nearly finished tersoff 2 body part and new api
[physik/posic.git] / moldyn.h
index c6712ba..d98b428 100644 (file)
--- a/moldyn.h
+++ b/moldyn.h
@@ -15,6 +15,7 @@
 
 /* datatypes */
 
+typedef unsigned char u8;
 
 /* the atom of the md simulation */
 
@@ -24,12 +25,17 @@ typedef struct s_atom {
        t_3dvec f;              /* force */
        int element;            /* number of element in pse */
        double mass;            /* atom mass */
-       unsigned char attr;     /* attributes */
+       u8 bnum;                /* brand number */
+       u8 attr;                /* attributes */
 } t_atom;
 
 #define ATOM_ATTR_FP   0x01    /* fixed position (bulk material) */
 #define ATOM_ATTR_HB   0x02    /* coupled to heat bath (velocity scaling) */
 
+#define ATOM_ATTR_1BP  0x10    /* single paricle potential */
+#define ATOM_ATTR_2BP  0x20    /* pair potential */
+#define ATOM_ATTR_3BP  0x40    /* 3 body potential */ 
+
 /* cell lists */
 
 typedef struct s_linkcell {
@@ -39,60 +45,72 @@ typedef struct s_linkcell {
        double x,y,z;           /* the actual cell lengthes */
        t_list *subcell;        /* pointer to the cell lists */
        int dnlc;               /* direct neighbour lists counter */
+       int countn;             /* amount of neighbours */
 } t_linkcell;
 
 #include "visual/visual.h"
 
-# moldyn properties structure */
+# moldyn structure */
 
 typedef struct s_moldyn {
 
        int count;              /* total amount of atoms */
        t_atom *atom;           /* pointer to the atoms */
+
        t_3dvec dim;            /* dimensions of the simulation volume */
-       /* potential, force & parameters */
-
-       /* potential force funtion created by the user */
-       int (*potential_force_function)(struct s_moldyn *moldyn);
-       void *pot_params;       /* parameters describing the potential */ 
-
-       double cutoff;
-       double cutoff_square;
-       /* linked list / cell method */
-       t_linkcell lc;
-       /* temperature */
-       double t;
-       /* integration of newtons equations */
+
+       /* potential force function and parameter pointers */
+       int (*pf_func1b)(struct s_moldyn *,t_atom *);
+       void *pot1b_params;
+       int (*pf_func2b)(struct s_moldyn *,t_atom *,t_atom *);
+       void *pot2b_params;
+       int (*pf_func3b)(struct s_moldyn *,t_atom *,t_atom *,t_atom *);
+       void *pot3b_params;
+       //int (*potential_force_function)(struct s_moldyn *moldyn);
+
+       double cutoff;          /* cutoff radius */
+       double cutoff_square;   /* square of the cutoff radius */
+
+       t_linkcell lc;          /* linked cell method */
+
+       double t;               /* temperature */
+
+       /* integration function pointer */
        int (*integrate)(struct s_moldyn *moldyn);
-       int time_steps;
-       double tau;
-       double tau_square;
-       /* energy */
-       double energy;
-       /* logging & visualization */
-       t_visual vis;
-       unsigned char lvstat;
-       unsigned int ewrite;
-       char efb[64];
-       int efd;
-       unsigned int mwrite;
-       char mfb[64];
-       int mfd;
-       unsigned int swrite;
-       char sfb[64];
-       int sfd;
-       unsigned int dwrite;
-       char dfb[64];
-       int dfd;
-       unsigned int vwrite;
-       char vfb[64];
-       void *visual;
-       /* moldyn general status */
-       unsigned char status;
-       /* random */
-       t_random random;
+       int time_steps;         /* amount of iterations */
+       double tau;             /* delta t */
+       double tau_square;      /* delta t squared */
+
+       double energy;          /* energy */
+
+       t_visual vis;           /* visualization/log/save interface structure */
+       u8 lvstat;      /* log & vis properties */
+       unsigned int ewrite;    /* how often to log energy */
+       char efb[64];           /* energy log filename */
+       int efd;                /* fd for energy log */
+       unsigned int mwrite;    /* how often to log momentum */
+       char mfb[64];           /* momentum log filename */
+       int mfd;                /* fd for momentum log */
+       unsigned int vwrite;    /* how often to visualize atom information */
+       char vfb[64];           /* visualization file name base */
+       void *visual;           /* pointer (hack!) */
+       unsigned int swrite;    /* how often to create a save file */
+
+       u8 status;      /* general moldyn properties */
+
+       t_random random;        /* random interface */
 } t_moldyn;
 
+#define MOLDYN_LVSTAT_TOTAL_E          0x01
+#define MOLDYN_LVSTAT_TOTAL_M          0x02
+#define MOLDYN_LVSTAT_SAVE             0x04
+#define MOLDYN_LVSTAT_VISUAL           0x08
+#define MOLDYN_LVSTAT_INITIALIZED      0x10
+
+#define MOLDYN_STAT_PBX                        0x08    /* periodic boudaries in x */
+#define MOLDYN_STAT_PBY                        0x10    /* y */
+#define MOLDYN_STAT_PBZ                        0x20    /* and z direction */
+
 typedef struct s_ho_params {
        double spring_constant;
        double equilibrium_distance;
@@ -105,6 +123,11 @@ typedef struct s_lj_params {
 } t_lj_params;
 
 typedef struct s_tersoff_params {
+       double S[2];            /* tersoff cutoff radii */
+       double R[2];            /* tersoff cutoff radii */
+       double Smixed           /* mixed S radius */
+       double Rmixed           /* mixed R radius */
+
        double l_1,l_2;
        double m_1,m_2;
        double a_1,a_2;
@@ -119,27 +142,17 @@ typedef struct s_tersoff_params {
 
 /* general defines */
 
-#define MOLDYN_LVSTAT_TOTAL_E          0x01
-#define MOLDYN_LVSTAT_TOTAL_M          0x02
-#define MOLDYN_LVSTAT_SAVE             0x04
-#define MOLDYN_LVSTAT_DUMP             0x08
-#define MOLDYN_LVSTAT_VISUAL           0x10
-#define MOLDYN_LVSTAT_INITIALIZED      0x80
-
-#define MOLDYN_STAT_POTENTIAL          0x01
-#define MOLDYN_STAT_FORCE              0x02
-
 #define MOLDYN_TEMP                    273.0
 #define MOLDYN_TAU                     1.0e-15
 #define MOLDYN_CUTOFF                  10.0e-9
 #define MOLDYN_RUNS                    1000000
 
 #define MOLDYN_INTEGRATE_VERLET                0x00
-#define MOLDYN_INTEGRATE_DEFAULT MOLDYN_INTEGRATE_VERLET
+#define MOLDYN_INTEGRATE_DEFAULT       MOLDYN_INTEGRATE_VERLET
 
 #define MOLDYN_POTENTIAL_HO            0x00
 #define MOLDYN_POTENTIAL_LJ            0x01
-#define MOLDYN_POTENTIAL_DEFAULT MOLDYN_POTENTIAL_LJ
+#define MOLDYN_POTENTIAL_DEFAULT       MOLDYN_POTENTIAL_LJ
 
 /* phsical values */
 
@@ -166,7 +179,7 @@ int moldyn_log_init(t_moldyn *moldyn);
 int moldyn_init(t_moldyn *moldyn,int argc,char **argv);
 int moldyn_shutdown(t_moldyn *moldyn);
 
-int create_lattice(unsigned char type,int element,double mass,double lc,
+int create_lattice(u8 type,int element,double mass,double lc,
                    int a,int b,int c,t_atom **atom);
 int destroy_lattice(t_atom *atom);
 int thermal_init(t_moldyn *moldyn);