Trisurf Monte Carlo simulator
mihaf
2014-03-07 b866cf902b92a94fb438e40a24dae0a89fa2afec
commit | author | age
aec47d 1 #include<stdlib.h>
SP 2 #include<math.h>
3 #include "general.h"
4 #include "vertex.h"
5 #include "bond.h"
6 #include "triangle.h"
7 #include "vesicle.h"
8 #include "energy.h"
9 #include "timestep.h"
10 #include "cell.h"
30ee9c 11 #include "bondflip.h"
aec47d 12 //#include "io.h"
SP 13 #include<stdio.h>
14
15 ts_bool single_bondflip_timestep(ts_vesicle *vesicle, ts_bond *bond, ts_double *rn){
16 /*c  Vertex and triangle (lm and lp) indexing for bond flip:
17 c      +----- k-------+              +----- k ------+
18 c      |lm1 / | \ lp1 |              |lm1 /   \ lp1 |
19 c      |  /   |   \   |              |  /       \   |
20 c      |/     |     \ |     FLIP     |/    lm     \ |
21 c     km  lm  | lp   kp    --->      km ---------- kp  
22 c      |\     |     / |              |\    lp     / |  
23 c      |  \   |   /   |              |  \       /   |
24 c      |lm2 \ | / lp2 |              |lm2 \   / lp2 |
25 c      +------it------+              +----- it -----+
26 c
27 */
28     ts_vertex *it=bond->vtx1;
29     ts_vertex *k=bond->vtx2;
30     ts_uint nei,neip,neim;
b866cf 31     ts_uint i,j;
aec47d 32     ts_double oldenergy, delta_energy;
b866cf 33     ts_triangle *lm=NULL,*lp=NULL, *lp1=NULL, *lm2=NULL;
aec47d 34
SP 35     ts_vertex *kp,*km;
36
37     if(it->neigh_no< 3) return TS_FAIL;
38     if(k->neigh_no< 3) return TS_FAIL;
39     if(k==NULL || it==NULL){
40         fatal("In bondflip, number of neighbours of k or it is less than 3!",999);
41     }
42
30ee9c 43     nei=0;
aec47d 44     for(i=0;i<it->neigh_no;i++){ // Finds the nn of it, that is k 
SP 45         if(it->neigh[i]==k){
46             nei=i;
47             break;
48         }
49     }
50     neip=nei+1;  // I don't like it.. Smells like I must have it in correct order
51     neim=nei-1;
52     if(neip>=it->neigh_no) neip=0;
53     if((ts_int)neim<0) neim=it->neigh_no-1; /* casting is essential... If not
54 there the neim is never <0 !!! */
55   //  fprintf(stderr,"The numbers are: %u %u\n",neip, neim);
56     km=it->neigh[neim];  // We located km and kp
57     kp=it->neigh[neip];
58
59     if(km==NULL || kp==NULL){
60         fatal("In bondflip, cannot determine km and kp!",999);
61     }
62
63   //  fprintf(stderr,"I WAS HERE! after the 4 vertices are known!\n");
64
65 /* test if the membrane is wrapped too much, so that kp is nearest neighbour of
66  * km. If it is true, then don't flip! */
67     for(i=0;i<km->neigh_no;i++){
68         if(km->neigh[i] == kp) return TS_FAIL;
69     }
70  //   fprintf(stderr,"Membrane didn't wrap too much.. Continue.\n");
71 /* if bond would be too long, return... */
30ee9c 72     if(vtx_distance_sq(km,kp) > vesicle->dmax ) return TS_FAIL;
aec47d 73  //   fprintf(stderr,"Bond will not be too long.. Continue.\n");
SP 74
75 /* we make a bond flip. this is different than in original fortran */
b866cf 76 // find lm, lp
aec47d 77 // 1. step. We find lm and lp from k->tristar !
SP 78     for(i=0;i<it->tristar_no;i++){
79         for(j=0;j<k->tristar_no;j++){
80             if((it->tristar[i] == k->tristar[j])){ //ce gre za skupen trikotnik
81                 if((it->tristar[i]->vertex[0] == km || it->tristar[i]->vertex[1]
82 == km || it->tristar[i]->vertex[2]== km )){
83                 lm=it->tristar[i];
84          //       lmidx=i;
85                 }
86                 else
87                 {
88                 lp=it->tristar[i];
89          //       lpidx=i;
90                 }
91
92             }
93         }
94     }
95 if(lm==NULL || lp==NULL) fatal("ts_flip_bond: Cannot find triangles lm and lp!",999);
96
97 //we look for important triangles lp1 and lm2.
98
99  for(i=0;i<k->tristar_no;i++){
100         for(j=0;j<kp->tristar_no;j++){
101                 if((k->tristar[i] == kp->tristar[j]) && k->tristar[i]!=lp){ //ce gre za skupen trikotnik
102                     lp1=k->tristar[i];
103             }
104         }
105 }
106
107  for(i=0;i<it->tristar_no;i++){
108         for(j=0;j<km->tristar_no;j++){
109             if((it->tristar[i] == km->tristar[j]) && it->tristar[i]!=lm){ //ce gre za skupen trikotnik
110                     lm2=it->tristar[i];
111             } 
112         }
113     }
114
115 if(lm2==NULL || lp1==NULL) fatal("ts_flip_bond: Cannot find triangles lm2 and lp1!",999);
b866cf 116  //   fprintf(stderr,"I WAS HERE! Before bondflip!\n");
M 117  //   fprintf(stderr,"%e, %e, %e\n", lm->xnorm, lm->ynorm, lm->znorm);
118     
119     ts_flip_bond(k,it,km,kp, bond,lm, lp, lm2, lp1);
120 //    fprintf(stderr,"I WAS HERE! Bondflip successful!\n");
aec47d 121
b866cf 122   oldenergy=0;
M 123   oldenergy+=k->xk* k->energy;
124   oldenergy+=kp->xk* kp->energy;
125   oldenergy+=km->xk* km->energy;
126   oldenergy+=it->xk* it->energy;
127     //Neigbours don't change its energy.
aec47d 128
SP 129
130
b866cf 131 /* Calculating the new energy */
M 132   delta_energy=0;
133   delta_energy+=k->xk* k->energy;
134   delta_energy+=kp->xk* kp->energy;
135   delta_energy+=km->xk* km->energy;
136   delta_energy+=it->xk* it->energy;
137     //Neigbours don't change its energy.
138   delta_energy-=oldenergy;
139  // fprintf(stderr,"I WAS HERE! Got energy!\n");
140 /* MONTE CARLO */
141     if(delta_energy>=0){
142 #ifdef TS_DOUBLE_DOUBLE
143         if(exp(-delta_energy)< drand48() )
144 #endif
145 #ifdef TS_DOUBLE_FLOAT
146         if(expf(-delta_energy)< (ts_float)drand48())
147 #endif
148 #ifdef TS_DOUBLE_LONGDOUBLE
149         if(expl(-delta_energy)< (ts_ldouble)drand48())
150 #endif
151         {
152             //not accepted, reverting changes
153 //            fprintf(stderr,"Failed to move, due to MC\n");
aec47d 154
b866cf 155             ts_flip_bond(kp,km,k,it, bond, lm,lp,lm2,lp1);
M 156 //    fprintf(stderr,"%e, %e, %e\n", lp->xnorm, lp->ynorm, lp->znorm);
157             return TS_FAIL;
158         }
159     }
160      /* IF BONDFLIP ACCEPTED, THEN RETURN SUCCESS! */
161 //            fprintf(stderr,"SUCCESS!!!\n");
162     return TS_SUCCESS;
aec47d 163 }
SP 164
165
b866cf 166 ts_bool ts_flip_bond(ts_vertex *k,ts_vertex *it,ts_vertex *km, ts_vertex *kp,
M 167 ts_bond *bond, ts_triangle *lm, ts_triangle *lp, ts_triangle *lm2, ts_triangle *lp1){
168
169     ts_uint i; //lmidx, lpidx;
170 if(k==NULL || it==NULL || km==NULL || kp==NULL){
171     fatal("ts_flip_bond: You called me with invalid pointers to vertices",999);
172 }
aec47d 173 // 2. step. We change the triangle vertices... (actual bond flip)
SP 174     for(i=0;i<3;i++) if(lm->vertex[i]== it) lm->vertex[i]= kp;
175     for(i=0;i<3;i++) if(lp->vertex[i]== k) lp->vertex[i]= km;
e19e79 176 //fprintf(stderr,"2. step: actual bondflip made\n");
aec47d 177 // 2a. step. If any changes in triangle calculations must be done, do it here!
SP 178 //   * normals are recalculated here
179     triangle_normal_vector(lp);
180     triangle_normal_vector(lm);
e19e79 181 //fprintf(stderr,"2a. step: triangle normals recalculated\n");
aec47d 182 // 3. step. Correct neighbours in vertex_list
SP 183
184
30ee9c 185             vtx_remove_neighbour(k,it);
306559 186 //            vtx_remove_neighbour(it,k);
e19e79 187 //fprintf(stderr,"3. step (PROGRESS): removed k and it neighbours\n");
306559 188     
aec47d 189             //Tukaj pa nastopi tezava... Kam dodati soseda?
30ee9c 190             vtx_insert_neighbour(km,kp,k);
SP 191             vtx_insert_neighbour(kp,km,it);
aec47d 192 //            vertex_add_neighbour(km,kp); //pazi na vrstni red.
SP 193 //            vertex_add_neighbour(kp,km);
e19e79 194 //fprintf(stderr,"3. step: vertex neighbours corrected\n");
aec47d 195
SP 196 // 3a. step. If any changes to ts_vertex, do it here!
197 //   bond_length calculatons not required for it is done in energy.c
198
199 // 4. step. Correct bond_list (don't know why I still have it!)
200             bond->vtx1=km;
201             bond->vtx2=kp;
202 //fprintf(stderr,"4. step: bondlist corrected\n");
203
204
205 // 5. step. Correct neighbouring triangles 
206    
207     triangle_remove_neighbour(lp,lp1);
e19e79 208   //  fprintf(stderr,".\n");
aec47d 209     triangle_remove_neighbour(lp1,lp);
SP 210   //  fprintf(stderr,".\n");
211     triangle_remove_neighbour(lm,lm2);
212   //  fprintf(stderr,".\n");
213     triangle_remove_neighbour(lm2,lm);
214    
215     triangle_add_neighbour(lm,lp1);    
216     triangle_add_neighbour(lp1,lm);
217     triangle_add_neighbour(lp,lm2);  //Vrstni red?!
218     triangle_add_neighbour(lm2,lp);
219
220 //fprintf(stderr,"5. step: triangle neigbours corrected\n");
221
222
223 // 6. step. Correct tristar for vertices km, kp, k and it
224             vertex_add_tristar(km,lp);  // Preveri vrstni red!
225             vertex_add_tristar(kp,lm);
30ee9c 226             vtx_remove_tristar(it,lm);
SP 227             vtx_remove_tristar(k,lp);
aec47d 228 //fprintf(stderr,"6. step: tristar corrected\n");
SP 229   energy_vertex(k);
230   energy_vertex(kp);
231   energy_vertex(km);
232   energy_vertex(it);
233 // END modifications to data structure!
234     return TS_SUCCESS;
235 }