle 
+          M_{ii}^{\frac{1}{2}} (x_i - \langle x_i \rangle)
+          M_{jj}^{\frac{1}{2}}  (x_j - \langle x_j \rangle)
+          \right \rangle
+          :label: eqncovmatrixcoord
 
 where :math:`M` is a diagonal matrix containing the masses of the atoms
 (mass-weighted analysis) or the unit matrix (non-mass weighted
 analysis). :math:`C` is a symmetric :math:`3N \times 3N` matrix, which
 can be diagonalized with an orthonormal transformation matrix :math:`R`:
 
-.. math::
-
-   R^T C R = \mbox{diag}(\lambda_1,\lambda_2,\ldots,\lambda_{3N})
-   ~~~~\mbox{where}~~\lambda_1 \geq \lambda_2 \geq \ldots \geq \lambda_{3N}
+.. math:: R^T C R = \mbox{diag}(\lambda_1,\lambda_2,\ldots,\lambda_{3N})
+          ~~~~\mbox{where}~~\lambda_1 \geq \lambda_2 \geq \ldots \geq \lambda_{3N}
+          :label: eqnorthnormtransformmatrix
 
 The columns of :math:`R` are the eigenvectors, also called principal or
 essential modes. :math:`R` defines a transformation to a new coordinate
@@ -31,6 +29,7 @@ system. The trajectory can be projected on the principal modes to give
 the principal components :math:`p_i(t)`:
 
 .. math:: {\bf p}(t) = R^T M^{\frac{1}{2}} ({\bf x}(t) - \langle {\bf x} \rangle)
+          :label: eqnprinccomponents
 
 The eigenvalue :math:`\lambda_i` is the mean square fluctuation of
 principal component :math:`i`. The first few principal modes often
@@ -38,10 +37,9 @@ describe collective, global motions in the system. The trajectory can be
 filtered along one (or more) principal modes. For one principal mode
 :math:`i` this goes as follows:
 
-.. math::
-
-   {\bf x}^f(t) =
-   \langle {\bf x} \rangle + M^{-\frac{1}{2}} R_{ * i} \, p_i(t)
+.. math:: {\bf x}^f(t) =
+          \langle {\bf x} \rangle + M^{-\frac{1}{2}} R_{ * i} \, p_i(t)
+          :label: eqnprincmodei
 
 When the analysis is performed on a macromolecule, one often wants to
 remove the overall rotation and translation to look at the internal
@@ -67,31 +65,30 @@ columns of the rotation matrix :math:`R`. For a symmetric and
 diagonally-dominant matrix :math:`A` of size :math:`3N \times 3N` the
 square root can be calculated as:
 
-.. math::
-
-   A^\frac{1}{2} = 
-   R \, \mbox{diag}(\lambda_1^\frac{1}{2},\lambda_2^\frac{1}{2},\ldots,\lambda_{3N}^\frac{1}{2}) \, R^T
+.. math:: A^\frac{1}{2} = 
+          R \, \mbox{diag}(\lambda_1^\frac{1}{2},\lambda_2^\frac{1}{2},\ldots,\lambda_{3N}^\frac{1}{2}) \, R^T
+          :label: eqnmatrixsquareroot
 
 It can be verified easily that the product of this matrix with itself
 gives :math:`A`. Now we can define a difference :math:`d` between
 covariance matrices :math:`A` and :math:`B` as follows:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   d(A,B) & = & \sqrt{\mbox{tr}\left(\left(A^\frac{1}{2} - B^\frac{1}{2}\right)^2\right)
-   }
-   \\ & = &
-   \sqrt{\mbox{tr}\left(A + B - 2 A^\frac{1}{2} B^\frac{1}{2}\right)}
-   \\ & = &
-   \left( \sum_{i=1}^N \left( \lambda_i^A + \lambda_i^B \right)
-   - 2 \sum_{i=1}^N \sum_{j=1}^N \sqrt{\lambda_i^A \lambda_j^B}
-   \left(R_i^A \cdot R_j^B\right)^2 \right)^\frac{1}{2}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          d(A,B) & = & \sqrt{\mbox{tr}\left(\left(A^\frac{1}{2} - B^\frac{1}{2}\right)^2\right)
+          }
+          \\ & = &
+          \sqrt{\mbox{tr}\left(A + B - 2 A^\frac{1}{2} B^\frac{1}{2}\right)}
+          \\ & = &
+          \left( \sum_{i=1}^N \left( \lambda_i^A + \lambda_i^B \right)
+          - 2 \sum_{i=1}^N \sum_{j=1}^N \sqrt{\lambda_i^A \lambda_j^B}
+          \left(R_i^A \cdot R_j^B\right)^2 \right)^\frac{1}{2}\end{aligned}
+          :label: eqnmatrixdiff
 
 where tr is the trace of a matrix. We can now define the overlap
 :math:`s` as:
 
 .. math:: s(A,B) = 1 - \frac{d(A,B)}{\sqrt{\mbox{tr}A + \mbox{tr} B}}
+          :label: eqnmatrixoverlap
 
 The overlap is 1 if and only if matrices :math:`A` and :math:`B` are
 identical. It is 0 when the sampled subspaces are completely orthogonal.
@@ -102,10 +99,9 @@ by :math:`m` orthonormal vectors :math:`{\bf w}_1,\ldots,{\bf w}_m` with
 a reference subspace spanned by :math:`n` orthonormal vectors
 :math:`{\bf v}_1,\ldots,{\bf v}_n` can be quantified as follows:
 
-.. math::
-
-   \mbox{overlap}({\bf v},{\bf w}) =
-   \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n \sum_{j=1}^m ({\bf v}_i \cdot {\bf w}_j)^2
+.. math:: \mbox{overlap}({\bf v},{\bf w}) =
+          \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n \sum_{j=1}^m ({\bf v}_i \cdot {\bf w}_j)^2
+          :label: eqnsubspaceoverlap
 
 The overlap will increase with increasing :math:`m` and will be 1 when
 set :math:`{\bf v}` is a subspace of set :math:`{\bf w}`. The
@@ -121,11 +117,10 @@ index \ :ref:`170 <refHess2002b>`, :ref:`171 <refHess2000>`.
 The eigenvalues are proportional to the index to the power
 :math:`-2`. The cosine content is defined as:
 
-.. math::
-
-   \frac{2}{T}
-   \left( \int_0^T \cos\left(\frac{i \pi t}{T}\right) \, p_i(t) \mbox{d} t \right)^2
-   \left( \int_0^T p_i^2(t) \mbox{d} t \right)^{-1}
+.. math:: \frac{2}{T}
+          \left( \int_0^T \cos\left(\frac{i \pi t}{T}\right) \, p_i(t) \mbox{d} t \right)^2
+          \left( \int_0^T p_i^2(t) \mbox{d} t \right)^{-1}
+          :label: eqneigenvaluecosine
 
 When the cosine content of the first few principal components is close
 to 1, the largest fluctuations are not connected with the potential, but
index 2929a35206e09b7d54e80b5f9495d5f5716ab111..dafc3eb2e6be70094ec74ad4f8b318fa38efb194 100644 (file)
@@ -57,11 +57,10 @@ Error estimation
 Under the hood |Gromacs| implements some more fitting functions, namely a
 function to estimate the error in time-correlated data due to Hess \ :ref:`149 <refHess2002a>`:
 
-.. math::
-
-   \varepsilon^2(t) =
-   \alpha\tau_1\left(1+\frac{\tau_1}{t}\left(e^{-t/\tau_1}-1\right)\right)
-         + (1-\alpha)\tau_2\left(1+\frac{\tau_2}{t}\left(e^{-t/\tau_2}-1\right)\right)
+.. math:: \varepsilon^2(t) =
+          \alpha\tau_1\left(1+\frac{\tau_1}{t}\left(e^{-t/\tau_1}-1\right)\right)
+                + (1-\alpha)\tau_2\left(1+\frac{\tau_2}{t}\left(e^{-t/\tau_2}-1\right)\right)
+          :label: eqntimecorrerror
 
 where :math:`\tau_1` and :math:`\tau_2` are time constants (with
 :math:`\tau_2 \ge \tau_1`) and :math:`\alpha` usually is close to 1 (in
@@ -69,6 +68,7 @@ the fitting procedure it is enforced that :math:`0\leq\alpha\leq 1`).
 This is used in :ref:`gmx analyze <gmx analyze>` for error estimation using
 
 .. math:: \lim_{t\rightarrow\infty}\varepsilon(t) = \sigma\sqrt{\frac{2(\alpha\tau_1+(1-\alpha)\tau_2)}{T}}
+          :label: eqnanalyzeerrorest
 
 where :math:`\sigma` is the standard deviation of the data set and
 :math:`T` is the total simulation time \ :ref:`149 <refHess2002a>`.
@@ -79,10 +79,9 @@ Interphase boundary demarcation
 In order to determine the position and width of an interface,
 Steen-Sæthre *et al.* fitted a density profile to the following function
 
-.. math::
-
-   f(x) ~=~ \frac{a_0+a_1}{2} - \frac{a_0-a_1}{2}{\rm
-     erf}\left(\frac{x-a_2}{a_3^2}\right)
+.. math:: f(x) ~=~ \frac{a_0+a_1}{2} - \frac{a_0-a_1}{2}{\rm
+          erf}\left(\frac{x-a_2}{a_3^2}\right)
+          :label: eqndesprofilefunc
 
 where :math:`a_0` and :math:`a_1` are densities of different phases,
 :math:`x` is the coordinate normal to the interface, :math:`a_2` is the
@@ -97,10 +96,9 @@ In order to establish the transverse current autocorrelation function
 (useful for computing viscosity  \ :ref:`164 <refPalmer1994a>`) the following function is
 fitted:
 
-.. math::
-
-   f(x) ~=~ e^{-\nu}\left({\rm cosh}(\omega\nu)+\frac{{\rm
-       sinh}(\omega\nu)}{\omega}\right)
+.. math:: f(x) ~=~ e^{-\nu}\left({\rm cosh}(\omega\nu)+\frac{{\rm
+          sinh}(\omega\nu)}{\omega}\right)
+          :label: eqntransverseautocorrfunc
 
 with :math:`\nu = x/(2a_0)` and :math:`\omega = \sqrt{1-a_1}`. This is
 implemented in :ref:`gmx tcaf <gmx tcaf>`.
@@ -115,10 +113,9 @@ function \ :ref:`160 <refPSmith93c>`, however this is often hampered by
 the noisy tail of the ACF. A workaround to this is fitting the ACF to
 the following function \ :ref:`166 <refGuo2002b>`:
 
-.. math::
-
-   f(t)/f(0) = (1-C) {\rm cos}(\omega t) e^{-(t/\tau_f)^{\beta_f}} + C
-   e^{-(t/\tau_s)^{\beta_s}}
+.. math:: f(t)/f(0) = (1-C) {\rm cos}(\omega t) e^{-(t/\tau_f)^{\beta_f}} + C
+          e^{-(t/\tau_s)^{\beta_s}}
+          :label: eqnviscestpressureautocorr
 
 where :math:`\omega` is the frequency of rapid pressure oscillations
 (mainly due to bonded forces in molecular simulations), :math:`\tau_f`
@@ -130,6 +127,7 @@ After a fit, the integral of the function :math:`f(t)` is used to
 compute the viscosity:
 
 .. math:: \eta = \frac{V}{k_B T}\int_0^{\infty} f(t) dt
+          :label: eqncompviscosity
 
 This equation has been applied to computing the bulk and shear
 viscosity using different elements from the pressure tensor \ :ref:`167 <refFanourgakis2012a>`.
index 0516e4074942a9febebee00bd082209ba2585217..8c31695026b4a3c9e196d3857335ae78aa2c9634 100644 (file)
@@ -36,17 +36,16 @@ Hydrogen bonds
   and acceptors A. To determine if an H-bond exists, a geometrical
   criterion is used, see also :numref:`Fig. %s <fig-hbond>`:
 
-  .. math::
-
-     \begin{array}{rclcl}
-     r       & \leq  & r_{HB}        & = & 0.35~\mbox{nm}    \\
-     \alpha  & \leq  & \alpha_{HB}   & = & 30^o              \\
-     \end{array}
+  .. math:: \begin{array}{rclcl}
+            r       & \leq  & r_{HB}        & = & 0.35~\mbox{nm}    \\
+            \alpha  & \leq  & \alpha_{HB}   & = & 30^o              \\
+            \end{array}
+            :label: eqnhbondgeomtric
 
 .. _fig-hbond:
 
 .. figure:: plots/hbond.*
-   :width: 2.50000cm
+   :width: 7.50000cm
 
    Geometrical Hydrogen bond criterion.
 
@@ -61,7 +60,7 @@ the following ways:
 .. _fig-hbondinsert:
 
 .. figure:: plots/hbond-insert.*
-    :width: 3.50000cm
+    :width: 7.50000cm
 
     Insertion of water into an H-bond. (1) Normal H-bond between two
     residues. (2) H-bonding bridge via a water molecule.
index 0b9daab49c99bc29ebd67d9ec073b218260175e6..1fbc7b8445bd294859e8fcd41318e27ee1b52974 100644 (file)
@@ -11,6 +11,7 @@ General properties
 The *center-of-mass velocity*, defined as
 
 .. math:: {\bf v}_{com} = {1 \over M} \sum_{i=1}^N m_i {\bf v}_i
+          :label: eqncomvelocity
 
 with :math:`M = \sum_{i=1}^N m_i` the total mass of the system, can be
 monitored in time by the program :ref:`gmx traj <gmx traj>` ``-com -ov``. It is however
index da21b56914701d9596c05cf19076596521d72b3f..268325b6307e820e10801926b7b71cbcadfb85e5 100644 (file)
@@ -9,10 +9,9 @@ Mean Square Displacement
   particles of type :math:`A`, one can use the Einstein
   relation :ref:`108 <refAllen87>`:
 
-  .. math::
-
-     \lim_{t \rightarrow \infty} \langle
-     \|{\bf r}_i(t) - {\bf r}_i(0)\|^2 \rangle_{i \in A} ~=~ 6 D_A t
+  .. math:: \lim_{t \rightarrow \infty} \langle
+            \|{\bf r}_i(t) - {\bf r}_i(0)\|^2 \rangle_{i \in A} ~=~ 6 D_A t
+            :label: eqnmsd
 
 | This *mean square displacement* and :math:`D_A` are calculated by the
   program :ref:`gmx msd <gmx msd>`. Normally
index 43a835e18f79055ef613aada8571b1b8ceec3463..5d1bbf5c5166c82f3771e1499617e003cdb47981 100644 (file)
Binary files a/docs/reference-manual/analysis/plots/sgangle.pdf and b/docs/reference-manual/analysis/plots/sgangle.pdf differ
index 181ad8ea08c48ede9aeab525686460d1bac81d75..bcb2079748fb3e3f64f4011af722a62bb0347815 100644 (file)
@@ -11,9 +11,9 @@
    xmlns:inkscape="http://www.inkscape.org/namespaces/inkscape"
    id="svg3074"
    version="1.1"
-   inkscape:version="0.48.2 r9819"
-   width="449.44434"
-   height="99.803299"
+   inkscape:version="0.92.3 (2405546, 2018-03-11)"
+   width="479.40729"
+   height="106.45686"
    xml:space="preserve"
    sodipodi:docname="sgangle.svg"><metadata
      id="metadata3080"><rdf:RDF><cc:Work
@@ -27,9 +27,8 @@
        id="Arrow1Mend"
        style="overflow:visible"><path
          id="path4597"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(-0.4,0,0,-0.4,-4,0)"
+         d="M -4.2666667,0 -6.4,2.1333333 1.0666667,0 -6.4,-2.1333333 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.42666668pt;marker-start:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Mstart"
        orient="auto"
@@ -38,9 +37,8 @@
        id="Arrow1Mstart"
        style="overflow:visible"><path
          id="path4594"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(0.4,0,0,0.4,4,0)"
+         d="M 4.2666667,0 6.4,-2.1333333 -1.0666667,0 6.4,2.1333333 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.42666668pt;marker-start:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Lend"
        orient="auto"
@@ -49,9 +47,8 @@
        id="Arrow1Lend"
        style="overflow:visible"><path
          id="path4591"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(-0.8,0,0,-0.8,-10,0)"
+         d="M -10.666667,0 -14.933333,4.2666667 0,0 -14.933333,-4.2666667 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Lstart"
        orient="auto"
@@ -60,9 +57,8 @@
        id="Arrow1Lstart"
        style="overflow:visible"><path
          id="path4588"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(0.8,0,0,0.8,10,0)"
+         d="M 10.666667,0 14.933333,-4.2666667 0,0 14.933333,4.2666667 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="DotL"
        orient="auto"
        id="DotL"
        style="overflow:visible"><path
          id="path4650"
-         d="m -2.5,-1 c 0,2.76 -2.24,5 -5,5 -2.76,0 -5,-2.24 -5,-5 0,-2.76 2.24,-5 5,-5 2.76,0 5,2.24 5,5 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none;marker-end:none"
-         transform="matrix(0.8,0,0,0.8,5.92,0.8)"
+         d="m 4.1813333,0 c 0,2.3552 -1.9114666,4.2666667 -4.26666663,4.2666667 C -2.4405333,4.2666667 -4.352,2.3552 -4.352,0 c 0,-2.3552 1.9114667,-4.2666667 4.26666667,-4.2666667 C 2.2698667,-4.2666667 4.1813333,-2.3552 4.1813333,0 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none;marker-end:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3164"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 72.7188,6555.72 -49.5586,31.92 58.8007,-1.68 -69.7226,21.84 -9.66018,-29.82 70.14068,-22.26 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 72.7188,6555.72 -49.5586,31.92 58.8007,-1.68 -69.7226,21.84 -9.66018,-29.82 z"
          id="path3166"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3188"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 3318.9,5032.38 54.6,-21.84 -57.54,-9.66 72.66,-7.56 3.36,31.5 -73.08,7.56 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 3318.9,5032.38 54.6,-21.84 -57.54,-9.66 72.66,-7.56 3.36,31.5 z"
          id="path3190"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3194"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 3318.9,5032.38 54.6,-21.84 -57.54,-9.66 72.66,-7.56 3.36,31.5 -73.08,7.56 z m -1098.3,80.64 -55.02,21.42 57.96,10.08 -72.66,7.56 -3.36,-31.5 73.08,-7.56 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 3318.9,5032.38 54.6,-21.84 -57.54,-9.66 72.66,-7.56 3.36,31.5 z m -1098.3,80.64 -55.02,21.42 57.96,10.08 -72.66,7.56 -3.36,-31.5 z"
          id="path3196"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3210"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 3343.26,5041.2 38.22,-44.94 -55.44,18.48 60.9,-40.74 17.22,26.46 -60.9,40.74 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 3343.26,5041.2 38.22,-44.94 -55.44,18.48 60.9,-40.74 17.22,26.46 z"
          id="path3212"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3216"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 3343.26,5041.2 38.22,-44.94 -55.44,18.48 60.9,-40.74 17.22,26.46 -60.9,40.74 z m -472.92,277.2 -38.64,44.52 55.86,-18.06 -60.9,40.74 -17.22,-26.46 60.9,-40.74 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 3343.26,5041.2 38.22,-44.94 -55.44,18.48 60.9,-40.74 17.22,26.46 z m -472.92,277.2 -38.64,44.52 55.86,-18.06 -60.9,40.74 -17.22,-26.46 z"
          id="path3218"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3232"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 3316.38,2443.92 32.76,48.3 -2.94,-58.38 23.1,69.3 -29.82,10.08 -23.1,-69.3 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 3316.38,2443.92 32.76,48.3 -2.94,-58.38 23.1,69.3 -29.82,10.08 z"
          id="path3234"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3238"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 3316.38,2443.92 32.76,48.3 -2.94,-58.38 23.1,69.3 -29.82,10.08 -23.1,-69.3 z m -305.76,-1017.24 -33.18,-48.72 3.36,58.8 -23.1,-69.3 29.82,-10.08 23.1,69.3 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 3316.38,2443.92 32.76,48.3 -2.94,-58.38 23.1,69.3 -29.82,10.08 z m -305.76,-1017.24 -33.18,-48.72 3.36,58.8 -23.1,-69.3 29.82,-10.08 z"
          id="path3240"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3254"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 2530.56,5234.4 -50.4,30.66 58.8,-0.42 -70.14,20.16 -8.82,-30.24 70.56,-20.16 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 2530.56,5234.4 -50.4,30.66 58.8,-0.42 -70.14,20.16 -8.82,-30.24 z"
          id="path3256"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3260"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 2530.56,5234.4 -50.4,30.66 58.8,-0.42 -70.14,20.16 -8.82,-30.24 70.56,-20.16 z m 761.88,-184.8 49.98,-31.08 -58.38,0.84 70.14,-20.16 8.82,30.24 -70.56,20.16 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 2530.56,5234.4 -50.4,30.66 58.8,-0.42 -70.14,20.16 -8.82,-30.24 z m 761.88,-184.8 49.98,-31.08 -58.38,0.84 70.14,-20.16 8.82,30.24 z"
          id="path3262"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3330"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 286.922,3459.9 -44.102,39.48 57.961,-11.34 -65.519,32.76 -13.864,-28.14 65.524,-32.76 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 286.922,3459.9 -44.102,39.48 57.961,-11.34 -65.519,32.76 -13.864,-28.14 z"
          id="path3332"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3396"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 286.922,813.898 -44.102,39.481 57.961,-11.34 -65.519,32.762 -13.864,-28.141 65.524,-32.762 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 286.922,813.898 -44.102,39.481 57.961,-11.34 -65.519,32.762 -13.864,-28.141 z"
          id="path3398"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3408"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 300.781,3236.46 -56.703,15.54 56.703,15.96 -73.082,0 0,-31.5 73.082,0 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 300.781,3236.46 -56.703,15.54 56.703,15.96 h -73.082 v -31.5 z"
          id="path3410"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3420"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 388.98,2916.84 -50.82,29.82 59.219,0.84 -70.981,18.9 -7.976,-30.24 70.558,-19.32 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 388.98,2916.84 -50.82,29.82 59.219,0.84 -70.981,18.9 -7.976,-30.24 z"
          id="path3422"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3434"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 418.379,5515.38 -48.719,32.76 58.801,-2.94 -69.301,23.1 -10.082,-29.82 69.301,-23.1 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 418.379,5515.38 -48.719,32.76 58.801,-2.94 -69.301,23.1 -10.082,-29.82 z"
          id="path3436"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3448"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 1037.46,5964.78 -15.96,-56.7 -15.54,56.7 0,-73.08 31.5,0 0,73.08 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 1037.46,5964.78 -15.96,-56.7 -15.54,56.7 v -73.08 h 31.5 z"
          id="path3450"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3462"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 627.961,5807.28 -15.961,-56.7 -15.539,56.7 0,-73.08 31.5,0 0,73.08 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 627.961,5807.28 -15.961,-56.7 -15.539,56.7 v -73.08 h 31.5 z"
          id="path3464"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><clipPath
        clipPathUnits="userSpaceOnUse"
        id="clipPath3476"><path
-         d="m 0,0 0,7240 3900,0 L 3900,0 0,0 z m 302.879,480.84 -59.219,1.262 51.238,29.398 -70.976,-17.641 7.976,-30.66 70.981,17.641 z"
+         d="M 0,0 V 7240 H 3900 V 0 Z m 302.879,480.84 -59.219,1.262 51.238,29.398 -70.976,-17.641 7.976,-30.66 z"
          id="path3478"
          inkscape:connector-curvature="0" /></clipPath><marker
        inkscape:stockid="DotL"
        id="DotL-3"
        style="overflow:visible"><path
          id="path4650-2"
-         d="m -2.5,-1 c 0,2.76 -2.24,5 -5,5 -2.76,0 -5,-2.24 -5,-5 0,-2.76 2.24,-5 5,-5 2.76,0 5,2.24 5,5 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none;marker-end:none"
-         transform="matrix(0.8,0,0,0.8,5.92,0.8)"
+         d="m 4.1813333,0 c 0,2.3552 -1.9114666,4.2666667 -4.26666663,4.2666667 C -2.4405333,4.2666667 -4.352,2.3552 -4.352,0 c 0,-2.3552 1.9114667,-4.2666667 4.26666667,-4.2666667 C 2.2698667,-4.2666667 4.1813333,-2.3552 4.1813333,0 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none;marker-end:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="DotL"
        orient="auto"
        id="marker8876"
        style="overflow:visible"><path
          id="path8878"
-         d="m -2.5,-1 c 0,2.76 -2.24,5 -5,5 -2.76,0 -5,-2.24 -5,-5 0,-2.76 2.24,-5 5,-5 2.76,0 5,2.24 5,5 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none;marker-end:none"
-         transform="matrix(0.8,0,0,0.8,5.92,0.8)"
+         d="m 4.1813333,0 c 0,2.3552 -1.9114666,4.2666667 -4.26666663,4.2666667 C -2.4405333,4.2666667 -4.352,2.3552 -4.352,0 c 0,-2.3552 1.9114667,-4.2666667 4.26666667,-4.2666667 C 2.2698667,-4.2666667 4.1813333,-2.3552 4.1813333,0 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none;marker-end:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="DotL"
        orient="auto"
        id="marker8880"
        style="overflow:visible"><path
          id="path8882"
-         d="m -2.5,-1 c 0,2.76 -2.24,5 -5,5 -2.76,0 -5,-2.24 -5,-5 0,-2.76 2.24,-5 5,-5 2.76,0 5,2.24 5,5 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none;marker-end:none"
-         transform="matrix(0.8,0,0,0.8,5.92,0.8)"
+         d="m 4.1813333,0 c 0,2.3552 -1.9114666,4.2666667 -4.26666663,4.2666667 C -2.4405333,4.2666667 -4.352,2.3552 -4.352,0 c 0,-2.3552 1.9114667,-4.2666667 4.26666667,-4.2666667 C 2.2698667,-4.2666667 4.1813333,-2.3552 4.1813333,0 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none;marker-end:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Mend"
        orient="auto"
        style="overflow:visible"><path
          inkscape:connector-curvature="0"
          id="path4597-9"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(-0.4,0,0,-0.4,-4,0)" /></marker><marker
+         d="M -4.2666667,0 -6.4,2.1333333 1.0666667,0 -6.4,-2.1333333 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.42666668pt;marker-start:none" /></marker><marker
        inkscape:stockid="DotL"
        orient="auto"
        refY="0"
        id="DotL-6"
        style="overflow:visible"><path
          id="path4650-4"
-         d="m -2.5,-1 c 0,2.76 -2.24,5 -5,5 -2.76,0 -5,-2.24 -5,-5 0,-2.76 2.24,-5 5,-5 2.76,0 5,2.24 5,5 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none;marker-end:none"
-         transform="matrix(0.8,0,0,0.8,5.92,0.8)"
+         d="m 4.1813333,0 c 0,2.3552 -1.9114666,4.2666667 -4.26666663,4.2666667 C -2.4405333,4.2666667 -4.352,2.3552 -4.352,0 c 0,-2.3552 1.9114667,-4.2666667 4.26666667,-4.2666667 C 2.2698667,-4.2666667 4.1813333,-2.3552 4.1813333,0 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none;marker-end:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="DotL"
        orient="auto"
        id="marker9561"
        style="overflow:visible"><path
          id="path9563"
-         d="m -2.5,-1 c 0,2.76 -2.24,5 -5,5 -2.76,0 -5,-2.24 -5,-5 0,-2.76 2.24,-5 5,-5 2.76,0 5,2.24 5,5 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none;marker-end:none"
-         transform="matrix(0.8,0,0,0.8,5.92,0.8)"
+         d="m 4.1813333,0 c 0,2.3552 -1.9114666,4.2666667 -4.26666663,4.2666667 C -2.4405333,4.2666667 -4.352,2.3552 -4.352,0 c 0,-2.3552 1.9114667,-4.2666667 4.26666667,-4.2666667 C 2.2698667,-4.2666667 4.1813333,-2.3552 4.1813333,0 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none;marker-end:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="DotL"
        orient="auto"
        id="marker9565"
        style="overflow:visible"><path
          id="path9567"
-         d="m -2.5,-1 c 0,2.76 -2.24,5 -5,5 -2.76,0 -5,-2.24 -5,-5 0,-2.76 2.24,-5 5,-5 2.76,0 5,2.24 5,5 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none;marker-end:none"
-         transform="matrix(0.8,0,0,0.8,5.92,0.8)"
+         d="m 4.1813333,0 c 0,2.3552 -1.9114666,4.2666667 -4.26666663,4.2666667 C -2.4405333,4.2666667 -4.352,2.3552 -4.352,0 c 0,-2.3552 1.9114667,-4.2666667 4.26666667,-4.2666667 C 2.2698667,-4.2666667 4.1813333,-2.3552 4.1813333,0 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335pt;marker-start:none;marker-end:none"
          inkscape:connector-curvature="0" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Mend"
        orient="auto"
        style="overflow:visible"><path
          inkscape:connector-curvature="0"
          id="path4597-5"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(-0.4,0,0,-0.4,-4,0)" /></marker><marker
+         d="M -4.2666667,0 -6.4,2.1333333 1.0666667,0 -6.4,-2.1333333 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.42666668pt;marker-start:none" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Mstart"
        orient="auto"
        refY="0"
        style="overflow:visible"><path
          inkscape:connector-curvature="0"
          id="path4594-0"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(0.4,0,0,0.4,4,0)" /></marker><marker
+         d="M 4.2666667,0 6.4,-2.1333333 -1.0666667,0 6.4,2.1333333 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.42666668pt;marker-start:none" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Mend"
        orient="auto"
        refY="0"
        style="overflow:visible"><path
          inkscape:connector-curvature="0"
          id="path4597-1"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(-0.4,0,0,-0.4,-4,0)" /></marker><marker
+         d="M -4.2666667,0 -6.4,2.1333333 1.0666667,0 -6.4,-2.1333333 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.42666668pt;marker-start:none" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Mstart"
        orient="auto"
        refY="0"
        style="overflow:visible"><path
          inkscape:connector-curvature="0"
          id="path4594-8"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(0.4,0,0,0.4,4,0)" /></marker><marker
+         d="M 4.2666667,0 6.4,-2.1333333 -1.0666667,0 6.4,2.1333333 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.42666668pt;marker-start:none" /></marker><marker
        inkscape:stockid="Arrow1Mend"
        orient="auto"
        refY="0"
        style="overflow:visible"><path
          inkscape:connector-curvature="0"
          id="path4597-4"
-         d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 z"
-         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;marker-start:none"
-         transform="matrix(-0.4,0,0,-0.4,-4,0)" /></marker></defs><sodipodi:namedview
+         d="M -4.2666667,0 -6.4,2.1333333 1.0666667,0 -6.4,-2.1333333 Z"
+         style="fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:0.42666668pt;marker-start:none" /></marker></defs><sodipodi:namedview
      pagecolor="#ffffff"
      bordercolor="#666666"
      borderopacity="1"
      guidetolerance="10"
      inkscape:pageopacity="0"
      inkscape:pageshadow="2"
-     inkscape:window-width="1227"
-     inkscape:window-height="700"
+     inkscape:window-width="1920"
+     inkscape:window-height="1020"
      id="namedview3076"
      showgrid="true"
      inkscape:snap-global="true"
      fit-margin-right="0"
      fit-margin-bottom="0"
      inkscape:zoom="2"
-     inkscape:cx="265.31953"
+     inkscape:cx="181.06953"
      inkscape:cy="75.132976"
-     inkscape:window-x="44"
-     inkscape:window-y="6"
-     inkscape:window-maximized="0"
+     inkscape:window-x="0"
+     inkscape:window-y="31"
+     inkscape:window-maximized="1"
      inkscape:current-layer="g3082"
      units="mm"
      inkscape:object-paths="true"
        empspacing="5"
        visible="true"
        enabled="true"
-       snapvisiblegridlinesonly="true" /></sodipodi:namedview><g
+       snapvisiblegridlinesonly="true"
+       originx="0"
+       originy="0"
+       spacingx="1.0666667"
+       spacingy="1.0666667" /></sodipodi:namedview><g
      id="g3082"
      inkscape:groupmode="layer"
      inkscape:label="ink_ext_XXXXXX"
-     transform="matrix(0,1.25,1.25,0,-1515.0162,-399.1308)"><path
-       style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-miterlimit:4;stroke-opacity:1;stroke-dasharray:none;marker-start:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)"
-       d="m 56.2485,431.35741 -20,-60"
-       id="path3815"
-       inkscape:connector-curvature="0"
-       transform="matrix(0,0.8,0.8,0,41.880103,1194.9892)"
-       sodipodi:nodetypes="cc" /><path
-       style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-miterlimit:4;stroke-opacity:1;stroke-dasharray:none;marker-start:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)"
-       d="m 81.2485,421.35741 20,-60"
-       id="path5211"
-       inkscape:connector-curvature="0"
-       transform="matrix(0,0.8,0.8,0,41.880103,1194.9892)"
-       sodipodi:nodetypes="cc" /><g
-       id="g8666"
-       transform="translate(24,-12)"><path
-         sodipodi:nodetypes="ccc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path5759"
-         d="m 310.96603,1251.988 24,8 -24,8"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Mstart);marker-end:url(#Arrow1Mend)" /><path
-         sodipodi:open="true"
-         sodipodi:end="5.060828"
-         sodipodi:start="4.381757"
-         transform="matrix(0,0.8,0.8,0,41.880104,1195.988)"
-         d="m 73.787564,347.39388 c 4.13685,-1.41989 8.635264,-1.37984 12.746175,0.11349"
-         sodipodi:ry="19.136335"
-         sodipodi:rx="19.136335"
-         sodipodi:cy="365.49374"
-         sodipodi:cx="80"
-         id="path6322"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1;stroke-miterlimit:4;stroke-opacity:1;stroke-dasharray:none;marker-start:none"
-         sodipodi:type="arc" /></g><text
-       xml:space="preserve"
-       style="font-size:12.80000019px;font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;text-align:start;line-height:125%;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;font-family:Sans;-inkscape-font-specification:Sans"
-       x="1211.913"
-       y="398.96603"
-       id="text6324"
-       sodipodi:linespacing="125%"
-       transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
-         sodipodi:role="line"
-         id="tspan6326"
-         x="1211.913"
-         y="398.96603">A</tspan></text>
+     transform="matrix(0,1.25,1.25,0,-1616.0173,-425.73952)"><g
+   id="g1022"><rect
+     transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"
+     y="340.42377"
+     x="1292.8138"
+     height="85.333336"
+     width="384"
+     id="rect1019"
+     style="fill:#ffffff;stroke-width:4.53543329;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none" /></g><path
+   style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none;stroke-opacity:1;marker-start:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)"
+   d="m 412.76377,1322.6539 -51.2,-17.0667"
+   id="path3815"
+   inkscape:connector-curvature="0"
+   sodipodi:nodetypes="cc" /><path
+   style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none;stroke-opacity:1;marker-start:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)"
+   d="m 404.23043,1343.9872 -51.2,17.0667"
+   id="path5211"
+   inkscape:connector-curvature="0"
+   sodipodi:nodetypes="cc" /><g
+   id="g8666"
+   transform="translate(25.6,-12.8)"><path
+     sodipodi:nodetypes="ccc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path5759"
+     d="m 331.6971,1335.4539 25.6,8.5333 -25.6,8.5333"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Mstart);marker-end:url(#Arrow1Mend)" /><path
+     sodipodi:open="true"
+     sodipodi:end="5.060828"
+     sodipodi:start="4.381757"
+     transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"
+     d="m 1338.6859,341.1149 a 16.329674,16.329674 0 0 1 10.8767,0.0969"
+     sodipodi:ry="16.329674"
+     sodipodi:rx="16.329674"
+     sodipodi:cy="356.56012"
+     sodipodi:cx="1343.9872"
+     id="path6322"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none;stroke-opacity:1;marker-start:none"
+     sodipodi:type="arc" /></g><text
+   xml:space="preserve"
+   style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:12.80000019px;line-height:0%;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:Sans;text-align:start;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;stroke-width:1.06666672"
+   x="1292.7072"
+   y="425.56378"
+   id="text6324"
+   transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
+     sodipodi:role="line"
+     id="tspan6326"
+     x="1292.7072"
+     y="425.56378"
+     style="font-size:13.65333366px;line-height:1.25;font-family:sans-serif;stroke-width:1.06666672">A</tspan></text>
+
 <g
-       id="g8860"
-       transform="translate(8.0000004,-16)"><path
-         sodipodi:nodetypes="ccc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path6328"
-         d="m 358.96603,1311.988 24,24 0,36"
-         style="fill:#c0c0c0;fill-opacity:1;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#DotL);marker-mid:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)" /><path
-         sodipodi:nodetypes="cc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path6888"
-         d="m 374.96603,1339.988 -24,8"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Mend)" /></g><text
-       xml:space="preserve"
-       style="font-size:12.80000019px;font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;text-align:start;line-height:125%;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;font-family:Sans;-inkscape-font-specification:Sans"
-       x="1287.988"
-       y="398.96603"
-       id="text6324-0"
-       sodipodi:linespacing="125%"
-       transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
-         sodipodi:role="line"
-         id="tspan7507"
-         x="1287.988"
-         y="398.96603">B</tspan></text>
+   id="g8860"
+   transform="translate(8.5333338,-17.066667)"><path
+     sodipodi:nodetypes="ccc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path6328"
+     d="m 382.8971,1399.4539 25.6,25.6 v 38.4"
+     style="fill:#c0c0c0;fill-opacity:1;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#DotL);marker-mid:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)" /><path
+     sodipodi:nodetypes="cc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path6888"
+     d="m 399.96377,1429.3205 -25.6,8.5334"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Mend)" /></g><text
+   xml:space="preserve"
+   style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:12.80000019px;line-height:0%;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:Sans;text-align:start;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;stroke-width:1.06666672"
+   x="1373.8539"
+   y="425.56378"
+   id="text6324-0"
+   transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
+     sodipodi:role="line"
+     id="tspan7507"
+     x="1373.8539"
+     y="425.56378"
+     style="font-size:13.65333366px;line-height:1.25;font-family:sans-serif;stroke-width:1.06666672">B</tspan></text>
+
 <g
-       transform="matrix(0,1,-1,0,1698.954,1013.022)"
-       id="g8860-5"><path
-         sodipodi:nodetypes="ccc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path6328-6"
-         d="m 358.96603,1311.988 24,24 0,36"
-         style="fill:#c0c0c0;fill-opacity:1;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#DotL);marker-mid:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)" /><path
-         sodipodi:nodetypes="cc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path6888-3"
-         d="m 374.96603,1339.988 -24,8"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Mend)" /></g><g
-       id="g9520"
-       transform="translate(11.999998,168)"><path
-         sodipodi:nodetypes="ccc"
-         transform="matrix(0,0.8,0.8,0,285.87509,1211.988)"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path8916"
-         d="m 165,41.363678 10,30 20,-20"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Mstart);marker-end:url(#Arrow1Mend-5)" /><path
-         sodipodi:end="5.4889046"
-         sodipodi:start="4.3931718"
-         transform="matrix(0,0.8,0.8,0,285.87509,1211.988)"
-         d="m 168.72353,52.37405 c 7.11471,-2.35156 14.94704,-0.528828 20.29243,4.722434"
-         sodipodi:ry="20"
-         sodipodi:rx="20"
-         sodipodi:cy="71.363678"
-         sodipodi:cx="175"
-         id="path9518"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1;stroke-miterlimit:4;stroke-opacity:1;stroke-dasharray:none"
-         sodipodi:type="arc"
-         sodipodi:open="true" /></g><g
-       id="g8860-52"
-       transform="translate(4.0000004,108)"><path
-         sodipodi:nodetypes="ccc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path6328-0"
-         d="m 358.96603,1311.988 24,24 0,36"
-         style="fill:#c0c0c0;fill-opacity:1;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#DotL);marker-mid:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)" /><path
-         sodipodi:nodetypes="cc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path6888-9"
-         d="m 374.96603,1339.988 -24,8"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Mend)" /></g><text
-       xml:space="preserve"
-       style="font-size:12.80000019px;font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;text-align:start;line-height:125%;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;font-family:Sans;-inkscape-font-specification:Sans"
-       x="1411.988"
-       y="398.96603"
-       id="text6324-0-3"
-       sodipodi:linespacing="125%"
-       transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
-         sodipodi:role="line"
-         id="tspan9634"
-         x="1411.988"
-         y="398.96603">C</tspan></text>
+   transform="rotate(90,365.8304,1446.3872)"
+   id="g8860-5"><path
+     sodipodi:nodetypes="ccc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path6328-6"
+     d="m 382.8971,1399.4539 25.6,25.6 v 38.4"
+     style="fill:#c0c0c0;fill-opacity:1;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#DotL);marker-mid:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)" /><path
+     sodipodi:nodetypes="cc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path6888-3"
+     d="m 399.96377,1429.3205 -25.6,8.5334"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Mend)" /></g><g
+   id="g9520"
+   transform="translate(12.799998,179.2)"><path
+     sodipodi:nodetypes="ccc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path8916"
+     d="m 340.23043,1433.5872 25.6,8.5333 -17.06666,17.0667"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Mstart);marker-end:url(#Arrow1Mend-5)" /><path
+     sodipodi:end="5.4889046"
+     sodipodi:start="4.3931718"
+     transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"
+     d="m 1436.7646,349.62596 a 17.066668,17.066668 0 0 1 17.3162,4.02981"
+     sodipodi:ry="17.066668"
+     sodipodi:rx="17.066668"
+     sodipodi:cy="365.83044"
+     sodipodi:cx="1442.1205"
+     id="path9518"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none;stroke-opacity:1"
+     sodipodi:type="arc"
+     sodipodi:open="true" /></g><g
+   id="g8860-52"
+   transform="translate(4.2666671,115.2)"><path
+     sodipodi:nodetypes="ccc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path6328-0"
+     d="m 382.8971,1399.4539 25.6,25.6 v 38.4"
+     style="fill:#c0c0c0;fill-opacity:1;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#DotL);marker-mid:url(#DotL);marker-end:url(#DotL)" /><path
+     sodipodi:nodetypes="cc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path6888-9"
+     d="m 399.96377,1429.3205 -25.6,8.5334"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Mend)" /></g><text
+   xml:space="preserve"
+   style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:12.80000019px;line-height:0%;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:Sans;text-align:start;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;stroke-width:1.06666672"
+   x="1506.1206"
+   y="425.56378"
+   id="text6324-0-3"
+   transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
+     sodipodi:role="line"
+     id="tspan9634"
+     x="1506.1206"
+     y="425.56378"
+     style="font-size:13.65333366px;line-height:1.25;font-family:sans-serif;stroke-width:1.06666672">C</tspan></text>
+
 <path
-       style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Mend-7)"
-       d="m 390.96603,1491.988 -56,0"
-       id="path9638"
-       inkscape:connector-curvature="0"
-       sodipodi:nodetypes="cc" /><text
-       xml:space="preserve"
-       style="font-size:6.4000001px;font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;text-align:start;line-height:125%;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;font-family:Sans;-inkscape-font-specification:Sans"
-       x="1487.988"
-       y="362.96603"
-       id="text10052"
-       sodipodi:linespacing="125%"
-       transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
-         sodipodi:role="line"
-         id="tspan10054"
-         x="1487.988"
-         y="362.96603">z</tspan></text>
+   style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-end:url(#Arrow1Mend-7)"
+   d="M 417.03043,1591.4539 H 357.2971"
+   id="path9638"
+   inkscape:connector-curvature="0"
+   sodipodi:nodetypes="cc" /><text
+   xml:space="preserve"
+   style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:12.80000019px;line-height:0%;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:Sans;text-align:start;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;stroke-width:1.06666672"
+   x="1587.1873"
+   y="387.16376"
+   id="text10052"
+   transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
+     sodipodi:role="line"
+     id="tspan10054"
+     x="1587.1873"
+     y="387.16376"
+     style="font-size:6.82666683px;line-height:1.25;font-family:sans-serif;stroke-width:1.06666672">z</tspan></text>
+
 <text
-       xml:space="preserve"
-       style="font-size:12.80000019px;font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;text-align:start;line-height:125%;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;font-family:Sans;-inkscape-font-specification:Sans"
-       x="1507.988"
-       y="398.96603"
-       id="text6324-0-3-9"
-       sodipodi:linespacing="125%"
-       transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
-         sodipodi:role="line"
-         id="tspan10094"
-         x="1507.988"
-         y="398.96603">D</tspan></text>
+   xml:space="preserve"
+   style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:12.80000019px;line-height:0%;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:Sans;text-align:start;letter-spacing:0px;word-spacing:0px;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;fill:#000000;fill-opacity:1;stroke:none;stroke-width:1.06666672"
+   x="1608.5206"
+   y="425.56378"
+   id="text6324-0-3-9"
+   transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"><tspan
+     sodipodi:role="line"
+     id="tspan10094"
+     x="1608.5206"
+     y="425.56378"
+     style="font-size:13.65333366px;line-height:1.25;font-family:sans-serif;stroke-width:1.06666672">D</tspan></text>
+
 <path
-       style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-miterlimit:4;stroke-opacity:1;stroke-dasharray:3, 3;stroke-dashoffset:0;marker-start:url(#marker9565)"
-       d="M 390,121.36368 435,76.363678"
-       id="path10096"
-       inkscape:connector-curvature="0"
-       transform="matrix(0,0.8,0.8,0,285.87509,1211.988)" /><path
-       style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#marker9565);marker-end:url(#marker9565)"
-       d="m 425,46.363678 20,60.000002"
-       id="path10510"
-       inkscape:connector-curvature="0"
-       transform="matrix(0,0.8,0.8,0,285.87509,1211.988)" /><g
-       id="g8666-2"
-       transform="translate(24,92)"><path
-         sodipodi:nodetypes="ccc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path5759-6"
-         d="m 326.96603,1235.988 8,24 -24,8"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Mstart);marker-end:url(#Arrow1Mend)" /><path
-         sodipodi:end="5.0360538"
-         sodipodi:start="3.4037817"
-         transform="matrix(0,0.8,0.8,0,41.880104,1195.988)"
-         d="m 61.517651,360.53369 c 2.73936,-10.20752 13.23488,-16.26166 23.442399,-13.5223 0.378769,0.10165 0.754323,0.21492 1.126132,0.33965"
-         sodipodi:ry="19.136335"
-         sodipodi:rx="19.136335"
-         sodipodi:cy="365.49374"
-         sodipodi:cx="80"
-         id="path6322-1"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1;stroke-miterlimit:4;stroke-opacity:1;stroke-dasharray:none;marker-start:none"
-         sodipodi:type="arc"
-         sodipodi:open="true" /></g><g
-       id="g8666-2-7"
-       transform="translate(16,208)"><path
-         sodipodi:nodetypes="ccc"
-         inkscape:connector-curvature="0"
-         id="path5759-6-9"
-         d="m 310.96603,1259.988 24,0 -24,8"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.80000001px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Mstart);marker-end:url(#Arrow1Mend)" /><path
-         sodipodi:open="true"
-         sodipodi:end="5.060828"
-         sodipodi:start="4.7003192"
-         transform="matrix(0,0.8,0.8,0,41.880104,1195.988)"
-         d="m 79.769034,346.3588 c 2.305685,-0.0278 4.597418,0.36128 6.764705,1.14857"
-         sodipodi:ry="19.136335"
-         sodipodi:rx="19.136335"
-         sodipodi:cy="365.49374"
-         sodipodi:cx="80"
-         id="path6322-1-9"
-         style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:1;stroke-miterlimit:4;stroke-opacity:1;stroke-dasharray:none;marker-start:none"
-         sodipodi:type="arc" /></g></g></svg>
\ No newline at end of file
+   style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:2.56, 2.56;stroke-dashoffset:0;stroke-opacity:1;marker-start:url(#marker9565)"
+   d="m 408.4971,1625.5872 -38.4,38.4"
+   id="path10096"
+   inkscape:connector-curvature="0" /><path
+   style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#marker9565);marker-end:url(#marker9565)"
+   d="m 344.4971,1655.4539 51.2,17.0666"
+   id="path10510"
+   inkscape:connector-curvature="0" /><g
+   id="g8666-2"
+   transform="translate(25.6,98.133333)"><path
+     sodipodi:nodetypes="ccc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path5759-6"
+     d="m 348.76377,1318.3872 8.53333,25.6 -25.6,8.5333"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Mstart);marker-end:url(#Arrow1Mend)" /><path
+     sodipodi:end="5.0360538"
+     sodipodi:start="3.4037817"
+     transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"
+     d="m 1328.2156,352.32754 a 16.329674,16.329674 0 0 1 8.0508,-10.15659 16.329674,16.329674 0 0 1 12.9143,-1.09261"
+     sodipodi:ry="16.329674"
+     sodipodi:rx="16.329674"
+     sodipodi:cy="356.56012"
+     sodipodi:cx="1343.9872"
+     id="path6322-1"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none;stroke-opacity:1;marker-start:none"
+     sodipodi:type="arc"
+     sodipodi:open="true" /></g><g
+   id="g8666-2-7"
+   transform="translate(17.066667,221.86667)"><path
+     sodipodi:nodetypes="ccc"
+     inkscape:connector-curvature="0"
+     id="path5759-6-9"
+     d="m 331.6971,1343.9872 h 25.6 l -25.6,8.5333"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335px;stroke-linecap:butt;stroke-linejoin:miter;stroke-opacity:1;marker-start:url(#Arrow1Mstart);marker-end:url(#Arrow1Mend)" /><path
+     sodipodi:open="true"
+     sodipodi:end="5.060828"
+     sodipodi:start="4.7003192"
+     transform="matrix(0,1,1,0,0,0)"
+     d="m 1343.7901,340.23164 a 16.329674,16.329674 0 0 1 5.7725,0.98011"
+     sodipodi:ry="16.329674"
+     sodipodi:rx="16.329674"
+     sodipodi:cy="356.56012"
+     sodipodi:cx="1343.9872"
+     id="path6322-1-9"
+     style="fill:none;stroke:#000000;stroke-width:0.85333335;stroke-miterlimit:4;stroke-dasharray:none;stroke-opacity:1;marker-start:none"
+     sodipodi:type="arc" /></g></g></svg>
\ No newline at end of file
index 197b9db076f8f12a44b9fb7ea7f27d357e21641a..0d106e488ece483418e441d8b949f6f9f9279d9c 100644 (file)
@@ -6,14 +6,13 @@ Radial distribution functions
   :math:`g_{AB}(r)` between particles of type :math:`A` and :math:`B` is
   defined in the following way:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   g_{AB}(r)&=&    {\displaystyle \frac{\langle \rho_B(r) \rangle}{\langle\rho_B\rangle_{local}}}         \\
-            &=&    {\displaystyle \frac{1}{\langle\rho_B\rangle_{local}}}{\displaystyle \frac{1}{N_A}}
-                   \sum_{i \in A}^{N_A} \sum_{j \in B}^{N_B} 
-                   {\displaystyle \frac{\delta( r_{ij} - r )}{4 \pi r^2}}         \\
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          g_{AB}(r)&=&    {\displaystyle \frac{\langle \rho_B(r) \rangle}{\langle\rho_B\rangle_{local}}}         \\
+                   &=&    {\displaystyle \frac{1}{\langle\rho_B\rangle_{local}}}{\displaystyle \frac{1}{N_A}}
+                          \sum_{i \in A}^{N_A} \sum_{j \in B}^{N_B} 
+                          {\displaystyle \frac{\delta( r_{ij} - r )}{4 \pi r^2}}         \\
+          \end{array}
+          :label: eqnrdfdefine
 
 with :math:`\langle\rho_B(r)\rangle` the particle density of type
 :math:`B` at a distance :math:`r` around particles :math:`A`, and
@@ -52,11 +51,13 @@ dependent rdf :math:`g_{AB}(r,\theta)`, where the angle :math:`\theta`
 is defined with respect to a certain laboratory axis :math:`{\bf e}`,
 see :numref:`Fig. %s <fig-rdfex>` B.
 
-.. math::
+.. math:: g_{AB}(r,\theta) = {1 \over \langle\rho_B\rangle_{local,\:\theta }} 
+          {1 \over N_A} \sum_{i \in A}^{N_A} \sum_{j \in B}^{N_B} {\delta( r_{ij} - r ) 
+          \delta(\theta_{ij} -\theta) \over 2 \pi r^2 sin(\theta)}
+          :label: eqnrdfangleaxis1
 
-   \begin{aligned}
-   g_{AB}(r,\theta) &=& {1 \over \langle\rho_B\rangle_{local,\:\theta }} {1 \over N_A} \sum_{i \in A}^{N_A} \sum_{j \in B}^{N_B} {\delta( r_{ij} - r ) \delta(\theta_{ij} -\theta) \over 2 \pi r^2 sin(\theta)}\\
-   cos(\theta_{ij}) &=& {{\bf r}_{ij} \cdot {\bf e} \over \|r_{ij}\| \;\| e\| }\end{aligned}
+.. math:: cos(\theta_{ij}) = {{\bf r}_{ij} \cdot {\bf e} \over \|r_{ij}\| \;\| e\| }
+          :label: eqnrdfangleaxis2
 
 This :math:`g_{AB}(r,\theta)` is useful for analyzing anisotropic
 systems. **Note** that in this case the normalization
index 4b509d6e390478ad78b0d7fbe80a3f445ed3e8b4..c6cf7d2425d3528e9fa9cd1d7b50a993dfdb63ac 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@ Using Groups
 ------------
 
 | In chapter :ref:`algorithms`, it was explained how *groups of atoms* can
-  be used in mdrun (see sec. :ref:`groupconcept`). In most analysis
+  be used in :ref:`mdrun <gmx mdrun>` (see sec. :ref:`groupconcept`). In most analysis
   programs, groups of atoms must also be chosen. Most programs can
   generate several default index groups, but groups can always be read
   from an index file. Let’s consider the example of a simulation of a
@@ -13,6 +13,7 @@ Using Groups
   to B, we have to calculate:
 
   .. math:: 4\pi r^2 g_{AB}(r)      ~=~     V~\sum_{i \in A}^{N_A} \sum_{j \in B}^{N_B} P(r)
+            :label: eqnanalysisrdf
 
 | where :math:`V` is the volume and :math:`P(r)` is the probability of
   finding a B atom at distance :math:`r` from an A atom.
index a27e171ed519149cbfd9187bc40eafeaea61e912..e64e58c536d4c9071aed60fff649b52ea992d02d 100644 (file)
@@ -25,8 +25,9 @@ when :math:`\sigma_x^{{\frac{1}{2}}}` is small compared to the values of
 accurate
 
 .. math:: \sigma_x ~=~ \sum_{i=1}^{N_x} [x_i  - \left<x\right>]^2
+          :label: eqnvar1equivalent
 
- with
+with
 
 .. math:: \left<x\right> ~=~ \frac{1}{N_x} \sum_{i=1}^{N_x} x_i
           :label: eqnvar2
@@ -42,6 +43,7 @@ sums, which allows for a sequential update algorithm. Define the partial
 sum
 
 .. math:: X_{n,m} ~=~ \sum_{i=n}^{m} x_i
+          :label: eqnpartialsum
 
 and the partial variance
 
@@ -68,7 +70,7 @@ For :math:`n=1` one finds
           :label: eqnsig1
 
 and for :math:`n=1` and :math:`k=1`
-(:eq:`eqn. %s <eqnvarpartial>`) becomes
+:eq:`eqn. %s <eqnvarpartial>` becomes
 
 .. math:: \begin{aligned}
           \sigma_{1,m+1}  &=& \sigma_{1,m} + 
@@ -83,14 +85,16 @@ where we have used the relation
 .. math:: X_{1,m+1} ~=~  X_{1,m} + x_{m+1}                       
           :label: eqnsimplevar1
 
-Using formulae (:eq:`eqn. %s <eqnsimplevar0>`) and
-(:eq:`eqn. %s <eqnsimplevar1>`) the average
+Using formulae :eq:`eqn. %s <eqnsimplevar0>` and
+:eq:`eqn. %s <eqnsimplevar1>` the average
 
 .. math:: \left<x\right> ~=~ \frac{X_{1,N_x}}{N_x}
+          :label: eqnfinalaverage
 
 and the fluctuation
 
 .. math:: \left<(\Delta x)^2\right>^{{\frac{1}{2}}} = \left[\frac {\sigma_{1,N_x}}{N_x}\right]^{{\frac{1}{2}}}
+          :label: eqnfinalfluctuation
 
 can be obtained by one sweep through the data.
 
@@ -120,32 +124,28 @@ Using :eq:`eqns. %s <eqnXpartial>` and
 :eq:`%s <eqnvarpartial>` the average and standard deviation
 over part of the trajectory can be computed as:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   X_{m+1,m+k}     &=& X_{1,m+k} - X_{1,m}                 \\
-   \sigma_{m+1,m+k} &=& \sigma_{1,m+k}-\sigma_{1,m} - \left[~\frac{X_{1,m}}{m} - \frac{X_{1,m+k}}{m+k}~\right]^{2}~ \frac{m(m+k)}{k}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          X_{m+1,m+k}     &=& X_{1,m+k} - X_{1,m}                 \\
+          \sigma_{m+1,m+k} &=& \sigma_{1,m+k}-\sigma_{1,m} - \left[~\frac{X_{1,m}}{m} - \frac{X_{1,m+k}}{m+k}~\right]^{2}~ \frac{m(m+k)}{k}\end{aligned}
+          :label: eqnaveragesimpart
 
 or, more generally (with :math:`p \geq 1` and :math:`q \geq p`):
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   X_{p,q}         &=&     X_{1,q} - X_{1,p-1}     \\
-   \sigma_{p,q}    &=&     \sigma_{1,q}-\sigma_{1,p-1} - \left[~\frac{X_{1,p-1}}{p-1} - \frac{X_{1,q}}{q}~\right]^{2}~ \frac{(p-1)q}{q-p+1}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          X_{p,q}         &=&     X_{1,q} - X_{1,p-1}     \\
+          \sigma_{p,q}    &=&     \sigma_{1,q}-\sigma_{1,p-1} - \left[~\frac{X_{1,p-1}}{p-1} - \frac{X_{1,q}}{q}~\right]^{2}~ \frac{(p-1)q}{q-p+1}\end{aligned}
+          :label: eqnaveragesimpartgeneral
 
 **Note** that implementation of this is not entirely trivial, since
 energies are not stored every time step of the simulation. We therefore
 have to construct :math:`X_{1,p-1}` and :math:`\sigma_{1,p-1}` from the
-information at time :math:`p` using
-:eq:`eqns. %s <eqnsimplevar0>` and
+information at time :math:`p` using :eq:`eqns. %s <eqnsimplevar0>` and
 :eq:`%s <eqnsimplevar1>`:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   X_{1,p-1}       &=&     X_{1,p} - x_p   \\
-   \sigma_{1,p-1}  &=&     \sigma_{1,p} -  \frac {[~X_{1,p-1} - (p-1) x_{p}~]^2}{(p-1)p}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          X_{1,p-1}       &=&     X_{1,p} - x_p   \\
+          \sigma_{1,p-1}  &=&     \sigma_{1,p} -  \frac {[~X_{1,p-1} - (p-1) x_{p}~]^2}{(p-1)p}\end{aligned}
+          :label: eqnfinalaveragesimpartnote
 
 Combining two simulations
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -165,46 +165,46 @@ When we want to compute the partial variance from the two components we
 have to make a correction :math:`\Delta\sigma`:
 
 .. math:: \sigma_{1,n+m}^{AB} ~=~ \sigma_{1,n}^A + \sigma_{1,m}^B +\Delta\sigma
+          :label: eqnscombcorr
 
 if we define :math:`x_i^{AB}` as the combined and renumbered set of
 data points we can write:
 
 .. math:: \sigma_{1,n+m}^{AB} ~=~ \sum_{i=1}^{n+m}  \left[x_i^{AB} - \frac{X_{1,n+m}^{AB}}{n+m}\right]^2
+          :label: eqnpscombpoints
 
 and thus
 
-.. math::
-
-   \sum_{i=1}^{n+m}  \left[x_i^{AB} - \frac{X_{1,n+m}^{AB}}{n+m}\right]^2  ~=~
-   \sum_{i=1}^{n}  \left[x_i^{A} - \frac{X_{1,n}^{A}}{n}\right]^2  +
-   \sum_{i=1}^{m}  \left[x_i^{B} - \frac{X_{1,m}^{B}}{m}\right]^2  +\Delta\sigma
+.. math:: \sum_{i=1}^{n+m}  \left[x_i^{AB} - \frac{X_{1,n+m}^{AB}}{n+m}\right]^2  ~=~
+          \sum_{i=1}^{n}  \left[x_i^{A} - \frac{X_{1,n}^{A}}{n}\right]^2  +
+          \sum_{i=1}^{m}  \left[x_i^{B} - \frac{X_{1,m}^{B}}{m}\right]^2  +\Delta\sigma
+          :label: eqnpscombresult
 
 or
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \sum_{i=1}^{n+m}  \left[(x_i^{AB})^2 - 2 x_i^{AB}\frac{X^{AB}_{1,n+m}}{n+m} + \left(\frac{X^{AB}_{1,n+m}}{n+m}\right)^2  \right] &-& \nonumber \\
-   \sum_{i=1}^{n}  \left[(x_i^{A})^2 - 2 x_i^{A}\frac{X^A_{1,n}}{n} + \left(\frac{X^A_{1,n}}{n}\right)^2  \right] &-& \nonumber \\
-   \sum_{i=1}^{m}  \left[(x_i^{B})^2 - 2 x_i^{B}\frac{X^B_{1,m}}{m} + \left(\frac{X^B_{1,m}}{m}\right)^2  \right] &=& \Delta\sigma\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \sum_{i=1}^{n+m}  \left[(x_i^{AB})^2 - 2 x_i^{AB}\frac{X^{AB}_{1,n+m}}{n+m} + \left(\frac{X^{AB}_{1,n+m}}{n+m}\right)^2  \right] &-& \nonumber \\
+          \sum_{i=1}^{n}  \left[(x_i^{A})^2 - 2 x_i^{A}\frac{X^A_{1,n}}{n} + \left(\frac{X^A_{1,n}}{n}\right)^2  \right] &-& \nonumber \\
+          \sum_{i=1}^{m}  \left[(x_i^{B})^2 - 2 x_i^{B}\frac{X^B_{1,m}}{m} + \left(\frac{X^B_{1,m}}{m}\right)^2  \right] &=& \Delta\sigma\end{aligned}
+          :label: eqnpscombresult2
 
 all the :math:`x_i^2` terms drop out, and the terms independent of the
 summation counter :math:`i` can be simplified:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \frac{\left(X^{AB}_{1,n+m}\right)^2}{n+m} \,-\, 
-   \frac{\left(X^A_{1,n}\right)^2}{n} \,-\, 
-   \frac{\left(X^B_{1,m}\right)^2}{m} &-& \nonumber \\
-   2\,\frac{X^{AB}_{1,n+m}}{n+m}\sum_{i=1}^{n+m}x_i^{AB} \,+\,
-   2\,\frac{X^{A}_{1,n}}{n}\sum_{i=1}^{n}x_i^{A} \,+\,
-   2\,\frac{X^{B}_{1,m}}{m}\sum_{i=1}^{m}x_i^{B} &=& \Delta\sigma\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \frac{\left(X^{AB}_{1,n+m}\right)^2}{n+m} \,-\, 
+          \frac{\left(X^A_{1,n}\right)^2}{n} \,-\, 
+          \frac{\left(X^B_{1,m}\right)^2}{m} &-& \nonumber \\
+          2\,\frac{X^{AB}_{1,n+m}}{n+m}\sum_{i=1}^{n+m}x_i^{AB} \,+\,
+          2\,\frac{X^{A}_{1,n}}{n}\sum_{i=1}^{n}x_i^{A} \,+\,
+          2\,\frac{X^{B}_{1,m}}{m}\sum_{i=1}^{m}x_i^{B} &=& \Delta\sigma\end{aligned}
+          :label: eqnpscombsimp
 
 we recognize the three partial sums on the second line and use
 :eq:`eqn. %s <eqnpscomb>` to obtain:
 
 .. math:: \Delta\sigma ~=~ \frac{\left(mX^A_{1,n} - nX^B_{1,m}\right)^2}{nm(n+m)}
+          :label: eqnpscombused
 
 if we check this by inserting :math:`m=1` we get back
 :eq:`eqn. %s <eqnsimplevar0>`
@@ -225,6 +225,7 @@ that the fluctuation in potential and kinetic energy should cancel.
 Nevertheless we can try the same approach as before by writing:
 
 .. math:: \sigma_{m,n}^S ~=~ \sum_{s=1}^S \sigma_{m,n}^s + \Delta\sigma
+          :label: eqnsigmatermsfluct
 
 if we fill in :eq:`eqn. %s <eqnsigma>`:
 
@@ -234,40 +235,43 @@ if we fill in :eq:`eqn. %s <eqnsigma>`:
 
 which we can expand to:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   &~&\sum_{i=m}^n \left[\sum_{s=1}^S (x_i^s)^2 + \left(\frac{X_{m,n}^S}{m-n+1}\right)^2 -2\left(\frac{X_{m,n}^S}{m-n+1}\sum_{s=1}^S x_i^s + \sum_{s=1}^S \sum_{s'=s+1}^S x_i^s x_i^{s'} \right)\right]    \nonumber \\
-   &-&\sum_{s=1}^S \sum_{i=m}^n \left[(x_i^s)^2 - 2\,\frac{X_{m,n}^s}{m-n+1}\,x_i^s + \left(\frac{X_{m,n}^s}{m-n+1}\right)^2\right] ~=~\Delta\sigma \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          &~&\sum_{i=m}^n \left[\sum_{s=1}^S (x_i^s)^2 + \left(\frac{X_{m,n}^S}{m-n+1}\right)^2 -2\left(\frac{X_{m,n}^S}{m-n+1}\sum_{s=1}^S x_i^s + \sum_{s=1}^S \sum_{s'=s+1}^S x_i^s x_i^{s'} \right)\right]    \nonumber \\
+          &-&\sum_{s=1}^S \sum_{i=m}^n \left[(x_i^s)^2 - 2\,\frac{X_{m,n}^s}{m-n+1}\,x_i^s + \left(\frac{X_{m,n}^s}{m-n+1}\right)^2\right] ~=~\Delta\sigma \end{aligned}
+          :label: eqnsimtermsexpanded
 
 the terms with :math:`(x_i^s)^2` cancel, so that we can simplify to:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   &~&\frac{\left(X_{m,n}^S\right)^2}{m-n+1} -2 \frac{X_{m,n}^S}{m-n+1}\sum_{i=m}^n\sum_{s=1}^S x_i^s -2\sum_{i=m}^n\sum_{s=1}^S \sum_{s'=s+1}^S x_i^s x_i^{s'}\, -        \nonumber \\
-   &~&\sum_{s=1}^S \sum_{i=m}^n \left[- 2\,\frac{X_{m,n}^s}{m-n+1}\,x_i^s + \left(\frac{X_{m,n}^s}{m-n+1}\right)^2\right] ~=~\Delta\sigma \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          &~&\frac{\left(X_{m,n}^S\right)^2}{m-n+1} -2 \frac{X_{m,n}^S}{m-n+1}\sum_{i=m}^n\sum_{s=1}^S x_i^s -2\sum_{i=m}^n\sum_{s=1}^S \sum_{s'=s+1}^S x_i^s x_i^{s'}\, -        \nonumber \\
+          &~&\sum_{s=1}^S \sum_{i=m}^n \left[- 2\,\frac{X_{m,n}^s}{m-n+1}\,x_i^s + \left(\frac{X_{m,n}^s}{m-n+1}\right)^2\right] ~=~\Delta\sigma \end{aligned}
+          :label: eqnsigmatermssimplefied
 
 or
 
 .. math:: -\frac{\left(X_{m,n}^S\right)^2}{m-n+1}  -2\sum_{i=m}^n\sum_{s=1}^S \sum_{s'=s+1}^S x_i^s x_i^{s'}\, +  \sum_{s=1}^S \frac{\left(X_{m,n}^s\right)^2}{m-n+1}  ~=~\Delta\sigma
+           :label: eqnsigmatermsalternative
 
 If we now expand the first term using
 :eq:`eqn. %s <eqnsumterms>` we obtain:
 
 .. math:: -\frac{\left(\sum_{s=1}^SX_{m,n}^s\right)^2}{m-n+1}  -2\sum_{i=m}^n\sum_{s=1}^S \sum_{s'=s+1}^S x_i^s x_i^{s'}\, +      \sum_{s=1}^S \frac{\left(X_{m,n}^s\right)^2}{m-n+1}  ~=~\Delta\sigma
+          :label: eqnsigmatermsfirstexpand
 
 which we can reformulate to:
 
 .. math:: -2\left[\sum_{s=1}^S \sum_{s'=s+1}^S X_{m,n}^s X_{m,n}^{s'}\,+\sum_{i=m}^n\sum_{s=1}^S \sum_{s'=s+1}^S x_i^s x_i^{s'}\right] ~=~\Delta\sigma
+          :label: eqnsigmatermsreformed
 
 or
 
 .. math:: -2\left[\sum_{s=1}^S X_{m,n}^s \sum_{s'=s+1}^S X_{m,n}^{s'}\,+\,\sum_{s=1}^S \sum_{i=m}^nx_i^s \sum_{s'=s+1}^S x_i^{s'}\right] ~=~\Delta\sigma
+          :label: eqnsigmatermsreformedalternative
 
 which gives
 
 .. math:: -2\sum_{s=1}^S \left[X_{m,n}^s \sum_{s'=s+1}^S \sum_{i=m}^n x_i^{s'}\,+\,\sum_{i=m}^n x_i^s \sum_{s'=s+1}^S x_i^{s'}\right] ~=~\Delta\sigma
+          :label: eqnsigmatermsfinal
 
 Since we need all data points :math:`i` to evaluate this, in general
 this is not possible. We can then make an estimate of
index 32b90b8a7861825c8faa4e110a6e05b23b0eb3b9..dc2ee05ad6c740d84c1a46fa49f9020dfbbc6140 100644 (file)
@@ -28,16 +28,16 @@ We define the *lowercase* subscripts :math:`i`, :math:`j`, :math:`k` and
 :math:`l` to denote particles: :math:`\mathbf{r}_i` is the
 *position vector* of particle :math:`i`, and using this notation:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mathbf{r}_{ij}     =       \mathbf{r}_j-\mathbf{r}_i\\
-   r_{ij}=     | \mathbf{r}_{ij} | \end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mathbf{r}_{ij}      =       \mathbf{r}_j-\mathbf{r}_i\\
+          r_{ij}=      | \mathbf{r}_{ij} | \end{aligned}
+          :label: eqnnotation
 
 The force on particle :math:`i` is denoted by
 :math:`\mathbf{F}_i` and
 
 .. math:: \mathbf{F}_{ij} = \mbox{force on $i$ exerted by $j$}
+          :label: eqbforcenotation
 
 MD units
 --------
@@ -140,6 +140,7 @@ The **electric conversion factor**
 It relates the mechanical quantities to the electrical quantities as in
 
 .. math:: V = f \frac{q^2}{r} \mbox{\ \ or\ \ } F = f \frac{q^2}{r^2}
+          :label: eqnelecconv
 
 Electric potentials :math:`\Phi` and electric fields
 :math:`\mathbf{E}` are intermediate quantities in the
@@ -149,11 +150,10 @@ units. We strongly recommend following the usual practice of including
 the factor :math:`f` in expressions that evaluate :math:`\Phi` and
 :math:`\mathbf{E}`:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \Phi(\mathbf{r}) = f \sum_j \frac{q_j}{| \mathbf{r}-\mathbf{r}_j | }        \\
-   \mathbf{E}(\mathbf{r}) = f \sum_j q_j \frac{(\mathbf{r}-\mathbf{r}_j)}{| \mathbf{r}-\mathbf{r}_j| ^3}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \Phi(\mathbf{r}) = f \sum_j \frac{q_j}{| \mathbf{r}-\mathbf{r}_j | }         \\
+          \mathbf{E}(\mathbf{r}) = f \sum_j q_j \frac{(\mathbf{r}-\mathbf{r}_j)}{| \mathbf{r}-\mathbf{r}_j| ^3}\end{aligned}
+          :label: eqnelecfacinclude
 
 With these definitions, :math:`q\Phi` is an energy and
 :math:`q\mathbf{E}` is a force. The units are those given
@@ -221,11 +221,11 @@ reduced temperature. A |Gromacs| temperature :math:`T=1` means a reduced
 temperature of :math:`0.008\ldots` units; if a reduced temperature of 1
 is required, the |Gromacs| temperature should be :math:`120.272\,36`.
 
-In :numref:`Table %s <table-reduced>`
-quantities are given for LJ
+In :numref:`Table %s <table-reduced>` quantities are given for LJ
 potentials:
 
 .. math:: V_{LJ} = 4\epsilon \left[ \left(\frac{\sigma}{r}\right)^{12} - \left(\frac{\sigma}{r}\right)^{6} \right]
+          :label: eqnbaseljpotentials
 
 .. _table-reduced:
 
index 826018a07479947320ab1e419580522c8d06e10f..d0b279199e20ed310fee495b176c7fe1f3255ebc 100644 (file)
@@ -11,6 +11,7 @@ Single Sum Virial in |Gromacs|
 The virial :math:`\Xi` can be written in full tensor form as:
 
 .. math:: \Xi~=~-\frac{1}{2}~\sum_{i < j}^N~\mathbf{r}_ij\otimes\mathbf{F}_{ij}
+          :label: eqnvirialfulltensorform
 
 where :math:`\otimes` denotes the *direct product* of two vectors. [1]_
 When this is computed in the inner loop of an MD program 9
@@ -26,6 +27,7 @@ In a system with periodic boundary conditions, the periodicity must be
 taken into account for the virial:
 
 .. math:: \Xi~=~-\frac{1}{2}~\sum_{i < j}^{N}~\mathbf{r}_{ij}^n\otimes\mathbf{F}_{ij}
+          :label: eqnvirialperiodicity
 
 where :math:`\mathbf{r}_{ij}^n` denotes the distance
 vector of the *nearest image* of atom :math:`i` from atom :math:`j`. In
@@ -35,10 +37,12 @@ difference vector :math:`\mathbf{r}_{ij}^n` is thus equal
 to:
 
 .. math:: \mathbf{r}_{ij}^n~=~\mathbf{r}_i+\delta_i-\mathbf{r}_j
+          :label: eqnvirialdiffvector
 
 or in shorthand:
 
 .. math:: \mathbf{r}_{ij}^n~=~\mathbf{r}_i^n-\mathbf{r}_j
+          :label: eqnvirialdiffvecshort
 
 In a triclinic system, there are 27 possible images of :math:`i`; when
 a truncated octahedron is used, there are 15 possible images.
@@ -82,24 +86,23 @@ to |Gromacs| that we take into account:
 
 Starting from the above definition of the virial, we then get
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \Xi
-   &~=~&-{\frac{1}{2}}~\sum_{i < j}^{N}~{\mathbf r}^n_{ij} \otimes {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{2}}~\sum_{i < j}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{ij} - {\mathbf r}_j \right) \otimes {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=1}^{N}~\sum_{j=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{ij} - {\mathbf r}_j \right) \otimes {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=1}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} - {\mathbf r}_j \right) \otimes {\mathbf F}_{ij,s} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^{N}~\left( \left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes {\mathbf F}_{ij,s} -{\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{ij,s} \right) \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=1}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^N ~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes {\mathbf F}_{ij,s} + {\frac{1}{4}}\sum_{i=1}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^{N} {\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{ij,s} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=1}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^N ~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes {\mathbf F}_{ij,s} + {\frac{1}{4}}\sum_{i=1}^{N}~\sum_{j=1}^{N} {\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes ~\sum_{j=1}^N {\mathbf F}_{ij,s} + {\frac{1}{4}}\sum_{j=1}^N {\mathbf r}_j \otimes \sum_{i=1}^{N} {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes ~\sum_{j=1}^N {\mathbf F}_{ij,s} - {\frac{1}{4}}\sum_{j=1}^N {\mathbf r}_j \otimes \sum_{i=1}^{N} {\mathbf F}_{ji} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes {\mathbf F}_{i,s} - {\frac{1}{4}}\sum_{j=1}^N~{\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{j}  \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{4}}~\left(\sum_{i=1}^{N}~{\mathbf r}_i  \otimes {\mathbf F}_{i} + \sum_{j=1}^N~{\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{j} \right) - {\frac{1}{4}}\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N} \delta_{i,s} \otimes {\mathbf F}_{i,s}  \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{2}}\sum_{i=1}^{N}~{\mathbf r}_i \otimes {\mathbf F}_{i} -{\frac{1}{4}}\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N}~\delta_{i,s} \otimes {\mathbf F}_{i,s} \nonumber \\
-   &~=~&-{\frac{1}{2}}\sum_{i=1}^{N}~{\mathbf r}_i \otimes {\mathbf F}_{i} -{\frac{1}{4}}\sum_{s}~\delta_{s} \otimes {\mathbf F}_{s} \nonumber \\
-   &~=~&\Xi_0 + \Xi_1\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \Xi
+          &~=~&-{\frac{1}{2}}~\sum_{i < j}^{N}~{\mathbf r}^n_{ij} \otimes {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{2}}~\sum_{i < j}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{ij} - {\mathbf r}_j \right) \otimes {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=1}^{N}~\sum_{j=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{ij} - {\mathbf r}_j \right) \otimes {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=1}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} - {\mathbf r}_j \right) \otimes {\mathbf F}_{ij,s} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^{N}~\left( \left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes {\mathbf F}_{ij,s} -{\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{ij,s} \right) \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=1}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^N ~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes {\mathbf F}_{ij,s} + {\frac{1}{4}}\sum_{i=1}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^{N} {\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{ij,s} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{i=1}^{N}~\sum_{s}~\sum_{j=1}^N ~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes {\mathbf F}_{ij,s} + {\frac{1}{4}}\sum_{i=1}^{N}~\sum_{j=1}^{N} {\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes ~\sum_{j=1}^N {\mathbf F}_{ij,s} + {\frac{1}{4}}\sum_{j=1}^N {\mathbf r}_j \otimes \sum_{i=1}^{N} {\mathbf F}_{ij} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes ~\sum_{j=1}^N {\mathbf F}_{ij,s} - {\frac{1}{4}}\sum_{j=1}^N {\mathbf r}_j \otimes \sum_{i=1}^{N} {\mathbf F}_{ji} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N}~\left( {\mathbf r}_i + \delta_{i,s} \right) \otimes {\mathbf F}_{i,s} - {\frac{1}{4}}\sum_{j=1}^N~{\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{j}  \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{4}}~\left(\sum_{i=1}^{N}~{\mathbf r}_i  \otimes {\mathbf F}_{i} + \sum_{j=1}^N~{\mathbf r}_j \otimes {\mathbf F}_{j} \right) - {\frac{1}{4}}\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N} \delta_{i,s} \otimes {\mathbf F}_{i,s}  \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{2}}\sum_{i=1}^{N}~{\mathbf r}_i \otimes {\mathbf F}_{i} -{\frac{1}{4}}\sum_{s}~\sum_{i=1}^{N}~\delta_{i,s} \otimes {\mathbf F}_{i,s} \nonumber \\
+          &~=~&-{\frac{1}{2}}\sum_{i=1}^{N}~{\mathbf r}_i \otimes {\mathbf F}_{i} -{\frac{1}{4}}\sum_{s}~\delta_{s} \otimes {\mathbf F}_{s} \nonumber \\
+          &~=~&\Xi_0 + \Xi_1\end{aligned}
+          :label: eqnviriallong
 
 In the second-last stage, we have used the property that each shift
 vector itself does not depend on the coordinates of particle :math:`i`,
@@ -107,16 +110,16 @@ so it is possible to sum up all forces corresponding to each shift
 vector (in the nonbonded kernels), and then just use a sum over the
 different shift vectors outside the kernels. We have also used
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mathbf{F}_i&~=~&\sum_{j=1}^N~\mathbf{F}_{ij}                                       \\
-   \mathbf{F}_j&~=~&\sum_{i=1}^N~\mathbf{F}_{ji}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mathbf{F}_i&~=~&\sum_{j=1}^N~\mathbf{F}_{ij}                                        \\
+          \mathbf{F}_j&~=~&\sum_{i=1}^N~\mathbf{F}_{ji}\end{aligned}
+          :label: eqnvirialtotalforce
 
 which is the total force on :math:`i` with respect to :math:`j`.
 Because we use Newton’s Third Law:
 
 .. math:: \mathbf{F}_{ij}~=~-\mathbf{F}_{ji}
+          :label: eqnnewtonsthird
 
 we must, in the implementation, double the term containing the shift
 :math:`\delta_i`. Similarly, in a few places we have summed the
@@ -173,22 +176,20 @@ Virial from Covalent Bonds
 Since the covalent bond force gives a contribution to the virial, we
 have:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   b   &~=~&   \|\mathbf{r}_{ij}^n\|                                   \\
-   V_b &~=~&   \frac{1}{2} k_b(b-b_0)^2                                \\
-   \mathbf{F}_i        &~=~&   -\nabla V_b                                     \\
-       &~=~&   k_b(b-b_0)\frac{\mathbf{r}_{ij}^n}{b}                   \\
-   \mathbf{F}_j        &~=~&   -\mathbf{F}_i\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          b    &~=~&   \|\mathbf{r}_{ij}^n\|                                   \\
+          V_b  &~=~&   \frac{1}{2} k_b(b-b_0)^2                                \\
+          \mathbf{F}_i &~=~&   -\nabla V_b                                     \\
+               &~=~&   k_b(b-b_0)\frac{\mathbf{r}_{ij}^n}{b}                   \\
+          \mathbf{F}_j &~=~&   -\mathbf{F}_i\end{aligned}
+          :label: eqncovbondvirial
 
 The virial contribution from the bonds then is:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \Xi_b       &~=~&   -\frac{1}{2}(\mathbf{r}_i^n\otimes\mathbf{F}_i~+~\mathbf{r}_j\otimes\mathbf{F}_j)       \\
-       &~=~&   -\frac{1}{2}\mathbf{r}_{ij}^n\otimes\mathbf{F}_i\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \Xi_b        &~=~&   -\frac{1}{2}(\mathbf{r}_i^n\otimes\mathbf{F}_i~+~\mathbf{r}_j\otimes\mathbf{F}_j)       \\
+          &~=~&        -\frac{1}{2}\mathbf{r}_{ij}^n\otimes\mathbf{F}_i\end{aligned}
+          :label: eqncovbondvirialcontri
 
 Virial from SHAKE
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -198,12 +199,11 @@ constraints a force **G** that is exerted on the particles “shaken.” If
 this force does not come out of the algorithm (as in standard SHAKE) it
 can be calculated afterward (when using *leap-frog*) by:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \Delta\mathbf{r}_i&~=~&{\mathbf{r}_i}(t+{\Delta t})-
-   [\mathbf{r}_i(t)+{\bf v}_i(t-\frac{{\Delta t}}{2}){\Delta t}+\frac{\mathbf{F}_i}{m_i}{\Delta t}^2]  \\
-   {\bf G}_i&~=~&\frac{m_i{\Delta}{\mathbf{r}_i}}{{\Delta t}^2i}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \Delta\mathbf{r}_i&~=~&{\mathbf{r}_i}(t+{\Delta t})-
+          [\mathbf{r}_i(t)+{\bf v}_i(t-\frac{{\Delta t}}{2}){\Delta t}+\frac{\mathbf{F}_i}{m_i}{\Delta t}^2]   \\
+          {\bf G}_i&~=~&\frac{m_i{\Delta}{\mathbf{r}_i}}{{\Delta t}^2i}\end{aligned}
+          :label: eqnshakevirial
 
 This does not help us in the general case. Only when no periodicity is
 needed (like in rigid water) this can be used, otherwise we must add the
@@ -213,6 +213,7 @@ When it *is* applicable the virial can be calculated in the single sum
 way:
 
 .. math:: \Xi~=~-\frac{1}{2}\sum_i^{N_c}~\mathbf{r}_i\otimes\mathbf{F}_i
+          :label: eqnshakevirialsinglesum
 
 where :math:`N_c` is the number of constrained atoms.
 
index a556ebbf2e9080b1703284ebf0203df1e16611b7..4579b083f83016434e196c5c126f2e2fd5f2d72e 100644 (file)
@@ -31,10 +31,12 @@ The bond stretching between two covalently bonded atoms :math:`i` and
    potential (right).
 
 .. math:: V_b~({r_{ij}}) = {\frac{1}{2}}k^b_{ij}({r_{ij}}-b_{ij})^2
+          :label: eqnharmbondstretch
 
 See also :numref:`Fig. %s <fig-bstretch1>`, with the force given by:
 
 .. math:: \mathbf{F}_i(\mathbf{r}_ij) = k^b_{ij}({r_{ij}}-b_{ij}) {\frac{{\mathbf{r}_{ij}}}{{r_{ij}}}}
+          :label: eqnharmbondstretchforce
 
 .. _g96bond:
 
@@ -45,16 +47,19 @@ In the GROMOS-96 force field \ :ref:`77 <refgromos96>`, the covalent bond
 potential is, for reasons of computational efficiency, written as:
 
 .. math:: V_b~({r_{ij}}) = \frac{1}{4}k^b_{ij}\left({r_{ij}}^2-b_{ij}^2\right)^2
+          :label: eqng96bond
 
 The corresponding force is:
 
 .. math:: \mathbf{F}_i(\mathbf{r}_ij) = k^b_{ij}({r_{ij}}^2-b_{ij}^2)~\mathbf{r}_ij
+          :label: eqng96bondforce
 
 The force constants for this form of the potential are related to the
 usual harmonic force constant :math:`k^{b,\mathrm{harm}}`
 (sec. :ref:`bondpot`) as
 
 .. math:: 2 k^b b_{ij}^2 = k^{b,\mathrm{harm}}
+          :label: eqn96harmrelation
 
 The force constants are mostly derived from the harmonic ones used in
 GROMOS-87 :ref:`78 <refbiomos>`. Although this form is
@@ -76,15 +81,15 @@ in that it has an asymmetric potential well and a zero force at infinite
 distance. The functional form is:
 
 .. math:: \displaystyle V_{morse} (r_{ij}) = D_{ij} [1 - \exp(-\beta_{ij}(r_{ij}-b_{ij}))]^2,
+          :label: eqnmorsebond
 
 See also :numref:`Fig. %s <fig-morse>`, and the corresponding force is:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   \displaystyle {\bf F}_{morse} ({\bf r}_{ij})&=&2 D_{ij} \beta_{ij} \exp(-\beta_{ij}(r_{ij}-b_{ij})) * \\
-   \displaystyle \: & \: &[1 - \exp(-\beta_{ij}(r_{ij}-b_{ij}))] \frac{\displaystyle {\bf r}_{ij}}{\displaystyle r_{ij}},
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          \displaystyle {\bf F}_{morse} ({\bf r}_{ij})&=&2 D_{ij} \beta_{ij} \exp(-\beta_{ij}(r_{ij}-b_{ij})) * \\
+          \displaystyle \: & \: &[1 - \exp(-\beta_{ij}(r_{ij}-b_{ij}))] \frac{\displaystyle {\bf r}_{ij}}{\displaystyle r_{ij}},
+          \end{array}
+          :label: eqnmorsebondforce
 
 where :math:`\displaystyle D_{ij}`  is the depth of the well in
 kJ/mol, :math:`\displaystyle \beta_{ij}` defines the steepness of the
@@ -94,6 +99,7 @@ equilibrium distance in nm. The steepness parameter
 *j*, the fundamental vibration frequency :math:`\displaystyle\omega_{ij}` and the well depth :math:`\displaystyle D_{ij}`:
 
 .. math:: \displaystyle \beta_{ij}= \omega_{ij} \sqrt{\frac{\mu_{ij}}{2 D_{ij}}}
+          :label: eqnmorsefreq
 
 and because :math:`\displaystyle \omega = \sqrt{k/\mu}`, one can
 rewrite :math:`\displaystyle \beta_{ij}` in terms of the harmonic
@@ -112,13 +118,12 @@ Taylor expansion:
 and substituting :eq:`eqn. %s <eqnbetaij>` and :eq:`eqn. %s <eqnexpminx>` in the
 functional form:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   \displaystyle V_{morse} (r_{ij})&=&D_{ij} [1 - \exp(-\beta_{ij}(r_{ij}-b_{ij}))]^2\\
-   \displaystyle \:&=&D_{ij} [1 - (1 -\sqrt{\frac{k_{ij}}{2 D_{ij}}}(r_{ij}-b_{ij}))]^2\\
-   \displaystyle \:&=&\frac{1}{2} k_{ij} (r_{ij}-b_{ij}))^2
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          \displaystyle V_{morse} (r_{ij})&=&D_{ij} [1 - \exp(-\beta_{ij}(r_{ij}-b_{ij}))]^2\\
+          \displaystyle \:&=&D_{ij} [1 - (1 -\sqrt{\frac{k_{ij}}{2 D_{ij}}}(r_{ij}-b_{ij}))]^2\\
+          \displaystyle \:&=&\frac{1}{2} k_{ij} (r_{ij}-b_{ij}))^2
+          \end{array}
+          :label: eqnharmfrommorse
 
 we recover the harmonic bond stretching potential.
 
@@ -137,6 +142,7 @@ than the Morse potential adds a cubic term in the distance to the simple
 harmonic form:
 
 .. math:: V_b~({r_{ij}}) = k^b_{ij}({r_{ij}}-b_{ij})^2 + k^b_{ij}k^{cub}_{ij}({r_{ij}}-b_{ij})^3
+          :label: eqncubicbond
 
 A flexible water model (based on the SPC water model \ :ref:`80 <refBerendsen81>`)
 including a cubic bond stretching potential for the O-H bond was
@@ -149,6 +155,7 @@ energies. The integration timestep is therefore limited to 1 fs.
 The force corresponding to this potential is:
 
 .. math:: \mathbf{F}_i(\mathbf{r}_ij) = 2k^b_{ij}({r_{ij}}-b_{ij})~{\frac{{\mathbf{r}_{ij}}}{{r_{ij}}}}+ 3k^b_{ij}k^{cub}_{ij}({r_{ij}}-b_{ij})^2~{\frac{{\mathbf{r}_{ij}}}{{r_{ij}}}}
+          :label: eqncubicbondforce
 
 FENE bond stretching potential
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -156,18 +163,16 @@ FENE bond stretching potential
 In coarse-grained polymer simulations the beads are often connected by a
 FENE (finitely extensible nonlinear elastic) potential \ :ref:`82 <refWarner72>`:
 
-.. math::
-
-   V_{\mbox{\small FENE}}({r_{ij}}) =
-     -{\frac{1}{2}}k^b_{ij} b^2_{ij} \log\left(1 - \frac{{r_{ij}}^2}{b^2_{ij}}\right)
+.. math:: V_{\mbox{FENE}}({r_{ij}}) =
+          -{\frac{1}{2}}k^b_{ij} b^2_{ij} \log\left(1 - \frac{{r_{ij}}^2}{b^2_{ij}}\right)
+          :label: eqnfenebond
 
 The potential looks complicated, but the expression for the force is
 simpler:
 
-.. math::
-
-   F_{\mbox{\small FENE}}(\mathbf{r}_ij) =
-     -k^b_{ij} \left(1 - \frac{{r_{ij}}^2}{b^2_{ij}}\right)^{-1} \mathbf{r}_ij
+.. math:: F_{\mbox{FENE}}(\mathbf{r}_ij) =
+          -k^b_{ij} \left(1 - \frac{{r_{ij}}^2}{b^2_{ij}}\right)^{-1} \mathbf{r}_ij
+          :label: eqnfenebondforce
 
 At short distances the potential asymptotically goes to a harmonic
 potential with force constant :math:`k^b`, while it diverges at distance
@@ -187,10 +192,10 @@ angle :math:`{\theta_{ijk}}`
 .. figure:: plots/angle.*
    :width: 7.00000cm
 
-   Principle of angle vibration (left) and the bond angle potential
-   (right).
+   Principle of angle vibration (left) and the bond angle potential.
 
 .. math:: V_a({\theta_{ijk}}) = {\frac{1}{2}}k^{\theta}_{ijk}({\theta_{ijk}}-{\theta_{ijk}}^0)^2
+          :label: eqnharmangle
 
 As the bond-angle vibration is represented by a harmonic potential, the
 form is the same as the bond stretching
@@ -198,15 +203,14 @@ form is the same as the bond stretching
 
 The force equations are given by the chain rule:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{l}
-   \mathbf{F}_i    ~=~ -\displaystyle\frac{d V_a({\theta_{ijk}})}{d \mathbf{r}_i}   \\
-   \mathbf{F}_k    ~=~ -\displaystyle\frac{d V_a({\theta_{ijk}})}{d \mathbf{r}_k}   \\
-   \mathbf{F}_j    ~=~ -\mathbf{F}_i-\mathbf{F}_k
-   \end{array}
-   ~ \mbox{ ~ where ~ } ~
-    {\theta_{ijk}}= \arccos \frac{(\mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{kj})}{r_{ij}r_{kj}}
+.. math:: \begin{array}{l}
+          \mathbf{F}_i    ~=~ -\displaystyle\frac{d V_a({\theta_{ijk}})}{d \mathbf{r}_i}   \\
+          \mathbf{F}_k    ~=~ -\displaystyle\frac{d V_a({\theta_{ijk}})}{d \mathbf{r}_k}   \\
+          \mathbf{F}_j    ~=~ -\mathbf{F}_i-\mathbf{F}_k
+          \end{array}
+          ~ \mbox{ ~ where ~ } ~
+           {\theta_{ijk}}= \arccos \frac{(\mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{kj})}{r_{ij}r_{kj}}
+          :label: eqnharmangleforce
 
 The numbering :math:`i,j,k` is in sequence of covalently bonded atoms.
 Atom :math:`j` is in the middle; atoms :math:`i` and :math:`k` are at
@@ -223,11 +227,12 @@ In the GROMOS-96 force field a simplified function is used to represent
 angle vibrations:
 
 .. math:: V_a({\theta_{ijk}}) = {\frac{1}{2}}k^{\theta}_{ijk}\left(\cos({\theta_{ijk}}) - \cos({\theta_{ijk}}^0)\right)^2
-          :label: eqG96angle
+          :label: eqnG96angle
 
 where
 
 .. math:: \cos({\theta_{ijk}}) = \frac{\mathbf{r}_ij\cdot\mathbf{r}_{kj}}{{r_{ij}}r_{kj}}
+          :label: eqnG96anglecos
 
 The corresponding force can be derived by partial differentiation with
 respect to the atomic positions. The force constants in this function
@@ -235,6 +240,7 @@ are related to the force constants in the harmonic form
 :math:`k^{\theta,\mathrm{harm}}` (:ref:`harmonicangle`) by:
 
 .. math:: k^{\theta} \sin^2({\theta_{ijk}}^0) = k^{\theta,\mathrm{harm}}
+          :label: eqnG96angleFC
 
 In the GROMOS-96 manual there is a much more complicated conversion
 formula which is temperature dependent. The formulas are equivalent at 0
@@ -254,14 +260,14 @@ of the torsion angle and potential are eliminated when performing
 coarse-grained molecular dynamics simulations.
 
 To systematically hinder the bending angles from reaching the
-:math:`180^{\circ}` value, the bending potential :eq:`eqn %s <eqG96angle>` is
+:math:`180^{\circ}` value, the bending potential :eq:`eqn %s <eqnG96angle>` is
 divided by a :math:`\sin^2\theta` factor:
 
 .. math:: V_{\rm ReB}(\theta_i) = \frac{1}{2} k_{\theta} \frac{(\cos\theta_i - \cos\theta_0)^2}{\sin^2\theta_i}.
-          :label: eqReB
+          :label: eqnReB
 
 :numref:`Figure %s <fig-ReB>` shows the comparison between the ReB potential,
-:eq:`%s <eqReB>`, and the standard one :eq:`%s <eqG96angle>`.
+:eq:`%s <eqnReB>`, and the standard one :eq:`%s <eqnG96angle>`.
 
 .. _fig-ReB:
 
@@ -312,6 +318,7 @@ separate energy term. It is used mainly in the CHARMm force
 field \ :ref:`84 <refBBrooks83>`. The energy is given by:
 
 .. math:: V_a({\theta_{ijk}}) = {\frac{1}{2}}k^{\theta}_{ijk}({\theta_{ijk}}-{\theta_{ijk}}^0)^2 + {\frac{1}{2}}k^{UB}_{ijk}(r_{ik}-r_{ik}^0)^2
+          :label: eqnUBAngle
 
 The force equations can be deduced from sections :ref:`harmonicbond`
 and :ref:`harmonicangle`.
@@ -332,6 +339,7 @@ where :math:`k_{rr'}` is the force constant, and :math:`r_{1e}` and
 on particle :math:`i` is:
 
 .. math:: \mathbf{F}_{i} = -k_{rr'}\left(\left|\mathbf{r}_{k}-\mathbf{r}_j\right|-r_{2e}\right)\frac{\mathbf{r}_i-\mathbf{r}_j}{\left|\mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_j\right|}
+          :label: eqncrossbbforce
 
 The force on atom :math:`k` can be obtained by swapping :math:`i` and
 :math:`k` in the above equation. Finally, the force on atom :math:`j`
@@ -346,33 +354,33 @@ bonds :math:`i-j` and :math:`k-j` is given
 by \ :ref:`85 <refLawrence2003b>`:
 
 .. math:: V_{r\theta} ~=~ k_{r\theta} \left(\left|\mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_k\right|-r_{3e} \right) \left(\left|\mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_j\right|-r_{1e} + \left|\mathbf{r}_{k}-\mathbf{r}_j\right|-r_{2e}\right)
+          :label: eqncrossba
 
 where :math:`k_{r\theta}` is the force constant, :math:`r_{3e}` is the
 :math:`i-k` distance, and the other constants are the same as in
 :eq:`Equation %s <eqncrossbb>`. The force associated with the potential on atom
 :math:`i` is:
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}_{i} ~=~ -k_{r\theta}
-   \left[
-   \left(
-   \left| \mathbf{r}_{i} - \mathbf{r}_{k}\right|
-   -r_{3e}\right)
-   \frac{
-         \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_j}
-         { \left| \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_{j}\right| 
-         }
-   + \left(
-     \left| \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_{j}\right|
-   -r_{1e}
-   + \left| \mathbf{r}_{k}-\mathbf{r}_{j}\right|
-   -r_{2e}\right)
-   \frac{
-         \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_{k}}
-         {\left| \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_{k}\right|
-         }
-   \right]
+.. math:: \mathbf{F}_{i} ~=~ -k_{r\theta}
+          \left[
+          \left(
+          \left| \mathbf{r}_{i} - \mathbf{r}_{k}\right|
+          -r_{3e}\right)
+          \frac{
+                \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_j}
+                { \left| \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_{j}\right| 
+                }
+          + \left(
+            \left| \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_{j}\right|
+          -r_{1e}
+          + \left| \mathbf{r}_{k}-\mathbf{r}_{j}\right|
+          -r_{2e}\right)
+          \frac{
+                \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_{k}}
+                {\left| \mathbf{r}_{i}-\mathbf{r}_{k}\right|
+                }
+          \right]
+          :label: eqncrossbaforce
 
 Quartic angle potential
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -381,6 +389,7 @@ For special purposes there is an angle potential that uses a fourth
 order polynomial:
 
 .. math:: V_q({\theta_{ijk}}) ~=~ \sum_{n=0}^5 C_n ({\theta_{ijk}}-{\theta_{ijk}}^0)^n
+          :label: eqnquarticangle
 
 .. _imp:
 
@@ -417,6 +426,7 @@ The simplest improper dihedral potential is a harmonic potential; it is
 plotted in :numref:`Fig. %s <fig-imps>`.
 
 .. math:: V_{id}(\xi_{ijkl}) = {\frac{1}{2}}k_{\xi}(\xi_{ijkl}-\xi_0)^2
+          :label: eqnharmimpdihedral
 
 Since the potential is harmonic it is discontinuous, but since the
 discontinuity is chosen at 180\ :math:`^\circ` distance from
@@ -478,6 +488,7 @@ section.
    dihedral angle potential (right).
 
 .. math:: V_d(\phi_{ijkl}) = k_{\phi}(1 + \cos(n \phi - \phi_s))
+          :label: eqnperiodicpropdihedral
 
 Proper dihedrals: Ryckaert-Bellemans function
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
@@ -486,6 +497,7 @@ Proper dihedrals: Ryckaert-Bellemans function
   (see :numref:`Fig. %s <fig-rbdih>`):
 
   .. math:: V_{rb}(\phi_{ijkl}) = \sum_{n=0}^5 C_n( \cos(\psi ))^n,
+            :label: eqnRBproperdihedral
 
 |  where :math:`\psi = \phi - 180^\circ`.
 | **Note:** A conversion from one convention to another can be achieved
@@ -523,10 +535,9 @@ interactions between the first and the last atom of the dihedral, and
 | The RB dihedral function can also be used to include Fourier dihedrals
   (see below):
 
-  .. math::
-
-     V_{rb} (\phi_{ijkl}) ~=~ \frac{1}{2} \left[F_1(1+\cos(\phi)) + F_2(
-     1-\cos(2\phi)) + F_3(1+\cos(3\phi)) + F_4(1-\cos(4\phi))\right]
+  .. math:: V_{rb} (\phi_{ijkl}) ~=~ \frac{1}{2} \left[F_1(1+\cos(\phi)) + F_2(
+            1-\cos(2\phi)) + F_3(1+\cos(3\phi)) + F_4(1-\cos(4\phi))\right]
+            :label: eqnRBproperdihedralFourier
 
 | Because of the equalities :math:`\cos(2\phi) = 2\cos^2(\phi) - 1`,
   :math:`\cos(3\phi) = 4\cos^3(\phi) - 3\cos(\phi)` and
@@ -534,17 +545,16 @@ interactions between the first and the last atom of the dihedral, and
   translate the OPLS parameters to Ryckaert-Bellemans parameters as
   follows:
 
-  .. math::
-
-     \displaystyle
-     \begin{array}{rcl}
-     \displaystyle C_0&=&F_2 + \frac{1}{2} (F_1 + F_3)\\
-     \displaystyle C_1&=&\frac{1}{2} (- F_1 + 3 \, F_3)\\
-     \displaystyle C_2&=& -F_2 + 4 \, F_4\\
-     \displaystyle C_3&=&-2 \, F_3\\
-     \displaystyle C_4&=&-4 \, F_4\\
-     \displaystyle C_5&=&0
-     \end{array}
+  .. math:: \displaystyle
+            \begin{array}{rcl}
+            \displaystyle C_0&=&F_2 + \frac{1}{2} (F_1 + F_3)\\
+            \displaystyle C_1&=&\frac{1}{2} (- F_1 + 3 \, F_3)\\
+            \displaystyle C_2&=& -F_2 + 4 \, F_4\\
+            \displaystyle C_3&=&-2 \, F_3\\
+            \displaystyle C_4&=&-4 \, F_4\\
+            \displaystyle C_5&=&0
+            \end{array}
+            :label: eqnoplsRBconversion
 
 | with OPLS parameters in protein convention and RB parameters in
   polymer convention (this yields a minus sign for the odd powers of
@@ -561,10 +571,9 @@ Proper dihedrals: Fourier function
   cosine terms of a Fourier series. In |Gromacs| the four term function is
   implemented:
 
-  .. math::
-
-     V_{F} (\phi_{ijkl}) ~=~ \frac{1}{2} \left[C_1(1+\cos(\phi)) + C_2(
-     1-\cos(2\phi)) + C_3(1+\cos(3\phi)) + C_4(1-\cos(4\phi))\right],
+  .. math:: V_{F} (\phi_{ijkl}) ~=~ \frac{1}{2} \left[C_1(1+\cos(\phi)) + C_2(
+            1-\cos(2\phi)) + C_3(1+\cos(3\phi)) + C_4(1-\cos(4\phi))\right],
+            :label: eqnfourierproperdihedral
 
 | Internally, |Gromacs| uses the Ryckaert-Bellemans code to compute
   Fourier dihedrals (see above), because this is more efficient.
@@ -578,7 +587,7 @@ In a manner very similar to the restricted bending potential (see
 :ref:`ReB`), a restricted torsion/dihedral potential is introduced:
 
 .. math:: V_{\rm ReT}(\phi_i) = \frac{1}{2} k_{\phi} \frac{(\cos\phi_i - \cos\phi_0)^2}{\sin^2\phi_i}
-          :label: eqReT
+          :label: eqnReT
 
 with the advantages of being a function of :math:`\cos\phi` (no
 problems taking the derivative of :math:`\sin\phi`) and of keeping the
@@ -610,7 +619,7 @@ cosine form) with the bending potentials of the adjacent bending angles
 in a unique expression:
 
 .. math:: V_{\rm CBT}(\theta_{i-1}, \theta_i, \phi_i) = k_{\phi} \sin^3\theta_{i-1} \sin^3\theta_{i} \sum_{n=0}^4 { a_n \cos^n\phi_i}.
-          :label: eqCBT
+          :label: eqnCBT
 
 This combined bending-torsion (CBT) potential has been proposed
 by \ :ref:`88 <refBulacuGiessen2005>` for polymer melt simulations and is
@@ -650,7 +659,7 @@ curves, respectively).
    :width: 10.00000cm
 
    Blue: surface plot of the combined bending-torsion potential
-   (:eq:`%s <eqCBT>` with :math:`k = 10` kJ mol\ :math:`^{-1}`,
+   (:eq:`%s <eqnCBT>` with :math:`k = 10` kJ mol\ :math:`^{-1}`,
    :math:`a_0=2.41`, :math:`a_1=-2.95`, :math:`a_2=0.36`,
    :math:`a_3=1.33`) when, for simplicity, the bending angles behave the
    same (:math:`\theta_1=\theta_2=\theta`). Gray: the same torsion
@@ -663,7 +672,7 @@ Cartesian variables is straightforward:
 .. math:: \frac{\partial V_{\rm CBT}(\theta_{i-1},\theta_i,\phi_i)} {\partial \vec r_{l}} = \frac{\partial V_{\rm CBT}}{\partial \theta_{i-1}} \frac{\partial \theta_{i-1}}{\partial \vec r_{l}} +
           \frac{\partial V_{\rm CBT}}{\partial \theta_{i  }} \frac{\partial \theta_{i  }}{\partial \vec r_{l}} +
           \frac{\partial V_{\rm CBT}}{\partial \phi_{i    }} \frac{\partial \phi_{i    }}{\partial \vec r_{l}}
-          :label: eqforcecbt
+          :label: eqnforcecbt
 
 The CBT is based on a cosine form without multiplicity, so it can only
 be symmetrical around :math:`0^{\circ}`. To obtain an asymmetrical
@@ -689,12 +698,11 @@ Tabulated bonded interaction functions
   angles and dihedrals through user-supplied tabulated functions. The
   functional shapes are:
 
-  .. math::
-
-     \begin{aligned}
-     V_b(r_{ij})      &=& k \, f^b_n(r_{ij}) \\
-     V_a({\theta_{ijk}})       &=& k \, f^a_n({\theta_{ijk}}) \\
-     V_d(\phi_{ijkl}) &=& k \, f^d_n(\phi_{ijkl})\end{aligned}
+  .. math:: \begin{aligned}
+            V_b(r_{ij})      &=& k \, f^b_n(r_{ij}) \\
+            V_a({\theta_{ijk}})       &=& k \, f^a_n({\theta_{ijk}}) \\
+            V_d(\phi_{ijkl}) &=& k \, f^d_n(\phi_{ijkl})\end{aligned}
+            :label: eqntabuöatedbond
 
 | where :math:`k` is a force constant in units of energy and :math:`f`
   is a cubic spline function; for details see :ref:`cubicspline`. For
index 6fd043c49c0ad910049c7148343c6ce34e3c72d8..1d48ce7c0d7a3d7cc0ea6e92eb6541178082f5ba 100644 (file)
@@ -24,16 +24,15 @@ The example given here is for the bond potential, which is harmonic in
 |Gromacs|. However, these equations apply to the angle potential and the
 improper dihedral potential as well.
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V_b     &=&{\frac{1}{2}}\left[{(1-{\lambda})}k_b^A + 
-                   {\lambda}k_b^B\right] \left[b - {(1-{\lambda})}b_0^A - {\lambda}b_0^B\right]^2  \\
-   {\frac{\partial V_b}{\partial {\lambda}}}&=&{\frac{1}{2}}(k_b^B-k_b^A)
-                   \left[b - {(1-{\lambda})}b_0^A + {\lambda}b_0^B\right]^2 + 
-               \nonumber\\
-           & & \phantom{{\frac{1}{2}}}(b_0^A-b_0^B) \left[b - {(1-{\lambda})}b_0^A -{\lambda}b_0^B\right]
-               \left[{(1-{\lambda})}k_b^A + {\lambda}k_b^B \right]\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V_b     &=&{\frac{1}{2}}\left[{(1-{\lambda})}k_b^A + 
+                          {\lambda}k_b^B\right] \left[b - {(1-{\lambda})}b_0^A - {\lambda}b_0^B\right]^2  \\
+          {\frac{\partial V_b}{\partial {\lambda}}}&=&{\frac{1}{2}}(k_b^B-k_b^A)
+                          \left[b - {(1-{\lambda})}b_0^A + {\lambda}b_0^B\right]^2 + 
+                       \nonumber\\
+                  & & \phantom{{\frac{1}{2}}}(b_0^A-b_0^B) \left[b - {(1-{\lambda})}b_0^A -{\lambda}b_0^B\right]
+                       \left[{(1-{\lambda})}k_b^A + {\lambda}k_b^B \right]\end{aligned}
+          :label: eqnfepharmpot
 
 GROMOS-96 bonds and angles
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -47,22 +46,21 @@ Proper dihedrals
 
 For the proper dihedrals, the equations are somewhat more complicated:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V_d     &=&\left[{(1-{\lambda})}k_d^A + {\lambda}k_d^B \right]
-           \left( 1+ \cos\left[n_{\phi} \phi - 
-                   {(1-{\lambda})}\phi_s^A - {\lambda}\phi_s^B
-                   \right]\right)\\
-   {\frac{\partial V_d}{\partial {\lambda}}}&=&(k_d^B-k_d^A) 
-            \left( 1+ \cos
-                \left[
-                   n_{\phi} \phi- {(1-{\lambda})}\phi_s^A - {\lambda}\phi_s^B
-                \right]
-        \right) +
-        \nonumber\\
-           &&(\phi_s^B - \phi_s^A) \left[{(1-{\lambda})}k_d^A - {\lambda}k_d^B\right] 
-           \sin\left[  n_{\phi}\phi - {(1-{\lambda})}\phi_s^A - {\lambda}\phi_s^B \right]\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V_d     &=&\left[{(1-{\lambda})}k_d^A + {\lambda}k_d^B \right]
+                  \left( 1+ \cos\left[n_{\phi} \phi - 
+                           {(1-{\lambda})}\phi_s^A - {\lambda}\phi_s^B
+                           \right]\right)\\
+          {\frac{\partial V_d}{\partial {\lambda}}}&=&(k_d^B-k_d^A) 
+                   \left( 1+ \cos
+                        \left[
+                           n_{\phi} \phi- {(1-{\lambda})}\phi_s^A - {\lambda}\phi_s^B
+                        \right]
+                \right) +
+                \nonumber\\
+                  &&(\phi_s^B - \phi_s^A) \left[{(1-{\lambda})}k_d^A - {\lambda}k_d^B\right] 
+                  \sin\left[  n_{\phi}\phi - {(1-{\lambda})}\phi_s^A - {\lambda}\phi_s^B \right]\end{aligned}
+          :label: eqnfeppropdihedral
 
 **Note:** that the multiplicity :math:`n_{\phi}` can not be
 parameterized because the function should remain periodic on the
@@ -74,11 +72,10 @@ Tabulated bonded interactions
 For tabulated bonded interactions only the force constant can
 interpolated:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-         V  &=& ({(1-{\lambda})}k^A + {\lambda}k^B) \, f \\
-   {\frac{\partial V}{\partial {\lambda}}} &=& (k^B - k^A) \, f\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+                V  &=& ({(1-{\lambda})}k^A + {\lambda}k^B) \, f \\
+          {\frac{\partial V}{\partial {\lambda}}} &=& (k^B - k^A) \, f\end{aligned}
+          :label: eqnfeptabbonded
 
 Coulomb interaction
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -86,11 +83,10 @@ Coulomb interaction
 The Coulomb interaction between two particles of which the charge varies
 with :math:`{\lambda}` is:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V_c &=& \frac{f}{{\varepsilon_{rf}}{r_{ij}}}\left[{(1-{\lambda})}q_i^A q_j^A + {\lambda}\, q_i^B q_j^B\right] \\
-   {\frac{\partial V_c}{\partial {\lambda}}}&=& \frac{f}{{\varepsilon_{rf}}{r_{ij}}}\left[- q_i^A q_j^A + q_i^B q_j^B\right]\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V_c &=& \frac{f}{{\varepsilon_{rf}}{r_{ij}}}\left[{(1-{\lambda})}q_i^A q_j^A + {\lambda}\, q_i^B q_j^B\right] \\
+          {\frac{\partial V_c}{\partial {\lambda}}}&=& \frac{f}{{\varepsilon_{rf}}{r_{ij}}}\left[- q_i^A q_j^A + q_i^B q_j^B\right]\end{aligned}
+          :label: eqnfepcoloumb
 
 where :math:`f = \frac{1}{4\pi \varepsilon_0} = {138.935\,458}` (see
 chapter :ref:`defunits`).
@@ -146,17 +142,16 @@ m :math:`\mathbf{v}`, since that would result in the
 sign of :math:`{\frac{\partial E_k}{\partial {\lambda}}}` being
 incorrect \ :ref:`99 <refGunsteren98a>`):
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   E_k      &=&     {\frac{1}{2}}\frac{\mathbf{p}^2}{{(1-{\lambda})}m^A + {\lambda}m^B}        \\
-   {\frac{\partial E_k}{\partial {\lambda}}}&=&    -{\frac{1}{2}}\frac{\mathbf{p}^2(m^B-m^A)}{({(1-{\lambda})}m^A + {\lambda}m^B)^2}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          E_k      &=&     {\frac{1}{2}}\frac{\mathbf{p}^2}{{(1-{\lambda})}m^A + {\lambda}m^B}        \\
+          {\frac{\partial E_k}{\partial {\lambda}}}&=&    -{\frac{1}{2}}\frac{\mathbf{p}^2(m^B-m^A)}{({(1-{\lambda})}m^A + {\lambda}m^B)^2}\end{aligned}
+          :label: eqnfepekin
 
 after taking the derivative, we *can* insert
-:math:`\mathbf{p}` =
-m :math:`\mathbf{v}`, such that:
+:math:`\mathbf{p}` = m :math:`\mathbf{v}`, such that:
 
 .. math:: {\frac{\partial E_k}{\partial {\lambda}}}~=~    -{\frac{1}{2}}\mathbf{v}^2(m^B-m^A)
+          :label: eqnfepekinderivative
 
 Constraints
 ~~~~~~~~~~~
@@ -167,6 +162,7 @@ calculated using the LINCS or the SHAKE algorithm. If we have
 :math:`k = 1 \ldots K` constraint equations :math:`g_k` for LINCS, then
 
 .. math:: g_k     =       | \mathbf{r}_{k} | - d_{k}
+          :label: eqnfepconstr
 
 where :math:`\mathbf{r}_k` is the displacement vector
 between two particles and :math:`d_k` is the constraint distance between
@@ -174,32 +170,33 @@ the two particles. We can express the fact that the constraint distance
 has a :math:`{\lambda}` dependency by
 
 .. math:: d_k     =       {(1-{\lambda})}d_{k}^A + {\lambda}d_k^B
+          :label: eqnfepconstrdistdep
 
 Thus the :math:`{\lambda}`-dependent constraint equation is
 
 .. math:: g_k     =       | \mathbf{r}_{k} | - \left({(1-{\lambda})}d_{k}^A + {\lambda}d_k^B\right).
+          :label: eqnfepconstrlambda
 
 The (zero) contribution :math:`G` to the Hamiltonian from the
 constraints (using Lagrange multipliers :math:`\lambda_k`, which are
 logically distinct from the free-energy :math:`{\lambda}`) is
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   G           &=&     \sum^K_k \lambda_k g_k    \\
-   {\frac{\partial G}{\partial {\lambda}}}    &=&     \frac{\partial G}{\partial d_k} {\frac{\partial d_k}{\partial {\lambda}}} \\
-               &=&     - \sum^K_k \lambda_k \left(d_k^B-d_k^A\right)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          G           &=&     \sum^K_k \lambda_k g_k    \\
+          {\frac{\partial G}{\partial {\lambda}}}    &=&     \frac{\partial G}{\partial d_k} {\frac{\partial d_k}{\partial {\lambda}}} \\
+                      &=&     - \sum^K_k \lambda_k \left(d_k^B-d_k^A\right)\end{aligned}
+          :label: eqnconstrfreeenergy
 
 For SHAKE, the constraint equations are
 
 .. math:: g_k     =       \mathbf{r}_{k}^2 - d_{k}^2
+          :label: eqnfepshakeconstr
 
 with :math:`d_k` as before, so
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   {\frac{\partial G}{\partial {\lambda}}}    &=&     -2 \sum^K_k \lambda_k \left(d_k^B-d_k^A\right)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          {\frac{\partial G}{\partial {\lambda}}}    &=&     -2 \sum^K_k \lambda_k \left(d_k^B-d_k^A\right)\end{aligned}
+          :label: eqnfepshakeconstr2
 
 Soft-core interactions
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -234,14 +231,13 @@ In |Gromacs| the soft-core potentials :math:`V_{sc}` are shifted versions
 of the regular potentials, so that the singularity in the potential and
 its derivatives at :math:`r=0` is never reached:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V_{sc}(r) &=& {(1-{\lambda})}V^A(r_A) + {\lambda}V^B(r_B)
-       \\
-   r_A &=& \left(\alpha \sigma_A^6 {\lambda}^p + r^6 \right)^\frac{1}{6}
-       \\
-   r_B &=& \left(\alpha \sigma_B^6 {(1-{\lambda})}^p + r^6 \right)^\frac{1}{6}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V_{sc}(r) &=& {(1-{\lambda})}V^A(r_A) + {\lambda}V^B(r_B)
+              \\
+          r_A &=& \left(\alpha \sigma_A^6 {\lambda}^p + r^6 \right)^\frac{1}{6}
+              \\
+          r_B &=& \left(\alpha \sigma_B^6 {(1-{\lambda})}^p + r^6 \right)^\frac{1}{6}\end{aligned}
+          :label: eqnfepsoftcore
 
 where :math:`V^A` and :math:`V^B` are the normal “hard core” Van der
 Waals or electrostatic potentials in state A (:math:`{\lambda}=0`) and
@@ -258,31 +254,29 @@ the interactions very little for :math:`r > \alpha^{1/6} \sigma` and
 quickly switch the soft-core interaction to an almost constant value for
 smaller :math:`r` (:numref:`Fig. %s <fig-softcore>`). The force is:
 
-.. math::
-
-   F_{sc}(r) = -\frac{\partial V_{sc}(r)}{\partial r} =
-    {(1-{\lambda})}F^A(r_A) \left(\frac{r}{r_A}\right)^5 +
-   {\lambda}F^B(r_B) \left(\frac{r}{r_B}\right)^5
+.. math:: F_{sc}(r) = -\frac{\partial V_{sc}(r)}{\partial r} =
+           {(1-{\lambda})}F^A(r_A) \left(\frac{r}{r_A}\right)^5 +
+          {\lambda}F^B(r_B) \left(\frac{r}{r_B}\right)^5
+          :label: eqnfepsoftcoreforce
 
 where :math:`F^A` and :math:`F^B` are the “hard core” forces. The
 contribution to the derivative of the free energy is:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   {\frac{\partial V_{sc}(r)}{\partial {\lambda}}} & = &
-    V^B(r_B) -V^A(r_A)  + 
-       {(1-{\lambda})}\frac{\partial V^A(r_A)}{\partial r_A}
-                  \frac{\partial r_A}{\partial {\lambda}} + 
-       {\lambda}\frac{\partial V^B(r_B)}{\partial r_B}
-                  \frac{\partial r_B}{\partial {\lambda}}
-   \nonumber\\
-   &=&
-    V^B(r_B) -V^A(r_A)  + \nonumber \\
-    & &
-    \frac{p \alpha}{6}
-          \left[ {\lambda}F^B(r_B) r^{-5}_B \sigma_B^6 {(1-{\lambda})}^{p-1} -
-              {(1-{\lambda})}F^A(r_A) r^{-5}_A \sigma_A^6 {\lambda}^{p-1} \right]\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          {\frac{\partial V_{sc}(r)}{\partial {\lambda}}} & = &
+           V^B(r_B) -V^A(r_A)  + 
+               {(1-{\lambda})}\frac{\partial V^A(r_A)}{\partial r_A}
+                          \frac{\partial r_A}{\partial {\lambda}} + 
+               {\lambda}\frac{\partial V^B(r_B)}{\partial r_B}
+                          \frac{\partial r_B}{\partial {\lambda}}
+          \nonumber\\
+          &=&
+           V^B(r_B) -V^A(r_A)  + \nonumber \\
+           & &
+           \frac{p \alpha}{6}
+                 \left[ {\lambda}F^B(r_B) r^{-5}_B \sigma_B^6 {(1-{\lambda})}^{p-1} -
+                      {(1-{\lambda})}F^A(r_A) r^{-5}_A \sigma_A^6 {\lambda}^{p-1} \right]\end{aligned}
+          :label: eqnfepsoftcorederivative
 
 The original GROMOS Lennard-Jones soft-core
 function\ :ref:`100 <refBeutler94>` uses :math:`p=2`, but :math:`p=1` gives a smoother
@@ -321,14 +315,13 @@ that in most cases gives lower and more even statistical variance than
 the standard soft-core path described above \ :ref:`101 <refPham2011>`,
 :ref:`102 <refPham2012>`. Specifically, we have:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V_{sc}(r) &=& {(1-{\lambda})}V^A(r_A) + {\lambda}V^B(r_B)
-       \\
-   r_A &=& \left(\alpha \sigma_A^{48} {\lambda}^p + r^{48} \right)^\frac{1}{48}
-       \\
-   r_B &=& \left(\alpha \sigma_B^{48} {(1-{\lambda})}^p + r^{48} \right)^\frac{1}{48}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V_{sc}(r) &=& {(1-{\lambda})}V^A(r_A) + {\lambda}V^B(r_B)
+              \\
+          r_A &=& \left(\alpha \sigma_A^{48} {\lambda}^p + r^{48} \right)^\frac{1}{48}
+              \\
+          r_B &=& \left(\alpha \sigma_B^{48} {(1-{\lambda})}^p + r^{48} \right)^\frac{1}{48}\end{aligned}
+          :label: eqnnewsoftcore
 
 This “1-1-48” path is also implemented in |Gromacs|. Note that for this
 path the soft core :math:`\alpha` should satisfy
index 78e7493ffe6ec426a2d42b0eca5b369103dd9ab9..45812f98bcfd4dd3d9c0498359ef551d988909e6 100644 (file)
@@ -129,16 +129,16 @@ can be found in ref. \ :ref:`104 <refBerendsen84b>`. We can write the
 potential energy as:
 
 .. math:: V = V(\mathbf{r}_s,\mathbf{r}_1,\ldots,\mathbf{r}_n) = V^*(\mathbf{r}_1,\ldots,\mathbf{r}_n)
+          :label: eqnvsiteepot
 
 The force on the particle :math:`i` is then:
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}_i = -\frac{\partial V^*}{\partial \mathbf{r}_i} 
-            = -\frac{\partial V}{\partial \mathbf{r}_i} - 
-               \frac{\partial V}{\partial \mathbf{r}_s} 
-               \frac{\partial \mathbf{r}_s}{\partial \mathbf{r}_i}
-            = \mathbf{F}_i^{direct} + \mathbf{F}_i
+.. math:: \mathbf{F}_i = -\frac{\partial V^*}{\partial \mathbf{r}_i} 
+          = -\frac{\partial V}{\partial \mathbf{r}_i} - 
+             \frac{\partial V}{\partial \mathbf{r}_s} 
+             \frac{\partial \mathbf{r}_s}{\partial \mathbf{r}_i}
+          = \mathbf{F}_i^{direct} + \mathbf{F}_i
+          :label: eqnvsiteforce
 
 The first term is the normal force. The second term is the force on
 particle :math:`i` due to the virtual site, which can be written in
@@ -185,10 +185,12 @@ the available virtual site constructions. The conceptually simplest
 construction types are linear combinations:
 
 .. math:: \mathbf{r}_s = \sum_{i=1}^N w_i \, \mathbf{r}_i
+          :label: eqnvsitelincomb
 
 The force is then redistributed using the same weights:
 
 .. math:: \mathbf{F}_i = w_i \, \mathbf{F}_{s}
+          :label: eqnvsitelincombforce
 
 The types of virtual sites supported in |Gromacs| are given in the list
 below. Constructing atoms in virtual sites can be virtual sites
@@ -199,6 +201,7 @@ can be constructed from “particles” that are simpler virtual sites.
    (:numref:`Fig. %s <fig-vsites>` 2):
 
    .. math:: w_i = 1 - a ~,~~ w_j = a
+             :label: eqnvsitelin2atom
 
 -  In this case the virtual site is on the line through atoms :math:`i`
    and :math:`j`.
@@ -207,6 +210,7 @@ can be constructed from “particles” that are simpler virtual sites.
    (:numref:`Fig. %s <fig-vsites>` 3):
 
    .. math:: w_i = 1 - a - b ~,~~ w_j = a ~,~~ w_k = b
+             :label: eqnvsitelin3atom
 
 -  In this case the virtual site is in the plane of the other three
    particles.
@@ -214,29 +218,27 @@ can be constructed from “particles” that are simpler virtual sites.
 -  In the plane of three atoms, with a fixed distance
    (:numref:`Fig. %s <fig-vsites>` 3fd):
 
-   .. math::
-
-      \mathbf{r}_s ~=~ \mathbf{r}_i + b \frac{  \mathbf{r}_ij + a \mathbf{r}_{jk}  }
-                                          { | \mathbf{r}_ij + a \mathbf{r}_{jk} | }
+   .. math:: \mathbf{r}_s ~=~ \mathbf{r}_i + b \frac{  \mathbf{r}_ij + a \mathbf{r}_{jk}  }
+                                                  { | \mathbf{r}_ij + a \mathbf{r}_{jk} | }
+             :label: eqnvsiteplane3atom
 
 -  In this case the virtual site is in the plane of the other three
    particles at a distance of :math:`|b|` from :math:`i`. The force on
    particles :math:`i`, :math:`j` and :math:`k` due to the force on the
    virtual site can be computed as:
 
-   .. math::
-
-      \begin{array}{lcr}
-              \mathbf{F}_i &=& \displaystyle \mathbf{F}_{s} - \gamma ( \mathbf{F}_is - \mathbf{p} ) \\[1ex]
-              \mathbf{F}_j &=& \displaystyle (1-a)\gamma (\mathbf{F}_{s} - \mathbf{p})      \\[1ex]
-              \mathbf{F}_k &=& \displaystyle a \gamma (\mathbf{F}_{s} - \mathbf{p})         \\
-              \end{array}
-              ~\mbox{~ where~ }~
-              \begin{array}{c}
-      \displaystyle \gamma = \frac{b}{ | \mathbf{r}_ij + a \mathbf{r}_{jk} | } \\[2ex]
-      \displaystyle \mathbf{p} = \frac{ \mathbf{r}_{is} \cdot \mathbf{F}_{s} }
-                            { \mathbf{r}_{is} \cdot \mathbf{r}_is } \mathbf{r}_is
-              \end{array}
+   .. math:: \begin{array}{lcr}
+                     \mathbf{F}_i &=& \displaystyle \mathbf{F}_{s} - \gamma ( \mathbf{F}_is - \mathbf{p} ) \\[1ex]
+                     \mathbf{F}_j &=& \displaystyle (1-a)\gamma (\mathbf{F}_{s} - \mathbf{p})      \\[1ex]
+                     \mathbf{F}_k &=& \displaystyle a \gamma (\mathbf{F}_{s} - \mathbf{p})         \\
+                     \end{array}
+                     ~\mbox{~ where~ }~
+                     \begin{array}{c}
+             \displaystyle \gamma = \frac{b}{ | \mathbf{r}_ij + a \mathbf{r}_{jk} | } \\[2ex]
+             \displaystyle \mathbf{p} = \frac{ \mathbf{r}_{is} \cdot \mathbf{F}_{s} }
+                                   { \mathbf{r}_{is} \cdot \mathbf{r}_is } \mathbf{r}_is
+             \end{array}
+             :label: eqnvsiteplane3atomforce
 
 -  In the plane of three atoms, with a fixed angle and
    distance (:numref:`Fig. %s <fig-vsites>` 3fad):
@@ -262,66 +264,63 @@ can be constructed from “particles” that are simpler virtual sites.
    :math:`\mathbf{r}_\perp` as defined in
    :eq:`eqn. %s <eqnvsite2fadF>`):
 
-   .. math::
-
-      \begin{array}{c}
-              \begin{array}{lclllll}
-              \mathbf{F}_i &=& \mathbf{F}_{s} &-& 
-                      \dfrac{d \cos \theta}{ | \mathbf{r}_ij | } \mathbf{F}_1 &+&
-                      \dfrac{d \sin \theta}{ | \mathbf{r}_\perp | } \left( 
-                      \dfrac{ \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{jk} }
-                           { \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{ij} } \mathbf{F}_2     +
-                      \mathbf{F}_3 \right)                                \\[3ex]
-              \mathbf{F}_j &=& &&
-                      \dfrac{d \cos \theta}{ | \mathbf{r}_ij | } \mathbf{F}_1 &-&
-                      \dfrac{d \sin \theta}{ | \mathbf{r}_\perp | } \left(
-                       \mathbf{F}_2 + 
-                       \dfrac{ \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{jk} }
-                              { \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{ij} } \mathbf{F}_2 +
-                      \mathbf{F}_3 \right)                                \\[3ex]
-              \mathbf{F}_k &=& && &&
-                      \dfrac{d \sin \theta}{ | \mathbf{r}_\perp | } \mathbf{F}_2  \\[3ex]
-              \end{array}                                             \\[5ex]
-              \mbox{where ~}
-              \mathbf{F}_1 = \mathbf{F}_{s} -
-                        \dfrac{ \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{F}_{s} }
-                              { \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{ij} } \mathbf{r}_{ij}
-              \mbox{\,, ~}
-              \mathbf{F}_2 = \mathbf{F}_1 -
-                        \dfrac{ \mathbf{r}_\perp \cdot \mathbf{F}_{s} }
-                              { \mathbf{r}_\perp \cdot \mathbf{r}_\perp } \mathbf{r}_\perp
-              \mbox{~and ~}
-              \mathbf{F}_3 = \dfrac{ \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{F}_{s} }
-                               { \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{ij} } \mathbf{r}_\perp
-      \end{array}
+   .. math:: \begin{array}{c}
+                     \begin{array}{lclllll}
+                     \mathbf{F}_i &=& \mathbf{F}_{s} &-& 
+                             \dfrac{d \cos \theta}{ | \mathbf{r}_ij | } \mathbf{F}_1 &+&
+                             \dfrac{d \sin \theta}{ | \mathbf{r}_\perp | } \left( 
+                             \dfrac{ \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{jk} }
+                                  { \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{ij} } \mathbf{F}_2     +
+                             \mathbf{F}_3 \right)                                \\[3ex]
+                     \mathbf{F}_j &=& &&
+                             \dfrac{d \cos \theta}{ | \mathbf{r}_ij | } \mathbf{F}_1 &-&
+                             \dfrac{d \sin \theta}{ | \mathbf{r}_\perp | } \left(
+                              \mathbf{F}_2 + 
+                              \dfrac{ \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{jk} }
+                                     { \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{ij} } \mathbf{F}_2 +
+                             \mathbf{F}_3 \right)                                \\[3ex]
+                     \mathbf{F}_k &=& && &&
+                             \dfrac{d \sin \theta}{ | \mathbf{r}_\perp | } \mathbf{F}_2  \\[3ex]
+                     \end{array}                                             \\[5ex]
+                     \mbox{where ~}
+                     \mathbf{F}_1 = \mathbf{F}_{s} -
+                               \dfrac{ \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{F}_{s} }
+                                     { \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{ij} } \mathbf{r}_{ij}
+                     \mbox{\,, ~}
+                     \mathbf{F}_2 = \mathbf{F}_1 -
+                               \dfrac{ \mathbf{r}_\perp \cdot \mathbf{F}_{s} }
+                                     { \mathbf{r}_\perp \cdot \mathbf{r}_\perp } \mathbf{r}_\perp
+                     \mbox{~and ~}
+                     \mathbf{F}_3 = \dfrac{ \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{F}_{s} }
+                                      { \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{r}_{ij} } \mathbf{r}_\perp
+             \end{array}
+             :label: eqnvsite2fadFforce
 
 -  As a non-linear combination of three atoms, out of
    plane (:numref:`Fig. %s <fig-vsites>` 3out):
 
-   .. math::
-
-      \mathbf{r}_s ~=~ \mathbf{r}_i + a \mathbf{r}_ij + b \mathbf{r}_{ik} +
-                      c (\mathbf{r}_ij \times \mathbf{r}_{ik})
+   .. math:: \mathbf{r}_s ~=~ \mathbf{r}_i + a \mathbf{r}_ij + b \mathbf{r}_{ik} +
+                              c (\mathbf{r}_ij \times \mathbf{r}_{ik})
+             :label: eqnvsitenonlin3atom
 
 -  This enables the construction of virtual sites out of the plane of
    the other atoms. The force on particles :math:`i,j` and :math:`k` due
    to the force on the virtual site can be computed as:
 
-   .. math::
-
-      \begin{array}{lcl}
-      \mathbf{F}_j &=& \left[\begin{array}{ccc}
-       a              &  -c\,z_{ik}   & c\,y_{ik}     \\[0.5ex]
-       c\,z_{ik}      &   a           & -c\,x_{ik}    \\[0.5ex]
-      -c\,y_{ik}      &   c\,x_{ik}   & a
-      \end{array}\right]\mathbf{F}_{s}                                 \\
-      \mathbf{F}_k &=& \left[\begin{array}{ccc}
-       b              &   c\,z_{ij}   & -c\,y_{ij}    \\[0.5ex]
-      -c\,z_{ij}      &   b           & c\,x_{ij}     \\[0.5ex]
-       c\,y_{ij}      &  -c\,x_{ij}   & b
-      \end{array}\right]\mathbf{F}_{s}                                 \\
-      \mathbf{F}_i &=& \mathbf{F}_{s} - \mathbf{F}_j - \mathbf{F}_k
-      \end{array}
+   .. math:: \begin{array}{lcl}
+             \mathbf{F}_j &=& \left[\begin{array}{ccc}
+              a              &  -c\,z_{ik}   & c\,y_{ik}     \\[0.5ex]
+              c\,z_{ik}      &   a           & -c\,x_{ik}    \\[0.5ex]
+             -c\,y_{ik}      &   c\,x_{ik}   & a
+             \end{array}\right]\mathbf{F}_{s}                                 \\
+             \mathbf{F}_k &=& \left[\begin{array}{ccc}
+              b              &   c\,z_{ij}   & -c\,y_{ij}    \\[0.5ex]
+             -c\,z_{ij}      &   b           & c\,x_{ij}     \\[0.5ex]
+              c\,y_{ij}      &  -c\,x_{ij}   & b
+             \end{array}\right]\mathbf{F}_{s}                                 \\
+             \mathbf{F}_i &=& \mathbf{F}_{s} - \mathbf{F}_j - \mathbf{F}_k
+             \end{array}
+             :label: eqnvsitenonlin3atomforce
 
 -  From four atoms, with a fixed distance, see
    separate :numref:`Fig. %s <fig-vsite4fdn>`. This construction is a bit complex,
@@ -367,6 +366,7 @@ can be constructed from “particles” that are simpler virtual sites.
    weights :math:`a_i`. The weight for atom :math:`i` is:
 
    .. math:: w_i = a_i \left(\sum_{j=1}^N a_j \right)^{-1}
+             :label: eqnvsiterelweight
 
 -   There are three options for setting the weights:
 
index 7c8733f6d4956c661c8f395fe7cf253eceb3c4ce..3b24f2df72eaf8904022c7804f4945a9ee350e3e 100644 (file)
@@ -25,18 +25,17 @@ interactions of the periodic images in crystals \ :ref:`105 <refEwald21>`. The
 is to convert the single slowly-converging sum :eq:`eqn. %s <eqntotalcoulomb>`
 into two quickly-converging terms and a constant term:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V &=& V_{\mathrm{dir}} + V_{\mathrm{rec}} + V_{0} \\[0.5ex]
-   V_{\mathrm{dir}} &=& \frac{f}{2} \sum_{i,j}^{N}
-   \sum_{n_x}\sum_{n_y}
-   \sum_{n_{z}*} q_i q_j \frac{\mbox{erfc}(\beta {r}_{ij,{\bf n}} )}{{r}_{ij,{\bf n}}} \\[0.5ex]
-   V_{\mathrm{rec}} &=& \frac{f}{2 \pi V} \sum_{i,j}^{N} q_i q_j
-   \sum_{m_x}\sum_{m_y}
-   \sum_{m_{z}*} \frac{\exp{\left( -(\pi {\bf m}/\beta)^2 + 2 \pi i
-         {\bf m} \cdot ({\bf r}_i - {\bf r}_j)\right)}}{{\bf m}^2} \\[0.5ex]
-   V_{0} &=& -\frac{f \beta}{\sqrt{\pi}}\sum_{i}^{N} q_i^2,\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V &=& V_{\mathrm{dir}} + V_{\mathrm{rec}} + V_{0} \\[0.5ex]
+          V_{\mathrm{dir}} &=& \frac{f}{2} \sum_{i,j}^{N}
+          \sum_{n_x}\sum_{n_y}
+          \sum_{n_{z}*} q_i q_j \frac{\mbox{erfc}(\beta {r}_{ij,{\bf n}} )}{{r}_{ij,{\bf n}}} \\[0.5ex]
+          V_{\mathrm{rec}} &=& \frac{f}{2 \pi V} \sum_{i,j}^{N} q_i q_j
+          \sum_{m_x}\sum_{m_y}
+          \sum_{m_{z}*} \frac{\exp{\left( -(\pi {\bf m}/\beta)^2 + 2 \pi i
+                {\bf m} \cdot ({\bf r}_i - {\bf r}_j)\right)}}{{\bf m}^2} \\[0.5ex]
+          V_{0} &=& -\frac{f \beta}{\sqrt{\pi}}\sum_{i}^{N} q_i^2,\end{aligned}
+          :label: eqntotalcoloumbseparate
 
 where :math:`\beta` is a parameter that determines the relative weight
 of the direct and reciprocal sums and :math:`{\bf m}=(m_x,m_y,m_z)`. In
index d46f3315cb82bff11ecf5ce9047d715c9625a35d..c0f462ec92a7570099be37e31b05e1b0b8ec069d 100644 (file)
@@ -31,10 +31,12 @@ the cut-off distance :math:`r_c`. The dispersion energy between two
 particles is written as:
 
 .. math:: V({r_{ij}}) ~=~- C_6\,{r_{ij}}^{-6}
+          :label: eqnlrljEdisp
 
 and the corresponding force is:
 
 .. math:: \mathbf{F}_ij ~=~- 6\,C_6\,r_{ij}^{-8}\mathbf{r}_ij
+          :label: eqnlrljFdisp
 
 In a periodic system it is not easy to calculate the full potentials,
 so usually a cut-off is applied, which can be abrupt or smooth. We will
@@ -54,28 +56,25 @@ and is 0 beyond the cut-off distance :math:`r_c`. We can integrate
 :math:`r_1` is equal to the global density and the radial distribution
 function :math:`g(r)` is 1 beyond :math:`r_1`:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \nonumber
-   V_{lr}  &=& {\frac{1}{2}}N \left(
-     \rho\int_0^{r_1}  4\pi r^2 g(r) \, C_6 \,S\,{{{\rm d}r}}
-   + \rho\int_{r_1}^{r_c}  4\pi r^2 \left( V(r) -V_c(r) \right) {{{\rm d}r}}
-   + \rho\int_{r_c}^{\infty}  4\pi r^2 V(r) \, {{{\rm d}r}}
-   \right) \\
-   & = & {\frac{1}{2}}N \left(\left(\frac{4}{3}\pi \rho r_1^{3} - 1\right) C_6 \,S
-   + \rho\int_{r_1}^{r_c} 4\pi r^2 \left( V(r) -V_c(r) \right) {{{\rm d}r}}
-   -\frac{4}{3} \pi N \rho\, C_6\,r_c^{-3}
-   \right)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V_{lr}  &=& {\frac{1}{2}}N \left(
+            \rho\int_0^{r_1}  4\pi r^2 g(r) \, C_6 \,S\,{{{\rm d}r}}
+          + \rho\int_{r_1}^{r_c}  4\pi r^2 \left( V(r) -V_c(r) \right) {{{\rm d}r}}
+          + \rho\int_{r_c}^{\infty}  4\pi r^2 V(r) \, {{{\rm d}r}}
+          \right) \\
+          & = & {\frac{1}{2}}N \left(\left(\frac{4}{3}\pi \rho r_1^{3} - 1\right) C_6 \,S
+          + \rho\int_{r_1}^{r_c} 4\pi r^2 \left( V(r) -V_c(r) \right) {{{\rm d}r}}
+          -\frac{4}{3} \pi N \rho\, C_6\,r_c^{-3}
+          \right)\end{aligned}
+          :label: eqnlrljshift
 
 where the term :math:`-1` corrects for the self-interaction. For a
 plain cut-off we only need to assume that :math:`g(r)` is 1 beyond
 :math:`r_c` and the correction reduces to \ :ref:`108 <refAllen87>`:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V_{lr} & = & -\frac{2}{3} \pi N \rho\, C_6\,r_c^{-3}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V_{lr} & = & -\frac{2}{3} \pi N \rho\, C_6\,r_c^{-3}\end{aligned}
+          :label: eqnlrljcorrreduced
 
 If we consider, for example, a box of pure water, simulated with a
 cut-off of 0.9 nm and a density of 1 g cm\ :math:`^{-3}` this correction
@@ -101,30 +100,33 @@ The scalar virial of the system due to the dispersion interaction
 between two particles :math:`i` and :math:`j` is given by:
 
 .. math:: \Xi~=~-{\frac{1}{2}} \mathbf{r}_ij \cdot \mathbf{F}_ij ~=~ 3\,C_6\,r_{ij}^{-6}
+          :label: eqnlrljdispvirial
 
 The pressure is given by:
 
 .. math:: P~=~\frac{2}{3\,V}\left(E_{kin} - \Xi\right)
+          :label: eqnlrljpressure
 
 The long-range correction to the virial is given by:
 
 .. math:: \Xi_{lr} ~=~ {\frac{1}{2}}N \rho \int_0^{\infty} 4\pi r^2 g(r) (\Xi -\Xi_c) \,{{\rm d}r}
+          :label: eqnlrljcorrvirial
 
 We can again integrate the long-range contribution to the virial
 assuming :math:`g(r)` is 1 beyond :math:`r_1`:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \Xi_{lr}&=& {\frac{1}{2}}N \rho \left(
-       \int_{r_1}^{r_c}  4 \pi r^2 (\Xi -\Xi_c)  \,{{\rm d}r}+ \int_{r_c}^{\infty} 4 \pi r^2 3\,C_6\,{r_{ij}}^{-6}\,  {{\rm d}r}\right)        \nonumber\\
-           &=&     {\frac{1}{2}}N \rho \left(
-       \int_{r_1}^{r_c} 4 \pi r^2 (\Xi -\Xi_c) \, {{\rm d}r}+ 4 \pi C_6 \, r_c^{-3} \right)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \Xi_{lr}&=&  {\frac{1}{2}}N \rho \left(
+              \int_{r_1}^{r_c}  4 \pi r^2 (\Xi -\Xi_c)  \,{{\rm d}r}+ \int_{r_c}^{\infty} 4 \pi r^2 3\,C_6\,{r_{ij}}^{-6}\,  {{\rm d}r}\right) \nonumber\\
+                  &=&     {\frac{1}{2}}N \rho \left(
+              \int_{r_1}^{r_c} 4 \pi r^2 (\Xi -\Xi_c) \, {{\rm d}r}+ 4 \pi C_6 \, r_c^{-3} \right)\end{aligned}
+          :label: eqnlrljvirialcontrib
 
 For a plain cut-off the correction to the pressure
 is \ :ref:`108 <refAllen87>`:
 
 .. math:: P_{lr}~=~-\frac{4}{3} \pi C_6\, \rho^2 r_c^{-3}
+          :label: eqnlrljpressurecorr
 
 Using the same example of a water box, the correction to the virial is
 0.75 kJ mol\ :math:`^{-1}` per molecule, the corresponding correction to
@@ -155,11 +157,11 @@ this case the modified Ewald equations become
           \end{aligned}
           :label: eqnljpmerealspace
 
-.. math::
-   \begin{aligned} 
-   V_{\mathrm{rec}} &=& \frac{{\pi}^{\frac{3}{2}} \beta^{3}}{2V} \sum_{m_x}\sum_{m_y}\sum_{m_{z}*}
-   f(\pi |{\mathbf m}|/\beta) \times \sum_{i,j}^{N} C^{ij}_6 {\mathrm{exp}}\left[-2\pi i {\bf m}\cdot({\bf r_i}-{\bf r_j})\right] \\[0.5ex]
-   V_{0} &=& -\frac{\beta^{6}}{12}\sum_{i}^{N} C^{ii}_6\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned} 
+          V_{\mathrm{rec}} &=& \frac{{\pi}^{\frac{3}{2}} \beta^{3}}{2V} \sum_{m_x}\sum_{m_y}\sum_{m_{z}*}
+          f(\pi | {\mathbf m} | /\beta) \times \sum_{i,j}^{N} C^{ij}_6 {\mathrm{exp}}\left[-2\pi i {\bf m}\cdot({\bf r_i}-{\bf r_j})\right] \\[0.5ex]
+          V_{0} &=& -\frac{\beta^{6}}{12}\sum_{i}^{N} C^{ii}_6\end{aligned}
+          :label: eqnljpmerealspace2
 
 where :math:`{\bf m}=(m_x,m_y,m_z)`, :math:`\beta` is the parameter
 determining the weight between direct and reciprocal space, and
@@ -171,23 +173,24 @@ particles. Following the derivation by
 Essmann \ :ref:`15 <refEssmann95>`, the functions :math:`f` and :math:`g`
 introduced above are defined as
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   f(x)&=&1/3\left[(1-2x^2){\mathrm{exp}}(-x^2) + 2{x^3}\sqrt{\pi}\,{\mathrm{erfc}}(x) \right] \\
-   g(x)&=&{\mathrm{exp}}(-x^2)(1+x^2+\frac{x^4}{2}).\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          f(x)&=&1/3\left[(1-2x^2){\mathrm{exp}}(-x^2) + 2{x^3}\sqrt{\pi}\,{\mathrm{erfc}}(x) \right] \\
+          g(x)&=&{\mathrm{exp}}(-x^2)(1+x^2+\frac{x^4}{2}).\end{aligned}
+          :label: eqnljpmerealdistance
 
 The above methodology works fine as long as the dispersion parameters
 can be combined geometrically (:eq:`eqn. %s <eqncomb>`) in the same way as the
 charges for electrostatics
 
 .. math:: C^{ij}_{6,\mathrm{geom}} = \left(C^{ii}_6 \, C^{jj}_6\right)^{1/2}
+          :label: eqnljpmegeom
 
 For Lorentz-Berthelot combination rules (:eq:`eqn. %s <eqnlorentzberthelot>`),
 the reciprocal part of this sum has to be calculated seven times due to
 the splitting of the dispersion parameter according to
 
 .. math:: C^{ij}_{6,\mathrm{L-B}} = (\sigma_i+\sigma_j)^6=\sum_{n=0}^{6} P_{n}\sigma_{i}^{n}\sigma_{j}^{(6-n)},
+          :label: eqnljpmelorenztberthelot
 
 for :math:`P_{n}` the Pascal triangle coefficients. This introduces a
 non-negligible cost to the reciprocal part, requiring seven separate
@@ -197,12 +200,11 @@ geometrical combination rules in order to calculate an approximate
 interaction parameter for the reciprocal part of the potential, yielding
 a total interaction of
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V(r<r_c) & = & \underbrace{C^{\mathrm{dir}}_6 g(\beta r) r^{-6}}_{\mathrm{Direct \  space}} + \underbrace{C^\mathrm{recip}_{6,\mathrm{geom}} [1 - g(\beta r)] r^{-6}}_{\mathrm{Reciprocal \  space}} \nonumber \\
-   &=& C^\mathrm{recip}_{6,\mathrm{geom}}r^{-6} + \left(C^{\mathrm{dir}}_6-C^\mathrm{recip}_{6,\mathrm{geom}}\right)g(\beta r)r^{-6} \\
-   V(r>r_c) & = & \underbrace{C^\mathrm{recip}_{6,\mathrm{geom}} [1 - g(\beta r)] r^{-6}}_{\mathrm{Reciprocal \  space}}.\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V(r<r_c) & = & \underbrace{C^{\mathrm{dir}}_6 g(\beta r) r^{-6}}_{\mathrm{Direct \  space}} + \underbrace{C^\mathrm{recip}_{6,\mathrm{geom}} [1 - g(\beta r)] r^{-6}}_{\mathrm{Reciprocal \  space}} \nonumber \\
+          &=& C^\mathrm{recip}_{6,\mathrm{geom}}r^{-6} + \left(C^{\mathrm{dir}}_6-C^\mathrm{recip}_{6,\mathrm{geom}}\right)g(\beta r)r^{-6} \\
+          V(r>r_c) & = & \underbrace{C^\mathrm{recip}_{6,\mathrm{geom}} [1 - g(\beta r)] r^{-6}}_{\mathrm{Reciprocal \  space}}.\end{aligned}
+          :label: eqnpmearith
 
 This will preserve a well-defined Hamiltonian and significantly
 increase the performance of the simulations. The approximation does
@@ -231,10 +233,9 @@ interaction is given by
           \end{aligned}
           :label: eqnljpmecorr2
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned} 
-   V(r>r_c) &=& C^\mathrm{recip}_6 [1 - g(\beta r)] r^{-6}.\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned} 
+          V(r>r_c) &=& C^\mathrm{recip}_6 [1 - g(\beta r)] r^{-6}.\end{aligned}
+          :label: eqnljpmecorr3
 
 For the case when :math:`C^{\mathrm{dir}}_6 \neq C^\mathrm{recip}_6`
 this will retain an unmodified LJ force up to the cut-off, and the error
@@ -244,6 +245,7 @@ reciprocal space. When using a VdW interaction modifier of
 potential-shift, the constant
 
 .. math:: \left(-C^{\mathrm{dir}}_6 + C^\mathrm{recip}_6 [1 - g(\beta r_c)]\right) r_c^{-6}
+          :label: eqnljpmeconstant
 
 is added to :eq:`eqn. %s <eqnljpmecorr2>` in order to ensure that the potential
 is continuous at the cutoff. Note that, in the same way as
index 914e55d6d747b3bf69a22c2b8cb78626fdf903c0..b0a891ec3b1f7bc227617138b231155a5a36f82c 100644 (file)
@@ -4,8 +4,10 @@ Non-bonded interactions
 Non-bonded interactions in |Gromacs| are pair-additive:
 
 .. math:: V(\mathbf{r}_1,\ldots \mathbf{r}_N) = \sum_{i<j}V_{ij}(\mathbf{r}_ij);
+          :label: eqnnbinteractions1
 
 .. math:: \mathbf{F}_i = -\sum_j \frac{dV_{ij}(r_{ij})}{dr_{ij}} \frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}
+          :label: eqnnbinteractions2
 
 Since the potential only depends on the scalar distance, interactions
 will be centro-symmetric, i.e. the vectorial partial force on particle
@@ -26,10 +28,9 @@ The Lennard-Jones interaction
 
 The Lennard-Jones potential :math:`V_{LJ}` between two atoms equals:
 
-.. math::
-
-   V_{LJ}({r_{ij}}) =  \frac{C_{ij}^{(12)}}{{r_{ij}}^{12}} -
-                           \frac{C_{ij}^{(6)}}{{r_{ij}}^6}
+.. math:: V_{LJ}({r_{ij}}) =  \frac{C_{ij}^{(12)}}{{r_{ij}}^{12}} -
+                              \frac{C_{ij}^{(6)}}{{r_{ij}}^6}
+          :label: eqnnblj
 
 See also :numref:`Fig. %s <fig-lj>` The parameters :math:`C^{(12)}_{ij}` and
 :math:`C^{(6)}_{ij}` depend on pairs of *atom types*; consequently they
@@ -48,6 +49,7 @@ The force derived from this potential is:
 
 .. math:: \mathbf{F}_i(\mathbf{r}_ij) = \left( 12~\frac{C_{ij}^{(12)}}{{r_{ij}}^{13}} -
                                     6~\frac{C_{ij}^{(6)}}{{r_{ij}}^7} \right) {\frac{{\mathbf{r}_{ij}}}{{r_{ij}}}}
+          :label: eqnljforce
 
 The LJ potential may also be written in the following form:
 
@@ -82,6 +84,7 @@ finally an geometric average for both parameters can be used (type 3):
           \sigma_{ij}   &=& \left({\sigma_{ii} \, \sigma_{jj}}\right)^{1/2}        \\
           \epsilon_{ij} &=& \left({\epsilon_{ii} \, \epsilon_{jj}}\right)^{1/2}
           \end{array}
+          :label: eqnnbgeometricaverage
 
 This last rule is used by the OPLS force field.
 
@@ -92,10 +95,9 @@ The Buckingham potential has a more flexible and realistic repulsion
 term than the Lennard-Jones interaction, but is also more expensive to
 compute. The potential form is:
 
-.. math::
-
-   V_{bh}({r_{ij}}) = A_{ij} \exp(-B_{ij} {r_{ij}}) -
-                           \frac{C_{ij}}{{r_{ij}}^6}
+.. math:: V_{bh}({r_{ij}}) = A_{ij} \exp(-B_{ij} {r_{ij}}) -
+                             \frac{C_{ij}}{{r_{ij}}^6}
+          :label: eqnnbbuckingham
 
 .. _fig-bham:
 
@@ -106,10 +108,9 @@ compute. The potential form is:
 
 See also :numref:`Fig. %s <fig-bham>`. The force derived from this is:
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}_i({r_{ij}}) = \left[ A_{ij}B_{ij}\exp(-B_{ij} {r_{ij}}) -
-                                    6\frac{C_{ij}}{{r_{ij}}^7} \right] {\frac{{\mathbf{r}_{ij}}}{{r_{ij}}}}
+.. math:: \mathbf{F}_i({r_{ij}}) = \left[ A_{ij}B_{ij}\exp(-B_{ij} {r_{ij}}) -
+                                   6\frac{C_{ij}}{{r_{ij}}^7} \right] {\frac{{\mathbf{r}_{ij}}}{{r_{ij}}}}
+          :label: eqnnbbuckinghamforce
 
 .. _coul:
 
@@ -138,6 +139,7 @@ See also :numref:`Fig. %s <fig-coul>`, where
 The force derived from this potential is:
 
 .. math:: \mathbf{F}_i(\mathbf{r}_ij) = f \frac{q_i q_j}{{\varepsilon_r}{r_{ij}}^2}{\frac{{\mathbf{r}_{ij}}}{{r_{ij}}}}
+          :label: eqnfcoul
 
 A plain Coulomb interaction should only be used without cut-off or when
 all pairs fall within the cut-off, since there is an abrupt, large
@@ -174,6 +176,7 @@ to neutralization with a homogeneous background charge. We can rewrite
 :eq:`eqn. %s <eqnvcrf>` for simplicity as
 
 .. math:: V_{crf} ~=~     f \frac{q_i q_j}{{\varepsilon_r}}\left[\frac{1}{{r_{ij}}} + k_{rf}~ {r_{ij}}^2 -c_{rf}\right]
+          :label: eqnvcrfrewrite
 
 with
 
@@ -257,84 +260,87 @@ van der Waals force acting on particle :math:`i` by particle :math:`j`
 as:
 
 .. math:: \mathbf{F}_i = c \, F(r_{ij}) \frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}
+          :label: eqnswitch
 
 For pure Coulomb or Lennard-Jones interactions
 :math:`F(r) = F_\alpha(r) = \alpha \, r^{-(\alpha+1)}`. The switched
 force :math:`F_s(r)` can generally be written as:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   F_s(r)~=&~F_\alpha(r)   & r < r_1               \\
-   F_s(r)~=&~F_\alpha(r)+S(r)      & r_1 \le r < r_c       \\
-   F_s(r)~=&~0             & r_c \le r     
-   \end{array}
+.. math::  \begin{array}{rcl}
+           F_s(r)~=&~F_\alpha(r)   & r < r_1               \\
+           F_s(r)~=&~F_\alpha(r)+S(r)      & r_1 \le r < r_c       \\
+           F_s(r)~=&~0             & r_c \le r     
+           \end{array}
+           :label: eqnswitchforce
 
 When :math:`r_1=0` this is a traditional shift function, otherwise it
 acts as a switch function. The corresponding shifted potential function
 then reads:
 
 .. math:: V_s(r) =  \int^{\infty}_r~F_s(x)\, dx
+          :label: eqnswitchpotential
 
 The |Gromacs| **force switch** function :math:`S_F(r)` should be smooth at
 the boundaries, therefore the following boundary conditions are imposed
 on the switch function:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   S_F(r_1)          &=&0            \\
-   S_F'(r_1)         &=&0            \\
-   S_F(r_c)          &=&-F_\alpha(r_c)       \\
-   S_F'(r_c)         &=&-F_\alpha'(r_c)
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          S_F(r_1)          &=&0            \\
+          S_F'(r_1)         &=&0            \\
+          S_F(r_c)          &=&-F_\alpha(r_c)       \\
+          S_F'(r_c)         &=&-F_\alpha'(r_c)
+          \end{array}
+          :label: eqnswitchforcefunction
 
 A 3\ :math:`^{rd}` degree polynomial of the form
 
 .. math:: S_F(r) = A(r-r_1)^2 + B(r-r_1)^3
+          :label: eqnswitchforcepoly
 
 fulfills these requirements. The constants A and B are given by the
 boundary condition at :math:`r_c`:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   A &~=~& -\alpha \, \displaystyle
-           \frac{(\alpha+4)r_c~-~(\alpha+1)r_1} {r_c^{\alpha+2}~(r_c-r_1)^2} \\
-   B &~=~& \alpha \, \displaystyle
-           \frac{(\alpha+3)r_c~-~(\alpha+1)r_1}{r_c^{\alpha+2}~(r_c-r_1)^3}
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          A &~=~& -\alpha \, \displaystyle
+                  \frac{(\alpha+4)r_c~-~(\alpha+1)r_1} {r_c^{\alpha+2}~(r_c-r_1)^2} \\
+          B &~=~& \alpha \, \displaystyle
+                  \frac{(\alpha+3)r_c~-~(\alpha+1)r_1}{r_c^{\alpha+2}~(r_c-r_1)^3}
+          \end{array}
+          :label: eqnforceswitchboundary
 
 Thus the total force function is:
 
 .. math:: F_s(r) = \frac{\alpha}{r^{\alpha+1}} + A(r-r_1)^2 + B(r-r_1)^3
+          :label: eqnswitchfinalforce
 
 and the potential function reads:
 
 .. math:: V_s(r) = \frac{1}{r^\alpha} - \frac{A}{3} (r-r_1)^3 - \frac{B}{4} (r-r_1)^4 - C
+          :label: eqnswitchfinalpotential
 
 where
 
 .. math:: C =  \frac{1}{r_c^\alpha} - \frac{A}{3} (r_c-r_1)^3 - \frac{B}{4} (r_c-r_1)^4
+          :label: eqnswitchpotentialexp
 
 The |Gromacs| **potential-switch** function :math:`S_V(r)` scales the
 potential between :math:`r_1` and :math:`r_c`, and has similar boundary
 conditions, intended to produce smoothly-varying potential and forces:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   S_V(r_1)          &=&1 \\
-   S_V'(r_1)         &=&0 \\
-   S_V''(r_1)        &=&0 \\
-   S_V(r_c)          &=&0 \\
-   S_V'(r_c)         &=&0 \\
-   S_V''(r_c)        &=&0
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          S_V(r_1)          &=&1 \\
+          S_V'(r_1)         &=&0 \\
+          S_V''(r_1)        &=&0 \\
+          S_V(r_c)          &=&0 \\
+          S_V'(r_c)         &=&0 \\
+          S_V''(r_c)        &=&0
+          \end{array}
+          :label: eqnpotentialswitch
 
 The fifth-degree polynomial that has these properties is
 
 .. math:: S_V(r; r_1, r_c) = \frac{1 - 10(r-r_1)^3(r_c-r_1)^2 + 15(r-r_1)^4(r_c-r_1) - 6(r-r_1)}{(r_c-r_1)^5}
+          :label: eqn5polynomal
 
 This implementation is found in several other simulation
 packages,\ :ref:`73 <refOhmine1988>`\ :ref:`75 <refGuenot1993>` but
@@ -354,6 +360,7 @@ cut-off, instead of the force. In this case the short range potential is
 given by:
 
 .. math:: V(r) = f \frac{\mbox{erfc}(\beta r_{ij})}{r_{ij}} q_i q_j,
+          :label: eqnewaldsrmod
 
 where :math:`\beta` is a parameter that determines the relative weight
 between the direct space sum and the reciprocal space sum and
index f6cc83eea49587dab929cc3966e73d83686b62b7..c332a3df563d0abd739fa3049bd1fc135df57c9c 100644 (file)
@@ -25,6 +25,7 @@ in this case the polarizability volume is 0.001 nm\ :math:`^3` (or 1
 is used \ :ref:`45 <refMaaren2001a>`:
 
 .. math:: k_{cs} ~=~ \frac{q_s^2}{\alpha}
+          :label: eqnsimplepol
 
 where :math:`q_s` is the charge on the shell particle.
 
@@ -36,11 +37,10 @@ McKerell \ :ref:`93 <refLopes2013a>` it was found that some particles can
 overpolarize and this was fixed by introducing a higher order term in
 the polarization energy:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   V_{pol} ~=& \frac{k_{cs}}{2} r_{cs}^2 & r_{cs} \le \delta \\
-               =& \frac{k_{cs}}{2} r_{cs}^2 + k_{hyp} (r_{cs}-\delta)^4 & r_{cs} > \delta\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          V_{pol} ~=& \frac{k_{cs}}{2} r_{cs}^2 & r_{cs} \le \delta \\
+                      =& \frac{k_{cs}}{2} r_{cs}^2 + k_{hyp} (r_{cs}-\delta)^4 & r_{cs} > \delta\end{aligned}
+          :label: eqnanharmpol
 
 where :math:`\delta` is a user-defined constant that is set to 0.02 nm
 for anions in the Drude force field \ :ref:`94 <refHYu2010>`. Since this
@@ -75,11 +75,13 @@ would be too strong. The potential between two shell particles :math:`i`
 and :math:`j` is:
 
 .. math:: V_{thole} ~=~ \frac{q_i q_j}{r_{ij}}\left[1-\left(1+\frac{{\bar{r}_{ij}}}{2}\right){\rm exp}^{-{\bar{r}_{ij}}}\right]
+          :label: eqntholepol
 
-**Note** that there is a sign error in Equation 1 of Noskov *et
-al.* :ref:`98 <refNoskov2005a>`:
+**Note** that there is a sign error in Equation 1 of Noskov
+*et al.*  :ref:`98 <refNoskov2005a>`:
 
 .. math:: {\bar{r}_{ij}}~=~ a\frac{r_{ij}}{(\alpha_i \alpha_j)^{1/6}}
+          :label: eqntholsignerror
 
 where :math:`a` is a magic (dimensionless) constant, usually chosen to
 be 2.6 \ :ref:`98 <refNoskov2005a>`; :math:`\alpha_i` and
index a533e79a519d043afadd127831d56ade9454d843..07df0ca9933a4f122cf8735b92517fc20c5f5650 100644 (file)
@@ -31,6 +31,7 @@ implemented in |Gromacs|.
 The following form is used:
 
 .. math:: V_{pr}(\mathbf{r}_i) = {\frac{1}{2}}k_{pr}|\mathbf{r}_i-\mathbf{R}_i|^2
+          :label: eqnposrestform
 
 The potential is plotted in :numref:`Fig. %s <fig-positionrestraint>`.
 
@@ -44,16 +45,16 @@ The potential is plotted in :numref:`Fig. %s <fig-positionrestraint>`.
 The potential form can be rewritten without loss of generality as:
 
 .. math:: V_{pr}(\mathbf{r}_i) = {\frac{1}{2}} \left[ k_{pr}^x (x_i-X_i)^2 ~{\hat{\bf x}} + k_{pr}^y (y_i-Y_i)^2 ~{\hat{\bf y}} + k_{pr}^z (z_i-Z_i)^2 ~{\hat{\bf z}}\right]
+         :label: eqnposrestgeneral
 
 Now the forces are:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   F_i^x &=& -k_{pr}^x~(x_i - X_i) \\
-   F_i^y &=& -k_{pr}^y~(y_i - Y_i) \\
-   F_i^z &=& -k_{pr}^z~(z_i - Z_i)
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          F_i^x &=& -k_{pr}^x~(x_i - X_i) \\
+          F_i^y &=& -k_{pr}^y~(y_i - Y_i) \\
+          F_i^z &=& -k_{pr}^z~(z_i - Z_i)
+          \end{array}
+          :label: eqnposrestforce
 
 Using three different force constants the position restraints can be
 turned on or off in each spatial dimension; this means that atoms can be
@@ -74,6 +75,7 @@ position :math:`\mathbf{R}_i`). The following general
 potential is used (:numref:`Figure %s <fig-fbposres>` A):
 
 .. math:: V_\mathrm{fb}(\mathbf{r}_i) = \frac{1}{2}k_\mathrm{fb} [d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) - r_\mathrm{fb}]^2\,H[d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) - r_\mathrm{fb}],
+          :label: eqnflatbottomposrest
 
 where :math:`\mathbf{R}_i` is the reference position,
 :math:`r_\mathrm{fb}` is the distance from the center with a flat
@@ -99,6 +101,7 @@ flat-bottomed potential.
   the center of the sphere. The following distance calculation is used:
 
   .. math:: d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) = | \mathbf{r}_i-\mathbf{R}_i |
+            :label: eqnfbsphereposrest
 
 | **Cylinder** (:math:`g=6,7,8`): The particle is kept in a cylinder of
   given radius parallel to the :math:`x` (:math:`g=6`), :math:`y`
@@ -110,17 +113,17 @@ flat-bottomed potential.
   zero. For a cylinder aligned along the :math:`z`-axis:
 
   .. math:: d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) = \sqrt{ (x_i-X_i)^2 + (y_i - Y_i)^2 }
+            :label: eqnfbcylinderposrest
 
 | **Layer** (:math:`g=3,4,5`): The particle is kept in a layer defined
   by the thickness and the normal of the layer. The layer normal can be
   parallel to the :math:`x`, :math:`y`, or :math:`z`-axis. The force
   acts parallel to the layer normal.
 
-  .. math::
-
-     d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) = |x_i-X_i|, \;\;\;\mbox{or}\;\;\; 
-      d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) = |y_i-Y_i|, \;\;\;\mbox{or}\;\;\; 
-     d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) = |z_i-Z_i|.
+  .. math:: d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) = |x_i-X_i|, \;\;\;\mbox{or}\;\;\; 
+            d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) = |y_i-Y_i|, \;\;\;\mbox{or}\;\;\; 
+            d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) = |z_i-Z_i|.
+            :label: eqnfblayerposrest
 
 It is possible to apply multiple independent flat-bottomed position
 restraints of different geometry on one particle. For example, applying
@@ -136,11 +139,10 @@ particle *outside* of the volume defined by
 negative :math:`r_\mathrm{fb}` in the topology. The following potential
 is used (:numref:`Figure %s <fig-fbposres>` B):
 
-.. math::
-
-   V_\mathrm{fb}^{\mathrm{inv}}(\mathbf{r}_i) = \frac{1}{2}k_\mathrm{fb}
-     [d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) - | r_\mathrm{fb} | ]^2\,
-     H[ -(d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) - | r_\mathrm{fb} | )].
+.. math:: V_\mathrm{fb}^{\mathrm{inv}}(\mathbf{r}_i) = \frac{1}{2}k_\mathrm{fb}
+          [d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) - | r_\mathrm{fb} | ]^2\,
+          H[ -(d_g(\mathbf{r}_i;\mathbf{R}_i) - | r_\mathrm{fb} | )].
+          :label: eqninvertrest
 
 Angle restraints
 ~~~~~~~~~~~~~~~~
@@ -149,24 +151,22 @@ These are used to restrain the angle between two pairs of particles or
 between one pair of particles and the :math:`z`-axis. The functional
 form is similar to that of a proper dihedral. For two pairs of atoms:
 
-.. math::
-
-   V_{ar}(\mathbf{r}_i,\mathbf{r}_j,\mathbf{r}_k,\mathbf{r}_l)
-           = k_{ar}(1 - \cos(n (\theta - \theta_0))
-           )
-   ,~~~~\mbox{where}~~
-   \theta = \arccos\left(\frac{\mathbf{r}_j -\mathbf{r}_i}{\|\mathbf{r}_j -\mathbf{r}_i\|}
-    \cdot \frac{\mathbf{r}_l -\mathbf{r}_k}{\|\mathbf{r}_l -\mathbf{r}_k\|} \right)
+.. math:: V_{ar}(\mathbf{r}_i,\mathbf{r}_j,\mathbf{r}_k,\mathbf{r}_l)
+                  = k_{ar}(1 - \cos(n (\theta - \theta_0))
+                  )
+          ,~~~~\mbox{where}~~
+          \theta = \arccos\left(\frac{\mathbf{r}_j -\mathbf{r}_i}{\|\mathbf{r}_j -\mathbf{r}_i\|}
+          \cdot \frac{\mathbf{r}_l -\mathbf{r}_k}{\|\mathbf{r}_l -\mathbf{r}_k\|} \right)
+          :label: eqnanglerest
 
 For one pair of atoms and the :math:`z`-axis:
 
-.. math::
-
-   V_{ar}(\mathbf{r}_i,\mathbf{r}_j) = k_{ar}(1 - \cos(n (\theta - \theta_0))
-           )
-   ,~~~~\mbox{where}~~
-   \theta = \arccos\left(\frac{\mathbf{r}_j -\mathbf{r}_i}{\|\mathbf{r}_j -\mathbf{r}_i\|}
-    \cdot \left( \begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 1 \\ \end{array} \right) \right)
+.. math:: V_{ar}(\mathbf{r}_i,\mathbf{r}_j) = k_{ar}(1 - \cos(n (\theta - \theta_0))
+                  )
+          ,~~~~\mbox{where}~~
+          \theta = \arccos\left(\frac{\mathbf{r}_j -\mathbf{r}_i}{\|\mathbf{r}_j -\mathbf{r}_i\|}
+          \cdot \left( \begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ 1 \\ \end{array} \right) \right)
+          :label: eqnanglerestzaxis
 
 A multiplicity (:math:`n`) of 2 is useful when you do not want to
 distinguish between parallel and anti-parallel vectors. The equilibrium
@@ -248,18 +248,17 @@ beyond the largest bound (see :numref:`Fig. %s <fig-dist>`).
 
 The forces are
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}_i~=~ \left\{
-   \begin{array}{lcllllll}
-   -k_{dr}(r_{ij}-r_0)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}} 
-                   &\mbox{for}&     &     & r_{ij} & < & r_0       \\[1.5ex]
-   0               &\mbox{for}& r_0 & \le & r_{ij} & < & r_1       \\[1.5ex]
-   -k_{dr}(r_{ij}-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}} 
-                   &\mbox{for}& r_1 & \le & r_{ij} & < & r_2       \\[1.5ex]
-   -k_{dr}(r_2-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}    
-                   &\mbox{for}& r_2 & \le & r_{ij} &   &
-   \end{array} \right.
+.. math:: \mathbf{F}_i~=~ \left\{
+          \begin{array}{lcllllll}
+          -k_{dr}(r_{ij}-r_0)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}} 
+                          &\mbox{for}&     &     & r_{ij} & < & r_0       \\[1.5ex]
+          0               &\mbox{for}& r_0 & \le & r_{ij} & < & r_1       \\[1.5ex]
+          -k_{dr}(r_{ij}-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}} 
+                          &\mbox{for}& r_1 & \le & r_{ij} & < & r_2       \\[1.5ex]
+          -k_{dr}(r_2-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}    
+                          &\mbox{for}& r_2 & \le & r_{ij} &   &
+          \end{array} \right.
+          :label: eqndisreforce
 
 For restraints not derived from NMR data, this functionality will
 usually suffice and a section of ``[ bonds ]`` type 10 can be used to apply individual
@@ -276,18 +275,17 @@ reduce the fluctuations in a molecule significantly. This problem can be
 overcome by restraining to a *time averaged*
 distance \ :ref:`91 <refTorda89>`. The forces with time averaging are:
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}_i~=~ \left\{
-   \begin{array}{lcllllll}
-   -k^a_{dr}(\bar{r}_{ij}-r_0)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}   
-                   &\mbox{for}&     &     & \bar{r}_{ij} & < & r_0 \\[1.5ex]
-   0               &\mbox{for}& r_0 & \le & \bar{r}_{ij} & < & r_1 \\[1.5ex]
-   -k^a_{dr}(\bar{r}_{ij}-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}   
-                   &\mbox{for}& r_1 & \le & \bar{r}_{ij} & < & r_2 \\[1.5ex]
-   -k^a_{dr}(r_2-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}    
-                   &\mbox{for}& r_2 & \le & \bar{r}_{ij} &   &
-   \end{array} \right.
+.. math:: \mathbf{F}_i~=~ \left\{
+          \begin{array}{lcllllll}
+          -k^a_{dr}(\bar{r}_{ij}-r_0)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}   
+                          &\mbox{for}&     &     & \bar{r}_{ij} & < & r_0 \\[1.5ex]
+          0               &\mbox{for}& r_0 & \le & \bar{r}_{ij} & < & r_1 \\[1.5ex]
+          -k^a_{dr}(\bar{r}_{ij}-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}   
+                          &\mbox{for}& r_1 & \le & \bar{r}_{ij} & < & r_2 \\[1.5ex]
+          -k^a_{dr}(r_2-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}    
+                          &\mbox{for}& r_2 & \le & \bar{r}_{ij} &   &
+          \end{array} \right.
+          :label: eqntimeaveragerest
 
 where :math:`\bar{r}_{ij}` is given by an exponential running average
 with decay time :math:`\tau`:
@@ -299,6 +297,7 @@ The force constant :math:`k^a_{dr}` is switched on slowly to compensate
 for the lack of history at the beginning of the simulation:
 
 .. math:: k^a_{dr} = k_{dr} \left(1-\exp\left(-\frac{t}{\tau}\right)\right)
+          :label: eqnforceconstantswitch
 
 Because of the time averaging, we can no longer speak of a distance
 restraint potential.
@@ -327,18 +326,17 @@ distance is within the bounds, otherwise the violation is the square
 root of the product of the instantaneous violation and the time averaged
 violation:
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}_i~=~ \left\{
-   \begin{array}{lclll}
-   k^a_{dr}\sqrt{(r_{ij}-r_0)(\bar{r}_{ij}-r_0)}\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}   
-       & \mbox{for} & r_{ij} < r_0 & \mbox{and} & \bar{r}_{ij} < r_0 \\[1.5ex]
-   -k^a _{dr} \,
-     \mbox{min}\left(\sqrt{(r_{ij}-r_1)(\bar{r}_{ij}-r_1)},r_2-r_1\right)
-     \frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}   
-       & \mbox{for} & r_{ij} > r_1 & \mbox{and} & \bar{r}_{ij} > r_1 \\[1.5ex]
-   0               &\mbox{otherwise}
-   \end{array} \right.
+.. math:: \mathbf{F}_i~=~ \left\{
+          \begin{array}{lclll}
+          k^a_{dr}\sqrt{(r_{ij}-r_0)(\bar{r}_{ij}-r_0)}\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}   
+              & \mbox{for} & r_{ij} < r_0 & \mbox{and} & \bar{r}_{ij} < r_0 \\[1.5ex]
+          -k^a _{dr} \,
+            \mbox{min}\left(\sqrt{(r_{ij}-r_1)(\bar{r}_{ij}-r_1)},r_2-r_1\right)
+            \frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}   
+              & \mbox{for} & r_{ij} > r_1 & \mbox{and} & \bar{r}_{ij} > r_1 \\[1.5ex]
+          0               &\mbox{otherwise}
+          \end{array} \right.
+          :label: eqntimeaverageviolation
 
 Averaging over multiple pairs
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
@@ -381,26 +379,24 @@ heating of the protons.
 It is also possible to use *ensemble averaging* using multiple (protein)
 molecules. In this case the bounds should be lowered as in:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   r_1     &~=~&   r_1 * M^{-1/6}  \\
-   r_2     &~=~&   r_2 * M^{-1/6}
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          r_1     &~=~&   r_1 * M^{-1/6}  \\
+          r_2     &~=~&   r_2 * M^{-1/6}
+          \end{array}
+          :label: eqnrestforceensembleaverage
 
 where :math:`M` is the number of molecules. The |Gromacs| preprocessor
 :ref:`grompp <gmx grompp>` can do this automatically when the appropriate
 option is given. The resulting “distance” is then used to calculate the
 scalar force according to:
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}_i~=~\left\{
-   \begin{array}{rcl}
-   ~& 0 \hspace{4cm}  & r_{N} < r_1         \\
-    & k_{dr}(r_{N}-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}} & r_1 \le r_{N} < r_2 \\
-    & k_{dr}(r_2-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}    & r_{N} \ge r_2 
-   \end{array} \right.
+.. math:: \mathbf{F}_i~=~\left\{
+          \begin{array}{rcl}
+          ~& 0 \hspace{4cm}  & r_{N} < r_1         \\
+           & k_{dr}(r_{N}-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}} & r_1 \le r_{N} < r_2 \\
+           & k_{dr}(r_2-r_1)\frac{\mathbf{r}_ij}{r_{ij}}    & r_{N} \ge r_2 
+          \end{array} \right.
+          :label: eqnrestscalarforce
 
 where :math:`i` and :math:`j` denote the atoms of all the pairs that
 contribute to the NOE signal.
@@ -462,6 +458,7 @@ examples of such orientation measurements are residual dipolar couplings
 vector :math:`\mathbf{r}_i` can be written as follows:
 
 .. math:: \delta_i = \frac{2}{3} \mbox{tr}({{\mathbf S}}{{\mathbf D}}_i)
+          :label: eqnorrestvector
 
 where :math:`{{\mathbf S}}` is the dimensionless order tensor of the
 molecule. The tensor :math:`{{\mathbf D}}_i` is given by:
@@ -474,18 +471,18 @@ molecule. The tensor :math:`{{\mathbf D}}_i` is given by:
           \end{array} \right)
           :label: eqnorientdef
 
-.. math::
-
-   \mbox{with:} \quad 
-   x=\frac{r_{i,x}}{\|\mathbf{r}_i\|}, \quad
-   y=\frac{r_{i,y}}{\|\mathbf{r}_i\|}, \quad 
-   z=\frac{r_{i,z}}{\|\mathbf{r}_i\|}
+.. math:: \mbox{with:} \quad 
+          x=\frac{r_{i,x}}{\|\mathbf{r}_i\|}, \quad
+          y=\frac{r_{i,y}}{\|\mathbf{r}_i\|}, \quad 
+          z=\frac{r_{i,z}}{\|\mathbf{r}_i\|}
+          :label: eqnorientdef2
 
 For a dipolar coupling :math:`\mathbf{r}_i` is the vector
 connecting the two nuclei, :math:`\alpha=3` and the constant :math:`c_i`
 is given by:
 
 .. math:: c_i = \frac{\mu_0}{4\pi} \gamma_1^i \gamma_2^i \frac{\hbar}{4\pi}
+          :label: eqnorrestconstant
 
 where :math:`\gamma_1^i` and :math:`\gamma_2^i` are the gyromagnetic
 ratios of the two nuclei.
@@ -494,13 +491,12 @@ The order tensor is symmetric and has trace zero. Using a rotation
 matrix :math:`{\mathbf T}` it can be transformed into the following
 form:
 
-.. math::
-
-   {\mathbf T}^T {{\mathbf S}}{\mathbf T} = s \left( \begin{array}{ccc}
-   -\frac{1}{2}(1-\eta) & 0                    & 0 \\
-   0                    & -\frac{1}{2}(1+\eta) & 0 \\
-   0                    & 0                    & 1
-   \end{array} \right)
+.. math:: {\mathbf T}^T {{\mathbf S}}{\mathbf T} = s \left( \begin{array}{ccc}
+          -\frac{1}{2}(1-\eta) & 0                    & 0 \\
+          0                    & -\frac{1}{2}(1+\eta) & 0 \\
+          0                    & 0                    & 1
+          \end{array} \right)
+          :label: eqnorresttensor
 
 where :math:`-1 \leq s \leq 1` and :math:`0 \leq \eta \leq 1`.
 :math:`s` is called the order parameter and :math:`\eta` the asymmetry
@@ -527,6 +523,7 @@ the structure is taken from the first subsystem. The calculated
 The calculated orientation for vector :math:`i` is given by:
 
 .. math:: \delta^c_i(t) = \frac{2}{3} \mbox{tr}({{\mathbf S}}(t){{\mathbf D}}_i^c(t))
+          :label: eqnDrotvector
 
 The order tensor :math:`{{\mathbf S}}(t)` is usually unknown. A
 reasonable choice for the order tensor is the tensor which minimizes the
@@ -557,19 +554,19 @@ molecule, the tensor can be averaged in an axis system that rotates with
 the molecule, as expressed by :eq:`equation %s <eqnDrot>`). The time-averaged
 tensors are calculated using an exponentially decaying memory function:
 
-.. math::
-
-   {{\mathbf D}}^a_i(t) = \frac{\displaystyle
-   \int_{u=t_0}^t {{\mathbf D}}^c_i(u) \exp\left(-\frac{t-u}{\tau}\right)\mbox{d} u
-   }{\displaystyle
-   \int_{u=t_0}^t \exp\left(-\frac{t-u}{\tau}\right)\mbox{d} u
-   }
+.. math:: {{\mathbf D}}^a_i(t) = \frac{\displaystyle
+          \int_{u=t_0}^t {{\mathbf D}}^c_i(u) \exp\left(-\frac{t-u}{\tau}\right)\mbox{d} u
+          }{\displaystyle
+          \int_{u=t_0}^t \exp\left(-\frac{t-u}{\tau}\right)\mbox{d} u
+          }
+          :label: eqnorresttimeaverage
 
 Assuming that the order tensor :math:`{{\mathbf S}}` fluctuates slower
 than the :math:`{{\mathbf D}}_i`, the time-averaged orientation can be
 calculated as:
 
 .. math:: \delta_i^a(t) = \frac{2}{3} \mbox{tr}({{\mathbf S}}(t) {{\mathbf D}}_i^a(t))
+          :label: eqnorresttimeaveorient
 
 where the order tensor :math:`{{\mathbf S}}(t)` is calculated using
 expression :eq:`%s <eqnSmsd>` with :math:`\delta_i^c(t)` replaced by
@@ -584,6 +581,7 @@ experimental orientations. When no time averaging is applied, a proper
 potential can be defined as:
 
 .. math:: V = \frac{1}{2} k \sum_{i=1}^N w_i (\delta_i^c (t) -\delta_i^{exp})^2
+          :label: eqnorrestsimrest
 
 where the unit of :math:`k` is the unit of energy. Thus the effective
 force constant for restraint :math:`i` is :math:`k w_i`. The forces are
@@ -591,14 +589,13 @@ given by minus the gradient of :math:`V`. The force
 :math:`\mathbf{F}\!_i` working on vector
 :math:`\mathbf{r}_i` is:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mathbf{F}\!_i(t) 
-   & = & - \frac{\mbox{d} V}{\mbox{d}\mathbf{r}_i} \\
-   & = & -k w_i (\delta_i^c (t) -\delta_i^{exp}) \frac{\mbox{d} \delta_i (t)}{\mbox{d}\mathbf{r}_i} \\
-   & = & -k w_i (\delta_i^c (t) -\delta_i^{exp})
-   \frac{2 c_i}{\|\mathbf{r}\|^{2+\alpha}} \left(2 {{\mathbf R}}^T {{\mathbf S}}{{\mathbf R}}\mathbf{r}_i - \frac{2+\alpha}{\|\mathbf{r}\|^2} \mbox{tr}({{\mathbf R}}^T {{\mathbf S}}{{\mathbf R}}\mathbf{r}_i \mathbf{r}_i^T) \mathbf{r}_i \right)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mathbf{F}\!_i(t) 
+          & = & - \frac{\mbox{d} V}{\mbox{d}\mathbf{r}_i} \\
+          & = & -k w_i (\delta_i^c (t) -\delta_i^{exp}) \frac{\mbox{d} \delta_i (t)}{\mbox{d}\mathbf{r}_i} \\
+          & = & -k w_i (\delta_i^c (t) -\delta_i^{exp})
+          \frac{2 c_i}{\|\mathbf{r}\|^{2+\alpha}} \left(2 {{\mathbf R}}^T {{\mathbf S}}{{\mathbf R}}\mathbf{r}_i - \frac{2+\alpha}{\|\mathbf{r}\|^2} \mbox{tr}({{\mathbf R}}^T {{\mathbf S}}{{\mathbf R}}\mathbf{r}_i \mathbf{r}_i^T) \mathbf{r}_i \right)\end{aligned}
+          :label: eqnorrestsimrestforce
 
 Ensemble averaging
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
@@ -608,18 +605,16 @@ subsystems that each contain an identical set of orientation restraints.
 The systems only interact via the orientation restraint potential which
 is defined as:
 
-.. math::
-
-   V = M \frac{1}{2} k \sum_{i=1}^N w_i 
-   \langle \delta_i^c (t) -\delta_i^{exp} \rangle^2
+.. math:: V = M \frac{1}{2} k \sum_{i=1}^N w_i 
+          \langle \delta_i^c (t) -\delta_i^{exp} \rangle^2
+          :label: eqnorrestensembleave
 
 The force on vector :math:`\mathbf{r}_{i,m}` in subsystem
 :math:`m` is given by:
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}\!_{i,m}(t) = - \frac{\mbox{d} V}{\mbox{d}\mathbf{r}_{i,m}} =
-   -k w_i \langle \delta_i^c (t) -\delta_i^{exp} \rangle \frac{\mbox{d} \delta_{i,m}^c (t)}{\mbox{d}\mathbf{r}_{i,m}} \\
+.. math:: \mathbf{F}\!_{i,m}(t) = - \frac{\mbox{d} V}{\mbox{d}\mathbf{r}_{i,m}} =
+          -k w_i \langle \delta_i^c (t) -\delta_i^{exp} \rangle \frac{\mbox{d} \delta_{i,m}^c (t)}{\mbox{d}\mathbf{r}_{i,m}}
+          :label: eqnorrestensaveforce 
 
 Time averaging
 ^^^^^^^^^^^^^^
@@ -628,41 +623,37 @@ When using time averaging it is not possible to define a potential. We
 can still define a quantity that gives a rough idea of the energy stored
 in the restraints:
 
-.. math::
-
-   V = M \frac{1}{2} k^a \sum_{i=1}^N w_i 
-   \langle \delta_i^a (t) -\delta_i^{exp} \rangle^2
+.. math:: V = M \frac{1}{2} k^a \sum_{i=1}^N w_i 
+          \langle \delta_i^a (t) -\delta_i^{exp} \rangle^2
+          :label: eqntimeavepot
 
 The force constant :math:`k_a` is switched on slowly to compensate for
 the lack of history at times close to :math:`t_0`. It is exactly
 proportional to the amount of average that has been accumulated:
 
-.. math::
-
-   k^a =
-    k \, \frac{1}{\tau}\int_{u=t_0}^t \exp\left(-\frac{t-u}{\tau}\right)\mbox{d} u
+.. math:: k^a =
+          k \, \frac{1}{\tau}\int_{u=t_0}^t \exp\left(-\frac{t-u}{\tau}\right)\mbox{d} u
+          :label: eqntimeaveforceswitch
 
 What really matters is the definition of the force. It is chosen to be
 proportional to the square root of the product of the time-averaged and
 the instantaneous deviation. Using only the time-averaged deviation
 induces large oscillations. The force is given by:
 
-.. math::
-
-   \mathbf{F}\!_{i,m}(t) =
-   \left\{ \begin{array}{ll}
-   0 & \quad \mbox{for} \quad a\, b \leq 0 \\
-   \displaystyle
-   k^a w_i \frac{a}{|a|} \sqrt{a\, b} \, \frac{\mbox{d} \delta_{i,m}^c (t)}{\mbox{d}\mathbf{r}_{i,m}}
-   & \quad \mbox{for} \quad a\, b > 0 
-   \end{array}
-   \right.
-
-.. math::
+.. math:: \mathbf{F}\!_{i,m}(t) =
+          \left\{ \begin{array}{ll}
+          0 & \quad \mbox{for} \quad a\, b \leq 0 \\
+          \displaystyle
+          k^a w_i \frac{a}{|a|} \sqrt{a\, b} \, \frac{\mbox{d} \delta_{i,m}^c (t)}{\mbox{d}\mathbf{r}_{i,m}}
+          & \quad \mbox{for} \quad a\, b > 0 
+          \end{array}
+          \right.
+          :label: eqntimeaveforce
 
-   \begin{aligned}
-   a &=& \langle \delta_i^a (t) -\delta_i^{exp} \rangle \\
-   b &=& \langle \delta_i^c (t) -\delta_i^{exp} \rangle\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          a &=& \langle \delta_i^a (t) -\delta_i^{exp} \rangle \\
+          b &=& \langle \delta_i^c (t) -\delta_i^{exp} \rangle\end{aligned}
+          :label: eqntimeaveforce2
 
 Using orientation restraints
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
index d790db1d47eda630c0d197ac026298e6030255c0..8dd4b752c00d9041eec5f7dd3a52351700173d61 100644 (file)
@@ -105,11 +105,13 @@ MD simulations solve Newton’s equations of motion for a system of
 :math:`N` interacting atoms:
 
 .. math:: m_i \frac{\partial^2 \mathbf{r}_i}{\partial t^2}  = \mathbf{F}_i, \;i=1 \ldots N.
+          :label: eqnnewtonslaws
 
 The forces are the negative derivatives of a potential function
 :math:`V(\mathbf{r}_1, \mathbf{r}_2, \ldots, \mathbf{r}_N)`:
 
 .. math:: \mathbf{F}_i = - \frac{\partial V}{\partial \mathbf{r}_i}
+          :label: eqnmdforces
 
 The equations are solved simultaneously in small time steps. The system
 is followed for some time, taking care that the temperature and pressure
@@ -142,15 +144,13 @@ of the simulation. We list the approximations below.
       appreciably from that of a real quantum oscillator when the
       resonance frequency :math:`\nu` approximates or exceeds
       :math:`k_BT/h`. Now at room temperature the wavenumber
-      :math:`\sigma = 1/\lambda =
-      \nu/c` at which :math:`h
+      :math:`\sigma = 1/\lambda = \nu/c` at which :math:`h
       \nu = k_BT` is approximately 200 cm\ :math:`^{-1}`. Thus, all
       frequencies higher than, say, 100 cm\ :math:`^{-1}` may misbehave
       in classical simulations. This means that practically all bond and
       bond-angle vibrations are suspect, and even hydrogen-bonded
       motions as translational or librational H-bond vibrations are
-      beyond the classical limit (see
-      :numref:`Table %s <tab-vibrations>`)
+      beyond the classical limit (see :numref:`Table %s <tab-vibrations>`)
       What can we do? 
 
 .. |H2CX| replace:: H\ :math:`_2`\ CX
@@ -199,13 +199,11 @@ of the simulation. We list the approximations below.
             heat of a one-dimensional oscillator with frequency :math:`\nu`
             are: \ :ref:`11 <refMcQuarrie76>`
 
-            .. math:: 
+            .. math:: U^{QM} = U^{cl} +kT \left( {\frac{1}{2}}x - 1 + \frac{x}{e^x-1} \right)
+                      :label: eqnmdqmcorr
 
-               U^{QM} = U^{cl} +kT \left( {\frac{1}{2}}x - 1 + \frac{x}{e^x-1} \right)
-
-            .. math:: 
-
-               C_V^{QM} = C_V^{cl} + k \left( \frac{x^2e^x}{(e^x-1)^2} - 1 \right)
+            .. math:: C_V^{QM} = C_V^{cl} + k \left( \frac{x^2e^x}{(e^x-1)^2} - 1 \right)
+                      :label: eqnmdqmcorr2
 
             where :math:`x=h\nu /kT`. The classical oscillator absorbs too
             much energy (:math:`kT`), while the high-frequency quantum
index e02290a456617052aaa7a6659c45840e151a1297..fb17a1d606185e4765209ced7db307f2deb41e59 100644 (file)
@@ -25,6 +25,7 @@ coordinate :math:`\xi(x)` is coupled to :math:`\lambda` with a harmonic
 potential
 
 .. math:: Q(\xi,\lambda) = \frac{1}{2} \beta k (\xi - \lambda)^2,
+          :label: eqnawhbasic
 
 so that for large force constants :math:`k`,
 :math:`\xi \approx \lambda`. Note the use of dimensionless energies for
@@ -104,6 +105,7 @@ free energy update that has the same form but which can be applied
 repeatedly with limited and localized sampling,
 
 .. math:: \Delta F_n = -\ln \frac{W_n(\lambda) + \sum_t \omega_n(\lambda|x(t))}{W_n(\lambda) + \sum_t\rho_n(\lambda)) }.
+          :label: eqnawhsampling
 
 Here :math:`W_n(\lambda)` is the *reference weight histogram*
 representing prior sampling. The update for :math:`W(\lambda)`,
@@ -333,6 +335,7 @@ The target distribution :math:`\rho(\lambda)` is traditionally chosen to
 be uniform
 
 .. math:: \rho_{\mathrm{const}}(\lambda) = \mathrm{const.}
+          :label: eqnawhuniformdist
 
 This choice exactly flattens :math:`F(\lambda)` in user-defined
 sampling interval :math:`I`. Generally,
@@ -379,11 +382,13 @@ considering. In this case :math:`\rho` is a function of the reference
 weight histogram
 
 .. math:: \rho_{\mathrm{Boltz,loc}}(\lambda) \propto W(\lambda), 
+          :label: eqnawhweighthistogram
 
 and the update of the weight histogram is modified (cf.
 :eq:`Eq. %s <eqawhwupdate>`)
 
 .. math:: W_{n+1}(\lambda) =  W_{n}(\lambda) + s_{\beta}\sum_t \omega(\lambda | x(t)).
+          :label: eqnawhupdateweighthist
 
 Thus, here the weight histogram equals the real history of samples, but
 scaled by :math:`s_\beta`. This target distribution is called *local*
@@ -405,6 +410,7 @@ Lastly, the target distribution can be modulated by arbitrary
 probability weights
 
 .. math:: \rho(\lambda) = \rho_0(\lambda) w_{\mathrm{user}}(\lambda).
+          :label: eqnawhpropweigth
 
 where :math:`w_{\mathrm{user}}(\lambda)` is provided by user data and
 in principle :math:`\rho_0(\lambda)` can be any of the target
index a9bc0c5c540d9663f3f10caf76a0110485482572..ba73b3bc525508457c408276916cd63a5aca4c05 100644 (file)
@@ -12,6 +12,7 @@ membrane, which gives rise to a potential difference :math:`\Delta U`
 according to the membrane capacitance:
 
 .. math:: \Delta U = \Delta q / C_{membrane}
+          :label: eqnmembcap
 
 The transmembrane electric field and concentration gradients are
 controlled by :ref:`mdp` options, which allow the user to set
@@ -55,6 +56,7 @@ average channel conductance :math:`G` in each interval :math:`\Delta t`
 is determined by:
 
 .. math:: G = \frac{\sum_{i} n_{i}q_{i}}{\Delta t \, \Delta U} \, .
+          :label: eqnchannelcond
 
 The ion selectivity is calculated as the number flux ratio of different
 species. Best results are obtained by averaging these values over
index 8c85c88780f20f081e73cc9a75bd77a0b0271e9c..9fb8158dcf77f578afe9cdd19620bbc2ba78c59f 100644 (file)
@@ -78,16 +78,15 @@ with optional mass-weighted prefactors :math:`w_i = N \, m_i/M` with
 total mass :math:`M = \sum_{i=1}^N m_i`. The rotation matrix
 :math:`\mathbf{\Omega}(t)` is
 
-.. math::
-
-   \mathbf{\Omega}(t) =  
-   \left(   
-   \begin{array}{ccc}
-   \cos\omega t + v_x^2{\,\xi\,}& v_x v_y{\,\xi\,}- v_z\sin\omega t  & v_x v_z{\,\xi\,}+ v_y\sin\omega t\\
-   v_x v_y{\,\xi\,}+ v_z\sin\omega t  & \cos\omega t + v_y^2{\,\xi\,}& v_y v_z{\,\xi\,}- v_x\sin\omega t\\
-   v_x v_z{\,\xi\,}- v_y\sin\omega t  & v_y v_z{\,\xi\,}+ v_x\sin\omega t  & \cos\omega t + v_z^2{\,\xi\,}\\
-   \end{array}
-   \right)
+.. math:: \mathbf{\Omega}(t) =  
+          \left(   
+          \begin{array}{ccc}
+          \cos\omega t + v_x^2{\,\xi\,}& v_x v_y{\,\xi\,}- v_z\sin\omega t  & v_x v_z{\,\xi\,}+ v_y\sin\omega t\\
+          v_x v_y{\,\xi\,}+ v_z\sin\omega t  & \cos\omega t + v_y^2{\,\xi\,}& v_y v_z{\,\xi\,}- v_x\sin\omega t\\
+          v_x v_z{\,\xi\,}- v_y\sin\omega t  & v_y v_z{\,\xi\,}+ v_x\sin\omega t  & \cos\omega t + v_z^2{\,\xi\,}\\
+          \end{array}
+          \right)
+          :label: eqnrotmat
 
 where :math:`v_x`, :math:`v_y`, and :math:`v_z` are the components of
 the normalized rotation vector :math:`\hat{\mathbf{v}}`,
@@ -145,17 +144,15 @@ The forces generated by the isotropic potentials
 (eqns. :eq:`%s <eqnpotiso>` and :eq:`%s <eqnpotisopf>`) also contain components parallel to the
 rotation axis and thereby restrain motions along the axis of either the
 whole rotation group (in case of :math:`V^\mathrm{iso}`) or within the
-rotation group, in case of 
-
-.. math:: V^\mathrm{iso-pf}
+rotation group, in case of :math:`V^\mathrm{iso-pf}`.
         
-For cases where
-unrestrained motion along the axis is preferred, we have implemented a
+For cases where unrestrained motion along the axis is preferred, we have implemented a
 “parallel motion” variant by eliminating all components parallel to the
 rotation axis for the potential. This is achieved by projecting the
 distance vectors between reference and actual positions
 
 .. math:: \mathbf{r}_i = \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{u}) - (\mathbf{x}_i - \mathbf{u})
+          :label: eqnrotdistvectors
 
 onto the plane perpendicular to the rotation vector,
 
@@ -191,6 +188,7 @@ Replacing in eqn. :eq:`%s <eqnpotpm>` the fixed pivot
 parallel motion potential. With
 
 .. math:: \mathbf{s}_i = \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^0) - (\mathbf{x}_i - \mathbf{x}_c)
+          :label: eqnparrallelpotential
 
 the respective potential and forces are
 
@@ -225,10 +223,9 @@ rotation axis,
 
 with
 
-.. math::
-
-   \mathbf{p}_i := 
-   \frac{\hat{\mathbf{v}}\times \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{u})} {\| \hat{\mathbf{v}}\times \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{u})\|} \ .
+.. math::   \mathbf{p}_i := 
+            \frac{\hat{\mathbf{v}}\times \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{u})} {\| \hat{\mathbf{v}}\times \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{u})\|} \ .
+            :label: eqnpotrmpart2
 
 This variant depends only on the distance
 :math:`\mathbf{p}_i \cdot (\mathbf{x}_i -
@@ -247,10 +244,9 @@ Pivot-Free Radial Motion Potential
 Proceeding similar to the pivot-free isotropic potential yields a
 pivot-free version of the above potential. With
 
-.. math::
-
-   \mathbf{q}_i := 
-   \frac{\hat{\mathbf{v}}\times \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^0)} {\| \hat{\mathbf{v}}\times \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^0)\|} \, ,
+.. math:: \mathbf{q}_i := 
+          \frac{\hat{\mathbf{v}}\times \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^0)} {\| \hat{\mathbf{v}}\times \mathbf{\Omega}(t) (\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^0)\|} \, ,
+          :label: eqnpotrmpfpart1
 
 the potential and force for the pivot-free variant of the radial motion
 potential read
@@ -305,16 +301,15 @@ continuous forces also close to the rotation axis, which is not the case
 for :math:`\epsilon'\mathrm{ = }0\mathrm{nm}^2`
 (:numref:`Fig. %s C <fig-equipotential>`). With
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mathbf{r}_i & := & \mathbf{\Omega}(t)(\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{u})\\
-   \mathbf{s}_i & := & \frac{\hat{\mathbf{v}} \times (\mathbf{x}_i -
-   \mathbf{u} ) }{ \| \hat{\mathbf{v}} \times (\mathbf{x}_i - \mathbf{u})
-   \| } \equiv \; \Psi_{i} \;\; {\hat{\mathbf{v}} \times
-   (\mathbf{x}_i-\mathbf{u} ) }\\
-   \Psi_i^{*}   & := & \frac{1}{ \| \hat{\mathbf{v}} \times
-   (\mathbf{x}_i-\mathbf{u}) \|^2 + \epsilon'}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mathbf{r}_i & := & \mathbf{\Omega}(t)(\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{u})\\
+          \mathbf{s}_i & := & \frac{\hat{\mathbf{v}} \times (\mathbf{x}_i -
+          \mathbf{u} ) }{ \| \hat{\mathbf{v}} \times (\mathbf{x}_i - \mathbf{u})
+          \| } \equiv \; \Psi_{i} \;\; {\hat{\mathbf{v}} \times
+          (\mathbf{x}_i-\mathbf{u} ) }\\
+          \Psi_i^{*}   & := & \frac{1}{ \| \hat{\mathbf{v}} \times
+          (\mathbf{x}_i-\mathbf{u}) \|^2 + \epsilon'}\end{aligned}
+          :label: eqnpotrm2forcepart1
 
 the force on atom :math:`j` reads
 
@@ -343,15 +338,14 @@ The pivot-free variant of the above potential is
 
 With
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mathbf{r}_i & := & \mathbf{\Omega}(t)(\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c)\\
-   \mathbf{s}_i & := & \frac{\hat{\mathbf{v}} \times (\mathbf{x}_i -
-   \mathbf{x}_c ) }{ \| \hat{\mathbf{v}} \times (\mathbf{x}_i - \mathbf{x}_c)
-   \| } \equiv \; \Psi_{i} \;\; {\hat{\mathbf{v}} \times
-   (\mathbf{x}_i-\mathbf{x}_c ) }\\ \Psi_i^{*}   & := & \frac{1}{ \| \hat{\mathbf{v}} \times
-   (\mathbf{x}_i-\mathbf{x}_c) \|^2 + \epsilon'}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mathbf{r}_i & := & \mathbf{\Omega}(t)(\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c)\\
+          \mathbf{s}_i & := & \frac{\hat{\mathbf{v}} \times (\mathbf{x}_i -
+          \mathbf{x}_c ) }{ \| \hat{\mathbf{v}} \times (\mathbf{x}_i - \mathbf{x}_c)
+          \| } \equiv \; \Psi_{i} \;\; {\hat{\mathbf{v}} \times
+          (\mathbf{x}_i-\mathbf{x}_c ) }\\ \Psi_i^{*}   & := & \frac{1}{ \| \hat{\mathbf{v}} \times
+          (\mathbf{x}_i-\mathbf{x}_c) \|^2 + \epsilon'}\end{aligned}
+          :label: eqnpotrm2pfpart2
 
 the force on atom :math:`j` reads
 
@@ -404,6 +398,7 @@ is the width of the Gaussian function, :math:`\Delta x` the distance
 between adjacent slabs, and
 
 .. math:: \beta_n(\mathbf{x}_i) := \mathbf{x}_i \cdot \hat{\mathbf{v}} - n \, \Delta x \, .
+          :label: eqngaussianpart2
 
 .. _fig-gaussian:
 
@@ -417,12 +412,11 @@ between adjacent slabs, and
 
 A most convenient choice is :math:`\sigma = 0.7 \Delta x` and
 
-.. math::
-
-   1/\Gamma = \sum_{n \in Z}
-   \mbox{exp}
-   \left(-\frac{(n - \frac{1}{4})^2}{2\cdot 0.7^2}\right)
-   \approx 1.75464 \, ,
+.. math:: 1/\Gamma = \sum_{n \in Z}
+          \mbox{exp}
+          \left(-\frac{(n - \frac{1}{4})^2}{2\cdot 0.7^2}\right)
+          \approx 1.75464 \, ,
+          :label: eqngaussianpart3
 
 which yields a nearly constant sum, essentially independent of
 :math:`\mathbf{x}_i` (dashed line in
@@ -491,13 +485,12 @@ used in eqn. :eq:`%s <eqnpotrmpf>` is now replaced by
 :math:`\mathbf{x}_c^n`, the center of mass of the slab.
 With
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mathbf{q}_i^n & := & \frac{\hat{\mathbf{v}} \times
-   \mathbf{\Omega}(t)(\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^n) }{ \| \hat{\mathbf{v}}
-   \times \mathbf{\Omega}(t)(\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^n) \| } \\
-   b_i^n         & := & \mathbf{q}_i^n \cdot (\mathbf{x}_i - \mathbf{x}_c^n) \, ,\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mathbf{q}_i^n & := & \frac{\hat{\mathbf{v}} \times
+          \mathbf{\Omega}(t)(\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^n) }{ \| \hat{\mathbf{v}}
+          \times \mathbf{\Omega}(t)(\mathbf{y}_i^0 - \mathbf{y}_c^n) \| } \\
+          b_i^n         & := & \mathbf{q}_i^n \cdot (\mathbf{x}_i - \mathbf{x}_c^n) \, ,\end{aligned}
+          :label: eqnflexpotpart2
 
 the resulting force on atom :math:`j` reads
 
@@ -552,13 +545,8 @@ assume :math:`\mathbf{x}_c` to be constant, and thus
 \partial \mathbf{x}_c / \partial y = \partial \mathbf{x}_c / \partial z = 0`.
 The resulting force error is small (of order :math:`O(1/N)` or
 :math:`O(m_j/M)` if mass-weighting is applied) and can therefore be
-tolerated. With this assumption, the forces
-
-.. math::
-    \mathbf{F}^\mathrm{flex-t}
-   
-have the same form as
-eqn. :eq:`%s <eqnpotflexforce>`.
+tolerated. With this assumption, the forces :math:`\mathbf{F}^\mathrm{flex-t}`
+have the same form as eqn. :eq:`%s <eqnpotflexforce>`.
 
 Flexible Axis 2 Alternative Potential
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
@@ -796,12 +784,11 @@ rotation axis through pivot point :math:`\mathbf{u}` (see
 eqn. :eq:`%s <eqnproject>` for the definition of
 :math:`\perp`),
 
-.. math::
-
-   \cos \theta_i = 
-   \frac{(\mathbf{y}_i-\mathbf{u})^\perp \cdot (\mathbf{x}_i-\mathbf{u})^\perp}
-        { \| (\mathbf{y}_i-\mathbf{u})^\perp \cdot (\mathbf{x}_i-\mathbf{u})^\perp
-        \| } \ .
+.. math:: \cos \theta_i = 
+          \frac{(\mathbf{y}_i-\mathbf{u})^\perp \cdot (\mathbf{x}_i-\mathbf{u})^\perp}
+               { \| (\mathbf{y}_i-\mathbf{u})^\perp \cdot (\mathbf{x}_i-\mathbf{u})^\perp
+               \| } \ .
+          :label: eqnavanglepart2
 
 The sign of :math:`\theta_\mathrm{av}` is chosen such that
 :math:`\theta_\mathrm{av} > 0` if the actual structure rotates ahead of
index aa52768a9395b594c1c2f80f45ccb5ed7435f6ed..9dcd4d4b62f94bd51a6741f1c9f48a66763ea810 100644 (file)
@@ -87,10 +87,12 @@ To compute free energies with a vector :math:`\lambda` using
 thermodynamic integration, then the TI equation becomes vector equation:
 
 .. math:: \Delta F = \int \langle \nabla H \rangle \cdot d\vec{\lambda}
+          :label: eqnfepti
 
 or for finite differences:
 
 .. math:: \Delta F \approx \int \sum \langle \nabla H \rangle \cdot \Delta\lambda
+          :label: eqnfepfinitediff
 
 The external `pymbar script <https://SimTK.org/home/pymbar>`_
 can compute this integral automatically
@@ -134,6 +136,7 @@ groups \ :ref:`134 <refRMNeumann1980a>`. For a system of two
 non-interacting masses the potential of mean force is:
 
 .. math:: V_{pmf}(r) = -(n_c - 1) k_B T \log(r)
+          :label: eqnfepentropy
 
 where :math:`n_c` is the number of dimensions in which the constraint
 works (i.e. :math:`n_c=3` for a normal constraint and :math:`n_c=1` when
index 2a08303fbc4519aa07764cb9dac8dc001ef47742..1d481a8b2c323727b9ed32c5fedebbe994c52e6d 100644 (file)
@@ -110,12 +110,11 @@ axis along this one dimension. To avoid jumps in the pull force,
 contributions of atoms are weighted as a function of distance (in
 addition to the mass weighting):
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   w(r < r_\mathrm{cyl}) & = &
-   1-2 \left(\frac{r}{r_\mathrm{cyl}}\right)^2 + \left(\frac{r}{r_\mathrm{cyl}}\right)^4 \\
-   w(r \geq r_\mathrm{cyl}) & = & 0\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          w(r < r_\mathrm{cyl}) & = &
+          1-2 \left(\frac{r}{r_\mathrm{cyl}}\right)^2 + \left(\frac{r}{r_\mathrm{cyl}}\right)^4 \\
+          w(r \geq r_\mathrm{cyl}) & = & 0\end{aligned}
+          :label: eqnpulldistmassweight
 
 Note that the radial dependence on the weight causes a radial force on
 both cylinder group and the other pull group. This is an undesirable,
@@ -156,19 +155,20 @@ either by supplying weights in the input or due to cylinder geometry or
 due to cosine weighting, the weights need to be scaled to conserve
 momentum:
 
-.. math::
-
-   w'_i = w_i
-   \left. \sum_{j=1}^N w_j \, m_j \right/ \sum_{j=1}^N w_j^2 \, m_j
+.. math:: w'_i = w_i
+          \left. \sum_{j=1}^N w_j \, m_j \right/ \sum_{j=1}^N w_j^2 \, m_j
+          :label: eqnpullmassscale
 
 where :math:`m_j` is the mass of atom :math:`j` of the group. The mass
 of the group, required for calculating the constraint force, is:
 
 .. math:: M = \sum_{i=1}^N w'_i \, m_i
+          :label: eqnpullconstraint
 
 The definition of the weighted center of mass is:
 
 .. math:: \mathbf{r}_{com} = \left. \sum_{i=1}^N w'_i \, m_i \, \mathbf{r}_i \right/ M
+          :label: eqnpullcom
 
 From the centers of mass the AFM, constraint, or umbrella force
 :math:`\mathbf{F}_{\!com}` on each group can be
@@ -176,6 +176,7 @@ calculated. The force on the center of mass of a group is redistributed
 to the atoms as follows:
 
 .. math:: \mathbf{F}_{\!i} = \frac{w'_i \, m_i}{M} \, \mathbf{F}_{\!com}
+          :label: eqnpullcomforce
 
 Definition of the pull direction
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
index 10a5ea8ac4c98d058cc4ec8793a9bf2a97a49dd5..e4a32ebf00c03d4bb4d68918f97de6e468244268 100644 (file)
@@ -44,7 +44,7 @@ subsystems are supported in this version:
       H^{QM/MM} =
       H^{QM}_e-\sum_i^n\sum_J^M\frac{e^2Q_J}{4\pi\epsilon_0r_{iJ}}+\sum_A^N\sum_J^M\frac{e^2Z_AQ_J}{e\pi\epsilon_0R_{AJ}},
 
-#  where :math:`n` and :math:`N` are the number of electrons and nuclei
+   where :math:`n` and :math:`N` are the number of electrons and nuclei
    in the QM region, respectively, and :math:`M` is the number of
    charged MM atoms. The first term on the right hand side is the
    original electronic Hamiltonian of an isolated QM system. The first
@@ -75,7 +75,7 @@ subsystems are supported in this version:
       E_{tot} = E_{I}^{QM}
       +E_{I+II}^{MM}-E_{I}^{MM},
 
-#  where the subscripts I and II refer to the QM and MM subsystems,
+   where the subscripts I and II refer to the QM and MM subsystems,
    respectively. The superscripts indicate at what level of theory the
    energies are computed. The ONIOM scheme has the advantage that it is
    not restricted to a two-layer QM/MM description, but can easily
index 2ec76738346fa95870773d0b51cd9873d1d59b4f..71ea7efaec727100ee5ddb848fd70c84607a8d89 100644 (file)
@@ -19,32 +19,29 @@ spline interpolation for :math:`x_i \leq x < x_{i+1}` looks like this:
 where the table spacing :math:`h` and fraction :math:`\epsilon` are
 given by:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   h   &=&     x_{i+1} - x_i   \\
-   \epsilon&=& (x - x_i)/h\end{aligned}
+.. math::  \begin{aligned}
+           h   &=&     x_{i+1} - x_i   \\
+           \epsilon&=& (x - x_i)/h\end{aligned}
+           :label: eqntablespaceing
 
 so that :math:`0 \le \epsilon < 1`. From this, we can calculate the
 derivative in order to determine the forces:
 
-.. math::
-
-   -V_s'(x) ~=~ 
-   -\frac{{\rm d}V_s(x)}{{\rm d}\epsilon}\frac{{\rm d}\epsilon}{{\rm d}x} ~=~
-   -(A_1 + 2 A_2 \,\epsilon + 3 A_3 \,\epsilon^2)/h
+.. math::  -V_s'(x) ~=~ 
+           -\frac{{\rm d}V_s(x)}{{\rm d}\epsilon}\frac{{\rm d}\epsilon}{{\rm d}x} ~=~
+           -(A_1 + 2 A_2 \,\epsilon + 3 A_3 \,\epsilon^2)/h
+           :label: eqntablederivative
 
 The four coefficients are determined from the four conditions that
 :math:`V_s` and :math:`-V_s'` at both ends of each interval should match
 the exact potential :math:`V` and force :math:`-V'`. This results in the
 following errors for each interval:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   | V_s  - V  | _{max} &=& V'''' \frac{h^4}{384} + O(h^5) \\
-   | V_s' - V' | _{max} &=& V'''' \frac{h^3}{72\sqrt{3}} + O(h^4) \\
-   | V_s''- V''| _{max} &=& V'''' \frac{h^2}{12}  + O(h^3)\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          | V_s  - V  | _{max} &=& V'''' \frac{h^4}{384} + O(h^5) \\
+          | V_s' - V' | _{max} &=& V'''' \frac{h^3}{72\sqrt{3}} + O(h^4) \\
+          | V_s''- V''| _{max} &=& V'''' \frac{h^2}{12}  + O(h^3)\end{aligned}
+          :label: eqntableerrors
 
 V and V’ are continuous, while V” is the first discontinuous
 derivative. The number of points per nanometer is 500 and 2000 for
@@ -90,6 +87,7 @@ You can also use your own potential functions without editing the
 following equation
 
 .. math:: V(r_{ij}) ~=~ \frac{q_i q_j}{4 \pi\epsilon_0} f(r_{ij}) + C_6 \,g(r_{ij}) + C_{12} \,h(r_{ij})
+          :label: eqnuserpotfunction
 
 where :math:`f`, :math:`g`, and :math:`h` are user defined functions.
 **Note** that if :math:`g(r)` represents a normal dispersion
index a37c54b2014db739f581813ae0660f7e286e8636..28ca909aa2d2dd8bb826c925693d554054843811 100644 (file)
@@ -11,12 +11,11 @@ changes of molecules solvated in the liquid.
 The viscosity can be calculated from an equilibrium simulation using an
 Einstein relation:
 
-.. math::
-
-   \eta = \frac{1}{2}\frac{V}{k_B T} \lim_{t \rightarrow \infty}
-   \frac{\mbox{d}}{\mbox{d} t} \left\langle 
-   \left( \int_{t_0}^{{t_0}+t} P_{xz}(t') \mbox{d} t' \right)^2
-   \right\rangle_{t_0}
+.. math::  \eta = \frac{1}{2}\frac{V}{k_B T} \lim_{t \rightarrow \infty}
+           \frac{\mbox{d}}{\mbox{d} t} \left\langle 
+           \left( \int_{t_0}^{{t_0}+t} P_{xz}(t') \mbox{d} t' \right)^2
+           \right\rangle_{t_0}
+           :label: eqneinsteinrelation
 
 This can be done with :ref:`gmx energy <gmx energy>`. This method converges
 very slowly \ :ref:`149 <refHess2002a>`, and as such a nanosecond simulation might not
@@ -34,31 +33,34 @@ a Newtonian liquid adding a small force will result in a velocity
 gradient according to the following equation:
 
 .. math:: a_x(z) + \frac{\eta}{\rho} \frac{\partial^2 v_x(z)}{\partial z^2} = 0
+          :label: eqnviscositygradiant
 
 Here we have applied an acceleration :math:`a_x(z)` in the
 :math:`x`-direction, which is a function of the :math:`z`-coordinate. In
 |Gromacs| the acceleration profile is:
 
 .. math:: a_x(z) = A \cos\left(\frac{2\pi z}{l_z}\right)
+          :label: eqnviscosityacceleration
 
 where :math:`l_z` is the height of the box. The generated velocity
 profile is:
 
 .. math:: v_x(z) = V \cos\left(\frac{2\pi z}{l_z}\right)
+          :label: eqnviscosityprofile1
 
 .. math:: V = A \frac{\rho}{\eta}\left(\frac{l_z}{2\pi}\right)^2
+          :label: eqnviscosityprofile2
 
 The viscosity can be calculated from :math:`A` and :math:`V`:
 
 .. math:: \eta = \frac{A}{V}\rho \left(\frac{l_z}{2\pi}\right)^2
-          :label: eqvisc
+          :label: eqnvisc
 
 In the simulation :math:`V` is defined as:
 
-.. math::
-
-   V = \frac{\displaystyle \sum_{i=1}^N m_i v_{i,x} 2 \cos\left(\frac{2\pi z}{l_z}\right)}
-            {\displaystyle \sum_{i=1}^N m_i}
+.. math:: V = \frac{\displaystyle \sum_{i=1}^N m_i v_{i,x} 2 \cos\left(\frac{2\pi z}{l_z}\right)}
+          {\displaystyle \sum_{i=1}^N m_i}
+          :label: eqnsimulationviscosity
 
 The generated velocity profile is not coupled to the heat bath.
 Moreover, the velocity profile is excluded from the kinetic energy. One
@@ -67,10 +69,9 @@ However, the shear rate should not be so high that the system gets too
 far from equilibrium. The maximum shear rate occurs where the cosine is
 zero, the rate being:
 
-.. math::
-
-   \mbox{sh}_{\max} =  \max_z \left| \frac{\partial v_x(z)}{\partial z} \right|
-   = A \frac{\rho}{\eta} \frac{l_z}{2\pi}
+.. math:: \mbox{sh}_{\max} =  \max_z \left| \frac{\partial v_x(z)}{\partial z} \right|
+          = A \frac{\rho}{\eta} \frac{l_z}{2\pi}
+          :label: eqnshearrate
 
 For a simulation with: :math:`\eta=10^{-3}`
 [kgm:math:`^{-1}`\ s\ :math:`^{-1}`],
@@ -93,6 +94,7 @@ shift \ :ref:`31 <refBerendsen91>`, which can be written in terms of the
 shear rate as:
 
 .. math:: T_s = \frac{\eta\,\tau}{2 \rho\,C_v} \mbox{sh}_{\max}^2
+          :label: eqnberendsentempshift
 
 where :math:`\tau` is the coupling time for the Berendsen thermostat
 and :math:`C_v` is the heat capacity. Using the values of the example
@@ -108,5 +110,5 @@ of the correlation time of the liquid.
 
 Two quantities are written to the energy file, along with their averages
 and fluctuations: :math:`V` and :math:`1/\eta`, as obtained from
-(:eq:`%s <eqvisc>`).
+(:eq:`%s <eqnvisc>`).
 
index e1273597e245c89ba7b018f08f396ebeeaec279d..c7d196df8bfd24dc8453e2abf25c6ae8d4475f66 100644 (file)
@@ -65,22 +65,21 @@ column. The interpretation of the parameters V and W depends on the
 combination rule that was chosen in the ``[ defaults ]`` section of the topology file
 (see :ref:`topfile`):
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mbox{for combination rule 1}: & &
-   \begin{array}{llllll}
-     \mbox{V}_{ii} & = & C^{(6)}_{i}  & = & 4\,\epsilon_i\sigma_i^{6} &
-     \mbox{[ kJ mol$^{-1}$ nm$^{6}$ ]}\\
-     \mbox{W}_{ii} & = & C^{(12)}_{i} & = & 4\,\epsilon_i\sigma_i^{12} &
-     \mbox{[ kJ mol$^{-1}$ nm$^{12}$ ]}\\
-   \end{array}
-   \\
-   \mbox{for combination rules 2 and 3}: & &
-   \begin{array}{llll}
-     \mbox{V}_{ii} & = & \sigma_i   & \mbox{[ nm ]} \\
-     \mbox{W}_{ii} & = & \epsilon_i & \mbox{[ kJ mol$^{-1}$ ]}
-   \end{array}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mbox{for combination rule 1}: & &
+          \begin{array}{llllll}
+            \mbox{V}_{ii} & = & C^{(6)}_{i}  & = & 4\,\epsilon_i\sigma_i^{6} &
+            \mbox{[ kJ mol$^{-1}$ nm$^{6}$ ]}\\
+            \mbox{W}_{ii} & = & C^{(12)}_{i} & = & 4\,\epsilon_i\sigma_i^{12} &
+            \mbox{[ kJ mol$^{-1}$ nm$^{12}$ ]}\\
+          \end{array}
+          \\
+          \mbox{for combination rules 2 and 3}: & &
+          \begin{array}{llll}
+            \mbox{V}_{ii} & = & \sigma_i   & \mbox{[ nm ]} \\
+            \mbox{W}_{ii} & = & \epsilon_i & \mbox{[ kJ mol$^{-1}$ ]}
+          \end{array}\end{aligned}
+          :label: eqndefcombrule
 
 Some or all combinations for different atom types can be given in the
 ``[ nonbond_params ]`` section, again with parameters V and
@@ -88,20 +87,19 @@ W as defined above. Any combination that is not given will be computed
 from the parameters for the corresponding atom types, according to the
 combination rule:
 
-.. math::
-
-   \begin{aligned}
-   \mbox{for combination rules 1 and 3}: & &
-   \begin{array}{lll}
-     C^{(6)}_{ij}  & = & \left(C^{(6)}_i\,C^{(6)}_j\right)^{\frac{1}{2}} \\
-     C^{(12)}_{ij} & = & \left(C^{(12)}_i\,C^{(12)}_j\right)^{\frac{1}{2}}
-   \end{array}
-   \\
-   \mbox{for combination rule 2}: & &
-   \begin{array}{lll}
-     \sigma_{ij}   & = & \frac{1}{2}(\sigma_i+\sigma_j) \\
-     \epsilon_{ij} & = & \sqrt{\epsilon_i\,\epsilon_j}
-   \end{array}\end{aligned}
+.. math:: \begin{aligned}
+          \mbox{for combination rules 1 and 3}: & &
+          \begin{array}{lll}
+            C^{(6)}_{ij}  & = & \left(C^{(6)}_i\,C^{(6)}_j\right)^{\frac{1}{2}} \\
+            C^{(12)}_{ij} & = & \left(C^{(12)}_i\,C^{(12)}_j\right)^{\frac{1}{2}}
+          \end{array}
+          \\
+          \mbox{for combination rule 2}: & &
+          \begin{array}{lll}
+            \sigma_{ij}   & = & \frac{1}{2}(\sigma_i+\sigma_j) \\
+            \epsilon_{ij} & = & \sqrt{\epsilon_i\,\epsilon_j}
+          \end{array}\end{aligned}
+          :label: eqngivencombrule
 
 When :math:`\sigma` and :math:`\epsilon` need to be supplied (rules 2
 and 3), it would seem it is impossible to have a non-zero :math:`C^{12}`
@@ -113,13 +111,12 @@ nothing more.
 
 There is only one set of combination rules for Buckingham potentials:
 
-.. math::
-
-   \begin{array}{rcl}
-   A_{ij}   &=& \left(A_{ii} \, A_{jj}\right)^{1/2}    \\
-   B_{ij}   &=& 2 / \left(\frac{1}{B_{ii}} + \frac{1}{B_{jj}}\right)        \\
-   C_{ij}   &=& \left(C_{ii} \, C_{jj}\right)^{1/2}
-   \end{array}
+.. math:: \begin{array}{rcl}
+          A_{ij}   &=& \left(A_{ii} \, A_{jj}\right)^{1/2}    \\
+          B_{ij}   &=& 2 / \left(\frac{1}{B_{ii}} + \frac{1}{B_{jj}}\right)        \\
+          C_{ij}   &=& \left(C_{ii} \, C_{jj}\right)^{1/2}
+          \end{array}
+          :label: eqnbuckinghamcombrule
 
 Bonded parameters
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~