Fix

Samo Penic

2016-03-03 a99f2bb2d3af25b4cc14848647522c1997862652

 src/vertexmove.c

@@ -1,3 +1,4 @@
/* vim: set ts=4 sts=4 sw=4 noet : */
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#include "general.h"
@@ -9,19 +10,21 @@
#include "timestep.h"
#include "cell.h"
//#include "io.h"
#include "io.h"
#include<stdio.h>
#include "vertexmove.h"
#include <string.h>
#include "constvol.h"

ts_bool single_verticle_timestep(ts_vesicle *vesicle,ts_vertex *vtx,ts_double *rn){
    ts_uint i;
    ts_double dist;
    ts_bool retval; 
    ts_uint cellidx; 
    ts_double delta_energy,oenergy;
    ts_double delta_energy, delta_energy_cv,oenergy,dvol=0.0, darea=0.0;
    ts_double costheta,sintheta,phi,r;
   //This will hold all the information of vtx and its neighbours
   ts_vertex backupvtx[20];
   ts_vertex backupvtx[20], *constvol_vtx_moved=NULL, *constvol_vtx_backup=NULL;
   memcpy((void *)&backupvtx[0],(void *)vtx,sizeof(ts_vertex));

   //Some stupid tests for debugging cell occupation!
@@ -39,7 +42,7 @@
//       vtx->y=vtx->y+vesicle->stepsize*(2.0*rn[1]-1.0);
//       vtx->z=vtx->z+vesicle->stepsize*(2.0*rn[2]-1.0);

   //random move in a sphere with radius stepsize:
//random move in a sphere with radius stepsize:
   r=vesicle->stepsize*rn[0];
   phi=rn[1]*2*M_PI;
   costheta=2*rn[2]-1;
@@ -49,33 +52,61 @@
   vtx->z=vtx->z+r*costheta;


       //distance with neighbours check
//distance with neighbours check
    for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
        dist=vtx_distance_sq(vtx,vtx->neigh[i]);
        if(dist<1.0 || dist>vesicle->dmax) {
          vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
          return TS_FAIL;
      }
    }

// Distance with grafted poly-vertex check:	
   if(vtx->grafted_poly!=NULL){
      dist=vtx_distance_sq(vtx,vtx->grafted_poly->vlist->vtx[0]);
        if(dist<1.0 || dist>vesicle->dmax) {
      vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
      return TS_FAIL;
      }
    }
    //self avoidance check with distant vertices
     cellidx=vertex_self_avoidance(vesicle, vtx);
    //check occupation number
     retval=cell_occupation_number_and_internal_proximity(vesicle->clist,cellidx,vtx);
	
   }

// TODO: Maybe faster if checks only nucleus-neighboring cells
// Nucleus penetration check:
   if (vtx->x*vtx->x + vtx->y*vtx->y + vtx->z*vtx->z < vesicle->R_nucleus){
      vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
      return TS_FAIL;
   }

//self avoidance check with distant vertices
   cellidx=vertex_self_avoidance(vesicle, vtx);
   //check occupation number
   retval=cell_occupation_number_and_internal_proximity(vesicle->clist,cellidx,vtx);

    if(retval==TS_FAIL){
      vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
        return TS_FAIL;
    } 
   
 
    //if all the tests are successful, then energy for vtx and neighbours is calculated
//if all the tests are successful, then energy for vtx and neighbours is calculated
   for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
   memcpy((void *)&backupvtx[i+1],(void *)vtx->neigh[i],sizeof(ts_vertex));
   }

   if(vesicle->pswitch == 1 || vesicle->tape->constvolswitch>0){
      for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) dvol-=vtx->tristar[i]->volume;
   }

    if(vesicle->tape->constareaswitch==2){
      for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) darea-=vtx->tristar[i]->area;
    
    }

    delta_energy=0;
    
//    vesicle_volume(vesicle);
//    fprintf(stderr,"Volume in the beginning=%1.16e\n", vesicle->volume);

    //update the normals of triangles that share bead i.
    for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) triangle_normal_vector(vtx->tristar[i]);
   oenergy=vtx->energy;
@@ -88,19 +119,76 @@
        delta_energy+=vtx->neigh[i]->xk*(vtx->neigh[i]->energy-oenergy);
    }

   if(vesicle->pswitch == 1 || vesicle->tape->constvolswitch >0){
      for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) dvol+=vtx->tristar[i]->volume;
        if(vesicle->pswitch==1) delta_energy-=vesicle->pressure*dvol;
   };

    if(vesicle->tape->constareaswitch==2){
        /* check whether the darea is gt epsarea */
      for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) darea+=vtx->tristar[i]->area;
        if(fabs(vesicle->area+darea-A0)>epsarea){
           //restore old state.
          vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
              for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
                 vtx->neigh[i]=memcpy((void *)vtx->neigh[i],(void *)&backupvtx[i+1],sizeof(ts_vertex));
              }
                  for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) triangle_normal_vector(vtx->tristar[i]); 
                  //fprintf(stderr,"fajlam!\n");
                  return TS_FAIL;
      }


    }

   if(vesicle->tape->constvolswitch==2){
      /*check whether the dvol is gt than epsvol */
         //fprintf(stderr,"DVOL=%1.16e\n",dvol);
      if(fabs(vesicle->volume+dvol-V0)>epsvol){
         //restore old state.
          vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
              for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
                 vtx->neigh[i]=memcpy((void *)vtx->neigh[i],(void *)&backupvtx[i+1],sizeof(ts_vertex));
              }
                  for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) triangle_normal_vector(vtx->tristar[i]); 
                  //fprintf(stderr,"fajlam!\n");
                  return TS_FAIL;
      }

   } else
//    vesicle_volume(vesicle);
//    fprintf(stderr,"Volume before=%1.16e\n", vesicle->volume);
   if(vesicle->tape->constvolswitch == 1){
        retval=constvolume(vesicle, vtx, -dvol, &delta_energy_cv, &constvol_vtx_moved,&constvol_vtx_backup);
        if(retval==TS_FAIL){ // if we couldn't move the vertex to assure constant volume
            vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
           for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
              vtx->neigh[i]=memcpy((void *)vtx->neigh[i],(void *)&backupvtx[i+1],sizeof(ts_vertex));
           }
            for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) triangle_normal_vector(vtx->tristar[i]); 
 //           fprintf(stderr,"fajlam!\n");
            return TS_FAIL;
        }
//    vesicle_volume(vesicle);
//    fprintf(stderr,"Volume after=%1.16e\n", vesicle->volume);
//    fprintf(stderr,"Volume after-dvol=%1.16e\n", vesicle->volume-dvol);
//    fprintf(stderr,"Denergy before=%e\n",delta_energy);
    
    delta_energy+=delta_energy_cv;
//    fprintf(stderr,"Denergy after=%e\n",delta_energy);
    }
/* No poly-bond energy for now!
   if(vtx->grafted_poly!=NULL){
      delta_energy+=
         (pow(sqrt(vtx_distance_sq(vtx, vtx->grafted_poly->vlist->vtx[0])-1),2)-
         pow(sqrt(vtx_distance_sq(&backupvtx[0], vtx->grafted_poly->vlist->vtx[0])-1),2)) *vtx->grafted_poly->k;
		
	
   }

*/
//   fprintf(stderr, "DE=%f\n",delta_energy);
    //MONTE CARLOOOOOOOO
    if(delta_energy>=0){
#ifdef TS_DOUBLE_DOUBLE
        if(exp(-delta_energy)< drand48() )
        if(exp(-delta_energy)< drand48())
#endif
#ifdef TS_DOUBLE_FLOAT
        if(expf(-delta_energy)< (ts_float)drand48())
@@ -110,6 +198,7 @@
#endif
    {
    //not accepted, reverting changes
  //  fprintf(stderr,"MC failed\n");
   vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
   for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
      vtx->neigh[i]=memcpy((void *)vtx->neigh[i],(void *)&backupvtx[i+1],sizeof(ts_vertex));
@@ -118,10 +207,18 @@
    //update the normals of triangles that share bead i.
   for(i=0;i<vtx->tristar_no;i++) triangle_normal_vector(vtx->tristar[i]);

//    fprintf(stderr, "before vtx(x,y,z)=%e,%e,%e\n",constvol_vtx_moved->x, constvol_vtx_moved->y, constvol_vtx_moved->z);
    if(vesicle->tape->constvolswitch == 1){
        constvolumerestore(constvol_vtx_moved,constvol_vtx_backup);
    }
//    fprintf(stderr, "after vtx(x,y,z)=%e,%e,%e\n",constvol_vtx_moved->x, constvol_vtx_moved->y, constvol_vtx_moved->z);
//    vesicle_volume(vesicle);
//    fprintf(stderr,"Volume after fail=%1.16e\n", vesicle->volume);
    return TS_FAIL; 
    }
}
		
   //accepted	
 //   fprintf(stderr,"MC accepted\n");
//   oldcellidx=vertex_self_avoidance(vesicle, &backupvtx[0]);
   if(vtx->cell!=vesicle->clist->cell[cellidx]){
      retval=cell_add_vertex(vesicle->clist->cell[cellidx],vtx);
@@ -129,8 +226,21 @@
      if(retval==TS_SUCCESS) cell_remove_vertex(backupvtx[0].cell,vtx);
      
   }

    if(vesicle->tape->constvolswitch == 2){
   vesicle->volume+=dvol;
    } else
    if(vesicle->tape->constvolswitch == 1){
        constvolumeaccept(vesicle,constvol_vtx_moved,constvol_vtx_backup);
    }

    if(vesicle->tape->constareaswitch==2){
        vesicle->area+=darea;
    }
//   if(oldcellidx);
    //END MONTE CARLOOOOOOO
//    vesicle_volume(vesicle);
//    fprintf(stderr,"Volume after success=%1.16e\n", vesicle->volume);
    return TS_SUCCESS;
}

@@ -139,11 +249,12 @@
   ts_uint i;
   ts_bool retval; 
   ts_uint cellidx; 
   ts_double delta_energy;
//   ts_double delta_energy;
   ts_double costheta,sintheta,phi,r;
   ts_double dist;
   //This will hold all the information of vtx and its neighbours
   ts_vertex backupvtx;
   ts_bond backupbond[2];
//   ts_bond backupbond[2];
   memcpy((void *)&backupvtx,(void *)vtx,sizeof(ts_vertex));

   //random move in a sphere with radius stepsize:
@@ -157,13 +268,23 @@


   //distance with neighbours check
//   for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
//   dist=vtx_distance_sq(vtx,vtx->neigh[i]);
//   if(dist<1.0 || dist>vesicle->dmax) {
//   vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx[0],sizeof(ts_vertex));
//   return TS_FAIL;
//      }
//   }
   for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
      dist=vtx_distance_sq(vtx,vtx->neigh[i]);
      if(dist<1.0 || dist>vesicle->dmax) {
         vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx,sizeof(ts_vertex));
         return TS_FAIL;
      }
   }

// Distance with grafted vesicle-vertex check:	
   if(vtx==poly->vlist->vtx[0]){
      dist=vtx_distance_sq(vtx,poly->grafted_vtx);
        if(dist<1.0 || dist>vesicle->dmax) {
      vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx,sizeof(ts_vertex));
      return TS_FAIL;
      }
   }


   //self avoidance check with distant vertices
   cellidx=vertex_self_avoidance(vesicle, vtx);
@@ -177,6 +298,7 @@


   //if all the tests are successful, then energy for vtx and neighbours is calculated
/* Energy ignored for now!
   delta_energy=0;
   for(i=0;i<vtx->bond_no;i++){
      memcpy((void *)&backupbond[i],(void *)vtx->bond[i],sizeof(ts_bond));
@@ -214,6 +336,7 @@
    return TS_FAIL; 
   }
   }
*/
      
//   oldcellidx=vertex_self_avoidance(vesicle, &backupvtx[0]);
   if(vtx->cell!=vesicle->clist->cell[cellidx]){
@@ -225,3 +348,122 @@
    //END MONTE CARLOOOOOOO
    return TS_SUCCESS;
}




ts_bool single_filament_vertex_move(ts_vesicle *vesicle,ts_poly *poly,ts_vertex *vtx,ts_double *rn){
   ts_uint i;
   ts_bool retval; 
   ts_uint cellidx; 
   ts_double delta_energy;
   ts_double costheta,sintheta,phi,r;
   ts_double dist[2];
   //This will hold all the information of vtx and its neighbours
   ts_vertex backupvtx,backupneigh[2];
   ts_bond backupbond[2];

   //backup vertex:		
   memcpy((void *)&backupvtx,(void *)vtx,sizeof(ts_vertex));

   //random move in a sphere with radius stepsize:
   r=vesicle->stepsize*rn[0];
   phi=rn[1]*2*M_PI;
   costheta=2*rn[2]-1;
   sintheta=sqrt(1-pow(costheta,2));
   vtx->x=vtx->x+r*sintheta*cos(phi);
   vtx->y=vtx->y+r*sintheta*sin(phi);
   vtx->z=vtx->z+r*costheta;


   //distance with neighbours check
   for(i=0;i<vtx->bond_no;i++){
      dist[i]=vtx_distance_sq(vtx->bond[i]->vtx1,vtx->bond[i]->vtx2);
      if(dist[i]<1.0 || dist[i]>vesicle->dmax) {
         vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx,sizeof(ts_vertex));
         return TS_FAIL;
      }
   }

// TODO: Maybe faster if checks only nucleus-neighboring cells
// Nucleus penetration check:
   if (vtx->x*vtx->x + vtx->y*vtx->y + vtx->z*vtx->z < vesicle->R_nucleus){
      vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx,sizeof(ts_vertex));
      return TS_FAIL;
   }


   //self avoidance check with distant vertices
   cellidx=vertex_self_avoidance(vesicle, vtx);
   //check occupation number
   retval=cell_occupation_number_and_internal_proximity(vesicle->clist,cellidx,vtx);
   if(retval==TS_FAIL){
      vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx,sizeof(ts_vertex));
        return TS_FAIL;
   } 

   //backup bonds
   for(i=0;i<vtx->bond_no;i++){
      memcpy(&backupbond[i],vtx->bond[i], sizeof(ts_bond));
      vtx->bond[i]->bond_length=sqrt(dist[i]);
      bond_vector(vtx->bond[i]);
   }

   //backup neighboring vertices:
   for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
      memcpy(&backupneigh[i],vtx->neigh[i], sizeof(ts_vertex));
   }
	
   //if all the tests are successful, then energy for vtx and neighbours is calculated
   delta_energy=0;
	
   if(vtx->bond_no == 2){
      vtx->energy = -(vtx->bond[0]->x*vtx->bond[1]->x + vtx->bond[0]->y*vtx->bond[1]->y + vtx->bond[0]->z*vtx->bond[1]->z)/vtx->bond[0]->bond_length/vtx->bond[1]->bond_length;
      delta_energy += vtx->energy - backupvtx.energy;
   }

   for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
      if(vtx->neigh[i]->bond_no == 2){
         vtx->neigh[i]->energy = -(vtx->neigh[i]->bond[0]->x*vtx->neigh[i]->bond[1]->x + vtx->neigh[i]->bond[0]->y*vtx->neigh[i]->bond[1]->y + vtx->neigh[i]->bond[0]->z*vtx->neigh[i]->bond[1]->z)/vtx->neigh[i]->bond[0]->bond_length/vtx->neigh[i]->bond[1]->bond_length;
         delta_energy += vtx->neigh[i]->energy - backupneigh[i].energy;
      }
   }

   // poly->k is filament persistence length (in units l_min)
   delta_energy *= poly->k;

   if(delta_energy>=0){
#ifdef TS_DOUBLE_DOUBLE
        if(exp(-delta_energy)< drand48() )
#endif
#ifdef TS_DOUBLE_FLOAT
        if(expf(-delta_energy)< (ts_float)drand48())
#endif
#ifdef TS_DOUBLE_LONGDOUBLE
        if(expl(-delta_energy)< (ts_ldouble)drand48())
#endif
       {
   //not accepted, reverting changes
   vtx=memcpy((void *)vtx,(void *)&backupvtx,sizeof(ts_vertex));
   for(i=0;i<vtx->neigh_no;i++){
      memcpy(vtx->neigh[i],&backupneigh[i],sizeof(ts_vertex));
   }
   for(i=0;i<vtx->bond_no;i++){
      vtx->bond[i]=memcpy((void *)vtx->bond[i],(void *)&backupbond[i],sizeof(ts_bond));
   }

    return TS_FAIL; 
   }
   }
	
	
//   oldcellidx=vertex_self_avoidance(vesicle, &backupvtx[0]);
   if(vtx->cell!=vesicle->clist->cell[cellidx]){
      retval=cell_add_vertex(vesicle->clist->cell[cellidx],vtx);
//      if(retval==TS_SUCCESS) cell_remove_vertex(vesicle->clist->cell[oldcellidx],vtx);
      if(retval==TS_SUCCESS) cell_remove_vertex(backupvtx.cell,vtx);	
   }
//   if(oldcellidx);
    //END MONTE CARLOOOOOOO
    return TS_SUCCESS;
}