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module fisica
contains
function magtorque(angle, hfield, t) result(Tor)
use mod0
real(dp) :: angle
real(dp), dimension(5) :: hfield
real(dp) :: t, Tor
if (t > hfield(5)) then
Tor = hfield(1)*(cos(angle)*hfield(3) - sin(angle)*hfield(2))*cos(t*hfield(4))
else
Tor = 0
end if
end function magtorque
!Calcula velocidades distribuidas de acordo com MaxwellBolzmann
! factor = sqrt(<vd²>) = sqrt(kb*T/m) por componente
subroutine MaxwellBoltzmann(malha,mesh,factor,propriedade)
use linkedlist
use mod1
use randnormal
use mod0
use data
real(dp),intent(in) :: factor(2)
integer :: i,j
type(container), allocatable,dimension(:,:),intent(in) :: malha
integer, intent(in) :: mesh(2)
type(list_t), pointer :: node
type(data_ptr) :: ptr
type(prop_grupo), allocatable,dimension(:),intent(in) :: propriedade
do i = 2,mesh(2)+1
do j = 2,mesh(1)+1
node => list_next(malha(i,j)%list)
do while (associated(node))
ptr = transfer(list_get(node), ptr)
if (propriedade(ptr%p%grupo)%x_lockdelay == 0) then
ptr%p%v(1) = ptr%p%v(1) + factor(1)*GaussDeviate()
ptr%p%v(2) = ptr%p%v(2) + factor(2)*GaussDeviate()
ptr%p%F = [0,0]
else
ptr%p%v(1) = 0
ptr%p%v(2) = 0
ptr%p%F = [0,0]
end if
node => list_next(node)
end do
end do
end do
end subroutine MaxwellBoltzmann
!computa o potencial total
subroutine comp_pot(mesh,malha,propriedade,r_cut,domx,domy, ids, id, t, nRfu)
!Computa e imprime o potencial e forças em cada partícula, intermoleculares
use linkedlist
use mod1
use data
use mod0
use mpi
type(prop_grupo), allocatable,dimension(:),intent(in) :: propriedade
type(container), allocatable,dimension(:,:),intent(in) :: malha
real(dp), intent(in) :: t,r_cut
real(dp) :: sigma, epsil, sigma_a, epsil_a,sigma_b, epsil_b, rcut, m1
real(dp) :: x1(2),v1(2),x2(2),p1(2), rs1, rs2, coss, sine, u
real(dp), intent(inout), allocatable, dimension(:) :: nRfu
integer :: i,j,ct = 0, n1, n2, dox(2), doy(2)
integer, intent(in) :: mesh(:),domx(2),domy(2), id
real(dp) :: Fi(2)=0,r, aux2(2),fR(2)
type(list_t), pointer :: node, next_node
type(data_ptr) :: ptr,ptrn
integer ( kind = 4 ), intent(in) :: ids(8)
!Lennard Jones
dox = domx
doy = domy
if (sum(ids(1:4)) > -4) then
!caso paralelo
if (domx(1) > 1) dox(1) = domx(1) - 1
if (domy(1) > 1) doy(1) = domy(1) - 1
if (domx(2) < mesh(1)+2) dox(2) = domx(2) + 1
if (domy(2) < mesh(2)+2) doy(2) = domy(2) + 1
else
dox = domx
doy = domy
end if
do i = doy(1),doy(2) ! i é linha
do j = dox(1),dox(2)
node => list_next(malha(i,j)%list)
if (associated(node)) then
ptr = transfer(list_get(node), ptr)
end if
do while (associated(node))
! print*, "Encontrada", ct, "celulas, id=", id
ptr = transfer(list_get(node), ptr) !particula selecionada
ptr%p%flag = .true. ! indica ao comp_x que a partícula precisa ser calculada
x1 = ptr%p%x
v1 = ptr%p%v
n1 = ptr%p%n
m1 = propriedade(ptr%p%grupo)%m
p1 = [m1*(v1(2)**2+v1(1)**2)/2.0, m1] ! Antes aqui era momento linear, mas é desnecessário. Inclui a m1 para não ter que reestruturar todo o programa
rs1 = propriedade(ptr%p%grupo)%rs !raio sólido
sigma_a = propriedade(ptr%p%grupo)%sigma
! rcut = r_cut*sigma
epsil_a = propriedade(ptr%p%grupo)%epsilon
! print '("x1 =", f10.6, " ", f10.6, " n ", i2, " cell ",i2," ",i2)',x1(1),x1(2), ptr%p%n,i,j
! if (id == 0) read(*,*)
!calcular a força desta com todas as outras partículas
next_node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
node => list_next(node) ! a ser computado com a particula selecionada
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n1*6-5) = real(ptr%p%n,kind(0.d0))
end if
nRfu(n1*6-1:n1*6) = [p1(1), p1(2)]
do while (associated(node))
! NA PRÓPRIA CELULA
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
! print*, "L 108"
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + rs1 + rs2
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a *epsil_b )
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + rs1 + rs2
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a *epsil_b )
else
rcut = r_cut*sigma_a + rs1 + rs2
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
n2 = ptrn%p%n
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 389 r", r, "id",id
! print*, "L 129"
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
u = 4*epsil*((sigma/r)**12 - (sigma/r)**6)
nRfu(n1*6-4:n1*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n1*6-4:n1*6-2)
nRfu(n2*6-4:n2*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n2*6-4:n2*6-2)
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n2*6-5) = real(n2,kind(0.d0))
end if
! print*, "nrfu2", nRfu(n1*6-5:n1*6)
!read(*,*)
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
!Células ao redor !i é linha, j é coluna
if (i /= mesh(2)+2) then ! se não for a última linha
if (j == mesh(1)+2) then ! se for a última coluna
node => list_next(malha(i+1,j)%list) !interagirá com a próxima linha apenas
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
n2 = ptrn%p%n
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 666 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
nRfu(n1*6-4:n1*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n1*6-4:n1*6-2)
nRfu(n2*6-4:n2*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n2*6-4:n2*6-2)
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n2*6-5) = real(n2,kind(0.d0))
end if
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
if (j /= 1) then !se não for a primeira coluna
node => list_next(malha(i+1,j-1)%list) !interagirá com a próxima linha apenas
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
n2 = ptrn%p%n
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 710 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
nRfu(n1*6-4:n1*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n1*6-4:n1*6-2)
nRfu(n2*6-4:n2*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n2*6-4:n2*6-2)
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n2*6-5) = real(n2,kind(0.d0))
end if
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
end if
else
!interagirá com a próxima linha e coluna, e na diagonal
node => list_next(malha(i,j+1)%list)
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
n2 = ptrn%p%n
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 757 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
nRfu(n1*6-4:n1*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n1*6-4:n1*6-2)
nRfu(n2*6-4:n2*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n2*6-4:n2*6-2)
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n2*6-5) = real(n2,kind(0.d0))
end if
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
node => list_next(malha(i+1,j)%list) !interagirá com a próxima linha
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
n2 = ptrn%p%n
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 798 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
nRfu(n1*6-4:n1*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n1*6-4:n1*6-2)
nRfu(n2*6-4:n2*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n2*6-4:n2*6-2)
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n2*6-5) = real(n2,kind(0.d0))
end if
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
node => list_next(malha(i+1,j+1)%list) !interagirá com a próxima linha e coluna
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
n2 = ptrn%p%n
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 841 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
nRfu(n1*6-4:n1*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n1*6-4:n1*6-2)
nRfu(n2*6-4:n2*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n2*6-4:n2*6-2)
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n2*6-5) = real(n2,kind(0.d0))
end if
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
if (j /= 1) then !se não for a primeira coluna
node => list_next(malha(i+1,j-1)%list) !interagirá com a próxima linha apenas
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
n2 = ptrn%p%n
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 885 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
nRfu(n1*6-4:n1*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n1*6-4:n1*6-2)
nRfu(n2*6-4:n2*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n2*6-4:n2*6-2)
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n2*6-5) = real(n2,kind(0.d0))
end if
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
end if
end if
else if (j /= mesh(1) + 2) then ! se for a última lina, só interage com a celua ao lado
node => list_next(malha(i,j+1)%list) !interagirá com a próxima linha e coluna
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil__a
end if
x2 = ptrn%p%x
n2 = ptrn%p%n
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 931 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
nRfu(n1*6-4:n1*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n1*6-4:n1*6-2)
nRfu(n2*6-4:n2*6-2) = [aux2(2)*r*coss, aux2(1)*r*sine, u] &
+ nRfu(n2*6-4:n2*6-2)
if (i /= doy(1) .and. i /= doy(2) .and. j /= dox(1) .and. j /= dox(2)) then
nRfu(n2*6-5) = real(n2,kind(0.d0))
end if
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
end if
node => next_node
end do
end do
end do
! print*, "ID, AUX1", id, aux1
! print*, "FIM"
end subroutine comp_pot
function comp_Kglobal(malha,domx,domy,propriedade,np,id,t,ignore_mpi) result(K)
use linkedlist
use mod1
use data
use mod0
use mpi
type(prop_grupo), allocatable,dimension(:),intent(in) :: propriedade
integer, intent(in) :: domx(2),domy(2)
type(container), allocatable,dimension(:,:),intent(in) :: malha
type(data_ptr) :: ptr
real(dp) :: kb = 1.38064852E-23,K, auxres(8), nump, aux(2)
type(list_t), pointer :: node
integer ( kind = 4 ) :: np, ierr, id
logical, intent(in), OPTIONAL :: ignore_mpi
logical :: i_m
real(dp), intent(in) :: t
if (present(ignore_mpi)) then
i_m = ignore_mpi
else
i_m = .false.
end if
K = 0; nump = 0;
do i = domy(1),domy(2)
do j = domx(1),domx(2)
! print *, 'posição', i, ',', j
node => list_next(malha(i,j)%list)
do while (associated(node))
ptr = transfer(list_get(node), ptr)
!calcula a energia cinética atual
if (propriedade(ptr%p%grupo)%x_lockdelay <= t .and. propriedade(ptr%p%grupo)%ismolecule) then
K = 0.5*propriedade(ptr%p%grupo)%m*(ptr%p%v(1)**2+ptr%p%v(2)**2) + K
nump = nump +1
end if
node => list_next(node)
end do
end do
end do
! então o processo é paralelo, vamos juntar tudo
aux = [K, nump]
if (np > 1 .and. (.not. i_m)) then
call MPI_GATHER(aux, 2, MPI_DOUBLE_PRECISION, auxres, 2, MPI_DOUBLE_PRECISION, 0, MPI_COMM_WORLD, ierr)
if (id == 0) then
K = auxres(1)+auxres(3)+auxres(5)+auxres(7)
nump = auxres(2)+auxres(4)+auxres(6)+auxres(8)
auxres = [K,nump,K,nump,K,nump,K,nump]
end if
call MPI_SCATTER(auxres, 2, MPI_DOUBLE_PRECISION, aux, 2, MPI_DOUBLE_PRECISION, 0, MPI_COMM_WORLD, ierr)
end if
K = aux(1)/aux(2)
end function comp_Kglobal
!Corrige energia cinética/configura temepratura global
subroutine corr_Kglobal(malha,domx,domy,Td,propriedade, np,id,t, ignore_mpi)
use linkedlist
use mod1
use data
use mod0
use mpi
type(prop_grupo), allocatable,dimension(:),intent(in) :: propriedade
real(dp),intent(in) :: Td!energia cinética
real(dp) :: Temper,K,kb = 1.38064852E-23, beta
integer, intent(in) :: domx(2),domy(2)
type(container), allocatable,dimension(:,:),intent(in) :: malha
type(data_ptr) :: ptr
type(list_t), pointer :: node
integer ( kind = 4 ) :: np, id
real(dp), intent(in) :: t
logical, INTENT(IN), OPTIONAL :: ignore_mpi
!calcula temperatura atual
! T = (2/(Nf*kb))*Ekin com Nf = número de graus de liberadade
if (present(ignore_mpi)) then
Temper = comp_Kglobal(malha,domx,domy,propriedade,np,id,t,ignore_mpi)
else
Temper = comp_Kglobal(malha,domx,domy,propriedade,np,id,t)
end if
beta = sqrt(Td/Temper) ! aqui o T é o Beta
do i = domy(1),domy(2)
do j = domx(1),domx(2)
! print *, 'posição', i, ',', j
node => list_next(malha(i,j)%list)
do while (associated(node))
ptr = transfer(list_get(node), ptr)
if (propriedade(ptr%p%grupo)%x_lockdelay <= t .and. propriedade(ptr%p%grupo)%ismolecule) then
!calcula a energia cinética atual
ptr%p%v = beta*ptr%p%v ! aqui o T é o beta
end if
node => list_next(node)
end do
end do
end do
end subroutine corr_Kglobal
function comp_K(malha,domx,domy,s_cells,propriedade,np,id,t) result(K)
use linkedlist
use mod1
use data
use mod0
use mpi
type(prop_grupo), allocatable,dimension(:),intent(in) :: propriedade
integer, intent(in) :: domx(2),domy(2), s_cells(4) !selected cells
type(container), allocatable,dimension(:,:),intent(in) :: malha
type(data_ptr) :: ptr
real(dp) :: kb = 1.38064852E-23,K, auxres(8), nump, aux(2)
type(list_t), pointer :: node
integer ( kind = 4 ) :: np, ierr, id
real(dp), intent(in) :: t
K = 0; nump = 0;
do i = domy(1),domy(2)
do j = domx(1),domx(2)
if (j >= s_cells(1) .and. j <= s_cells(2) .and. i >= s_cells(3) .and. i <= s_cells(4)) then
node => list_next(malha(i,j)%list)
do while (associated(node))
ptr = transfer(list_get(node), ptr)
!calcula a energia cinética atual
if (propriedade(ptr%p%grupo)%x_lockdelay <= t .and. propriedade(ptr%p%grupo)%ismolecule) then
K = 0.5*propriedade(ptr%p%grupo)%m*(ptr%p%v(1)**2+ptr%p%v(2)**2) + K
nump = nump +1
end if
node => list_next(node)
end do
end if
end do
end do
! então o processo é paralelo, vamos juntar tudo
aux = [K, nump]
if (np > 1) then
call MPI_GATHER(aux, 2, MPI_DOUBLE_PRECISION, auxres, 2, MPI_DOUBLE_PRECISION, 0, MPI_COMM_WORLD, ierr)
if (id == 0) then
K = auxres(1)+auxres(3)+auxres(5)+auxres(7)
nump = auxres(2)+auxres(4)+auxres(6)+auxres(8)
auxres = [K,nump,K,nump,K,nump,K,nump]
end if
call MPI_SCATTER(auxres, 2, MPI_DOUBLE_PRECISION, aux, 2, MPI_DOUBLE_PRECISION, 0, MPI_COMM_WORLD, ierr)
end if
K = aux(1)/aux(2)
end function comp_K
subroutine corr_K(malha,domx,domy,ccells,hcells,Td_hot,Td_cold,propriedade, np,id,t)
use linkedlist
use mod1
use data
use mod0
use mpi
type(prop_grupo), allocatable,dimension(:),intent(in) :: propriedade
real(dp),intent(in) :: Td_hot, Td_cold !energia cinética
real(dp) :: T_hot, T_cold,K,kb = 1.38064852E-23, betac, betah
integer, intent(in) :: domx(2),domy(2), ccells(4), hcells(4)
type(container), allocatable,dimension(:,:),intent(in) :: malha
type(data_ptr) :: ptr
type(list_t), pointer :: node
integer ( kind = 4 ) :: np, id
real(dp), intent(in) :: t
!calcula temperatura atual
! T = (2/(Nf*kb))*Ekin com Nf = número de graus de liberadade
T_hot = comp_K(malha,domx,domy,hcells,propriedade,np,id,t)
T_cold = comp_K(malha,domx,domy,ccells,propriedade,np,id,t)
betac = sqrt(Td_cold/T_cold)
betah = sqrt(Td_hot/T_hot)
do i = domy(1),domy(2)
do j = domx(1),domx(2)
if (j >= ccells(1) .and. j <= ccells(2) .and. i >= ccells(3) .and. i <= ccells(4)) then
node => list_next(malha(i,j)%list)
do while (associated(node))
ptr = transfer(list_get(node), ptr)
if (propriedade(ptr%p%grupo)%x_lockdelay <= t .and. propriedade(ptr%p%grupo)%ismolecule) then
!calcula a energia cinética atual
ptr%p%v = betac*ptr%p%v ! aqui o T é o beta
end if
node => list_next(node)
end do
else if (j >= hcells(1) .and. j <= hcells(2) .and. i >= hcells(3) .and. i <= hcells(4)) then
node => list_next(malha(i,j)%list)
do while (associated(node))
ptr = transfer(list_get(node), ptr)
if (propriedade(ptr%p%grupo)%x_lockdelay <= t) then
!calcula a energia cinética atual
ptr%p%v = betah*ptr%p%v ! aqui o T é o beta
end if
node => list_next(node)
end do
end if
end do
end do
end subroutine corr_K
!força de ficção
function comp_fric(r,v,fric_term,sigma) result(f)
use mod1
real(dp), intent(in) :: r(2),v(2),fric_term,sigma
real(dp) :: f(2),aux
aux = (0.56*sigma**2*fric_term/(r(1)**2 + r(2)**2)**2)
if (aux > 0) f = aux*(v(1)*r(1)+v(2)*r(2))*[r(1),r(2)]
end function comp_fric
! atualiza forças
include 'comp_FT.f90'
! atualiza forças
subroutine comp_F(GField, mesh,malha,propriedade,r_cut,domx,domy, ids, id,wall, t)
use linkedlist
use mod1
use data
use mod0
use mpi
type(prop_grupo), allocatable,dimension(:),intent(in) :: propriedade
type(container), allocatable,dimension(:,:),intent(in) :: malha
real(dp), intent(in) :: GField(2), t
real(dp) :: sigma, epsil, sigma_a, epsil_a,sigma_b, epsil_b, rcut,r_cut, fric_term !fric_term = força de ficção
real(dp) :: x1(2),v1(2),x2(2),v2(2), rs1, rs2, coss, sine
integer :: i,j,ct = 0, dox(2), doy(2) !,ptr, ptrn
integer, intent(in) :: mesh(:),domx(2),domy(2), id
real(dp) :: Fi(2)=0,r, aux2(2),fR(2), fric_term1, fric_term2
type(list_t), pointer :: node, next_node
type(data_ptr) :: ptr,ptrn
integer ( kind = 4 ), intent(in) :: ids(8)
character(4), intent(in) :: wall
!Lennard Jones
fR = [0,0]
dox = domx
doy = domy
if (sum(ids(1:4)) > -4) then
!caso paralelo
if (domx(1) > 1) dox(1) = domx(1) - 1
if (domy(1) > 1) doy(1) = domy(1) - 1
if (domx(2) < mesh(1)+2) dox(2) = domx(2) + 1
if (domy(2) < mesh(2)+2) doy(2) = domy(2) + 1
else
dox = domx
doy = domy
end if
! em caso de parede elástica, não precisa ver as celulas fantasma
if (wall(1:2) == 'ee') then
if (doy(1) == 1) doy(1) = 2
if (doy(2) == mesh(2)+2) doy(2) = mesh(2)+1
end if
if (wall(3:4) == 'ee') then
if (dox(1) == 1) dox(1) = 2
if (dox(2) == mesh(1)+2) dox(2) = mesh(1)+1
end if
do i = doy(1),doy(2) ! i é linha
do j = dox(1),dox(2)
node => list_next(malha(i,j)%list)
! if (associated(node)) then
! ptr = transfer(list_get(node), ptr)
! ! print*, "L 253", ptr%p%n
! end if
do while (associated(node))
! print*, "Encontrada", ct, "celulas, id=", id
ptr = transfer(list_get(node), ptr) !particula selecionada
ptr%p%flag = .true. ! indica ao comp_x que a partícula precisa ser calculada
x1 = ptr%p%x
v1 = ptr%p%v
m1 = propriedade(ptr%p%grupo)%m
rs1 = propriedade(ptr%p%grupo)%rs !raio sólido
fric_term1 = propriedade(ptr%p%grupo)%fric_term
sigma_a = propriedade(ptr%p%grupo)%sigma
! rcut = r_cut*sigma
epsil_a = propriedade(ptr%p%grupo)%epsilon
if (propriedade(ptr%p%grupo)%x_lockdelay <= t) then
ptr%p%F = ptr%p%F + GField*m1
end if
! print '("x1 =", f10.6, " ", f10.6, " n ", i2, " cell ",i2," ",i2)',x1(1),x1(2), ptr%p%n,i,j
! if (id == 0) read(*,*)
!calcular a força desta com todas as outras partículas
next_node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
node => list_next(node) ! a ser computado com a particula selecionada
! NA PRÓPRIA CELULA
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
fric_term2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%fric_term
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + rs1 + rs2
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a *epsil_b )
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + rs1 + rs2
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a *epsil_b )
else
rcut = r_cut*sigma_a + rs1 + rs2
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
v2 = ptrn%p%v
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 389 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
fric_term = (fric_term1+fric_term2)/2
if (fric_term > 0) then
fR = comp_fric([-(x1(1)-x2(1))+ (rs1+rs2)*coss,-(x1(2)-x2(2))+(rs1+rs2)*sine], &
[-(v1(1)-v2(1)),-(v1(2)-v2(2))],fric_term,sigma)
end if
ptr%p%F = aux2 + ptr%p%F +fR
ptrn%p%F = -aux2 + ptrn%p%F - fR
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
!Células ao redor !i é linha, j é coluna
if (i /= mesh(2)+2) then ! se não for a última linha
if (j == mesh(1)+2) then ! se for a última coluna
node => list_next(malha(i+1,j)%list) !interagirá com a próxima linha apenas
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
fric_term2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%fric_term
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
v2 = ptrn%p%v
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 666 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
fric_term = (fric_term1+fric_term2)/2
if (fric_term > 0) then
fR = comp_fric([-(x1(1)-x2(1))+ (rs1+rs2)*coss,-(x1(2)-x2(2))+(rs1+rs2)*sine], &
[-(v1(1)-v2(1)),-(v1(2)-v2(2))],fric_term,sigma)
end if
ptr%p%F = aux2 + ptr%p%F +fR
ptrn%p%F = -aux2 + ptrn%p%F - fR
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
if (j /= 1) then !se não for a primeira coluna
node => list_next(malha(i+1,j-1)%list) !interagirá com a próxima linha apenas
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
fric_term2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%fric_term
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
v2 = ptrn%p%v
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 710 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
fric_term = (fric_term1+fric_term2)/2
if (fric_term > 0) then
fR = comp_fric([-(x1(1)-x2(1))+ (rs1+rs2)*coss,-(x1(2)-x2(2))+(rs1+rs2)*sine], &
[-(v1(1)-v2(1)),-(v1(2)-v2(2))],fric_term,sigma)
end if
ptr%p%F = aux2 + ptr%p%F +fR
ptrn%p%F = -aux2 + ptrn%p%F - fR
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
end if
else
!interagirá com a próxima linha e coluna, e na diagonal
node => list_next(malha(i,j+1)%list)
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
fric_term2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%fric_term
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
v2 = ptrn%p%v
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 757 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
fric_term = (fric_term1+fric_term2)/2
if (fric_term > 0) then
fR = comp_fric([-(x1(1)-x2(1))+ (rs1+rs2)*coss,-(x1(2)-x2(2))+(rs1+rs2)*sine], &
[-(v1(1)-v2(1)),-(v1(2)-v2(2))],fric_term,sigma)
end if
ptr%p%F = aux2 + ptr%p%F +fR
ptrn%p%F = -aux2 + ptrn%p%F - fR
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do
node => list_next(malha(i+1,j)%list) !interagirá com a próxima linha
do while (associated(node))
ptrn = transfer(list_get(node), ptrn) !outra particula selecionada
sigma_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%sigma
epsil_b = propriedade(ptrn%p%grupo)%epsilon
rs2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%rs
fric_term2 = propriedade(ptrn%p%grupo)%fric_term
! Lorenz-Betherlot rule for mixing epsilon sigma
if (sigma_a > sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else if (sigma_a < sigma_b) then
rcut = r_cut*sigma_b + (rs1 + rs2)
sigma = 0.5*(sigma_a + sigma_b)
epsil = sqrt(epsil_a*epsil_b)
else
rcut = r_cut*sigma_a + (rs1 + rs2)
sigma = sigma_a
epsil = epsil_a
end if
x2 = ptrn%p%x
v2 = ptrn%p%v
r = sqrt((x1(1)-x2(1))**2 + (x1(2)-x2(2))**2)
coss = (x1(1)-x2(1))/r
sine = (x1(2)-x2(2))/r
r = r - rs1 - rs2 !raio
! print*, "L 798 r", r, "id",id
if (r <= rcut) then
aux2 = -(1/r**2)*(sigma/r)**6*(1-2*(sigma/r)**6)*24*epsil* &
[(x1(1)-x2(1)) - (rs1+rs2)*coss, (x1(2)-x2(2)) - (rs1+rs2)*sine]
fric_term = (fric_term1+fric_term2)/2
if (fric_term > 0) then
fR = comp_fric([-(x1(1)-x2(1))+ (rs1+rs2)*coss,-(x1(2)-x2(2))+(rs1+rs2)*sine], &
[-(v1(1)-v2(1)),-(v1(2)-v2(2))],fric_term,sigma)
end if
ptr%p%F = aux2 + ptr%p%F +fR
ptrn%p%F = -aux2 + ptrn%p%F - fR
end if
node => list_next(node) ! próxima partícula da célula
end do