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4.6 KiB
C
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#include "dump2analysis.h"
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/* -m template_msd */
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/* lammpstrjから指定した原子のvan Hove関数を時間シフトしながら計算する */
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/* 原子タイプで指定しても最初のステップのidで原子を選択する */
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/* --tauでジャンプさせるステップ数を指定する */
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/* --shfitを指定すれば、複数のtau期間をサンプリングしvan Hoveを計算する */
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/* --shfitを指定しなければ、tauが小さくても1セットのtauだけで計算する */
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/* --shiftを指定する時は、--shftで関数が変わらないよう調整する。 */
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/* --drでrの刻みを指定する default=0.01 */
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/* A原子(-a, -x, -s)を指定する。 */
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/* --shiftはMSDを計算する時にシフトさせるステップ default:1 */
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/* --tauはval Hove関数のt。defaultでtotal step */
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/* --dtはMDの時間ステップでの時間(fs単位) default:1.0 */
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void ErrorVanHove(){
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printf("Required arguments atoms A\n");
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printf("(-a, -x, -s) atom A\n");
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printf("------------------------------------------------------------\n");
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printf("Optional arguments for van Hove analysis:\n");
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printf("--tau time period for van Hove function (-1: total steps [-1]\n");
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printf("--shift time shift for van Hove function [1]\n");
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printf("--dt time period for one step (fs) [1.0]\n");
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printf("------------------------------------------------------------\n");
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printf("Example:\n");
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printf("dump2analysis -m msd -x Li --dt 1.2 --tau 2500 --shift 100 -i hoge.lammpstrj -o hoge.msd\n");
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exit(0);
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}
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void OutputVanHove(PARAM *p, double *g){
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int i, RDATA;
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double r;
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FILE *f;
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RDATA = floor((RMAX-RMIN)/DR);
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f = fopen(p->outfile, "w");
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fprintf(f, "# step: %d\n", TAU);
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fprintf(f, "# time/fs: %lf\n", TAU*DT);
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for (i=0; i<RDATA; i++){
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r = RMIN + (double)i*DR + 0.5*DR;
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fprintf(f, "%lf %lf\n", r, g[i]);
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}
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fclose(f);
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}
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void EstimateVanHove(PARAM *param){
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int i, j, p, rp, step_counter=0;
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FILE *f;
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HEAD *head;
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ATOMS a;
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double **x, **y, **z;
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int RDATA;
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double *g;
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double xa, ya, za, dx, dy, dz, r;
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if (ArgCheckInputOutput(param) != 0) ErrorVanHove();
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SetAtomsSteps(param);
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if (CheckArgAtomSelect(param) != 1) ErrorVanHove();
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/* G(r,TAU)のメモリ確保 */
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RDATA = floor((RMAX-RMIN)/DR);
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g = malloc(sizeof(double)*RDATA);
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for (i=0; i<RDATA; i++) g[i] = 0.0;
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/* 選択元素が時間ステップで変わるとおかしくなるので元素選択は全てid */
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SetIDfromElemTtype(param);
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Allocate(&a, param->Aid[0]-1);
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f = fopen(param->infile, "r");
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/* メモリー確保 */
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x = malloc(sizeof(double*) * param->steps);
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y = malloc(sizeof(double*) * param->steps);
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z = malloc(sizeof(double*) * param->steps);
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for (i=0; i<param->steps; i++){
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x[i] = malloc(sizeof(double)*a.atoms);
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y[i] = malloc(sizeof(double)*a.atoms);
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z[i] = malloc(sizeof(double)*a.atoms);
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}
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head = malloc(sizeof(HEAD) * param->steps);
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/* -1の場合は全ステップのtでvan Hove関数を計算する */
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if (TAU == -1) TAU = param->steps;
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if (TAU_SHIFT == -1) TAU_SHIFT = param->steps;
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/* 分率座標のデータを全ステップで取得する */
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printf("Loading data...\n");
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for (i=0; i<param->steps; i++){
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GetData(f, param, &head[i], &a, NULL, NULL);
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for (j=0; j<a.atoms; j++){
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x[i][j] = a.x[j] - floor(a.x[j]);
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y[i][j] = a.y[j] - floor(a.y[j]);
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z[i][j] = a.z[j] - floor(a.z[j]);
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}
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}
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Unwrap(param->steps, a.atoms, x, y, z);
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/* 絶対座標に変換 */
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for (i=0; i<param->steps; i++){
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for (j=0; j<a.atoms; j++){
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xa = x[i][j]*head[i].A[0][0] + y[i][j]*head[i].A[1][0] + z[i][j]*head[i].A[2][0];
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ya = x[i][j]*head[i].A[0][1] + y[i][j]*head[i].A[1][1] + z[i][j]*head[i].A[2][1];
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za = x[i][j]*head[i].A[0][2] + y[i][j]*head[i].A[1][2] + z[i][j]*head[i].A[2][2];
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x[i][j] = xa;
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y[i][j] = ya;
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z[i][j] = za;
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}
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}
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/* van Hove関数の計算 r, a, b, c*/
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step_counter = 0;
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for (p=0; p+TAU+TAU_SHIFT < param->steps; p=p+TAU_SHIFT){
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printf("VanHove step range: from %d to %d\r", p, p+TAU);
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fflush(stdout);
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for (j=0; j<a.atoms; j++){
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dx = x[p+TAU][j] - x[p][j];
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dy = y[p+TAU][j] - y[p][j];
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dz = z[p+TAU][j] - z[p][j];
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r = sqrt(dx*dx + dy*dy + dz*dz);
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if (RMIN < r && r < RMAX) {
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rp = (int)floor((r-RMIN)/DR);
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g[rp] = g[rp] + 1.0;
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}
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}
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step_counter++;
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}
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for (i=0; i<RDATA; i++) g[i] = g[i]/step_counter/a.atoms;
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if (step_counter == 0){
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printf("--tau is too long, can not calculate VanHove!!!\n");
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exit(0);
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}
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OutputVanHove(param, g);
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}
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