src/energy.c

@@ -9,6 +9,18 @@
#include <gsl/gsl_vector_complex.h>
#include <gsl/gsl_matrix.h>
#include <gsl/gsl_eigen.h>



int cmpfunc(const void *x, const void *y)
{
    double diff=    fabs(*(double*)x) - fabs(*(double*)y);
    if(diff<0) return 1;
    else return -1;
}



/** @brief Wrapper that calculates energy of every vertex in vesicle
 *  
 *  Function calculated energy of every vertex in vesicle. It can be used in
@@ -108,6 +120,7 @@
    ts_vertex *it, *k, *kp,*km;
    ts_triangle *lm=NULL, *lp=NULL;
    ts_double sumnorm;
    ts_double temp_length;


    ts_double Se11, Se21, Se22, Se31, Se32, Se33;
@@ -115,18 +128,20 @@
    ts_double We;
    ts_double Av, We_Av;

    ts_double eigenval[3];

    gsl_matrix *gsl_Sv=gsl_matrix_alloc(3,3);
    gsl_vector_complex *Sv_eigen=gsl_vector_complex_alloc(3);
    gsl_eigen_nonsymm_workspace *workspace=gsl_eigen_nonsymm_alloc(3);
    gsl_vector *Sv_eigen=gsl_vector_alloc(3);
    gsl_eigen_symm_workspace *workspace=gsl_eigen_symm_alloc(3);

    ts_double mprod[7], phi[7], he[7];
    ts_double Sv[3][3]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};
    // Here edge vector is calculated
//    fprintf(stderr, "Vertex has neighbours=%d\n", vtx->neigh_no);
    for(jj=0;jj<vtx->neigh_no;jj++){
    edge_vector_x[jj]=vtx->neigh[jj]->x-vtx->x;
    edge_vector_y[jj]=vtx->neigh[jj]->y-vtx->y;
    edge_vector_z[jj]=vtx->neigh[jj]->z-vtx->z;




    Av=0;
    for(i=0; i<vtx->tristar_no; i++){
        vertex_normal_x=vertex_normal_x + vtx->tristar[i]->xnorm*vtx->tristar[i]->area;
@@ -134,6 +149,10 @@
        vertex_normal_z=vertex_normal_z + vtx->tristar[i]->znorm*vtx->tristar[i]->area;
        Av+=vtx->tristar[i]->area/3;
    }
    temp_length=sqrt(pow(vertex_normal_x,2)+pow(vertex_normal_y,2)+pow(vertex_normal_z,2));
    vertex_normal_x=vertex_normal_x/temp_length;
    vertex_normal_y=vertex_normal_y/temp_length;
    vertex_normal_z=vertex_normal_z/temp_length;

    Pv11=1-vertex_normal_x*vertex_normal_x;
    Pv22=1-vertex_normal_y*vertex_normal_y;
@@ -142,6 +161,22 @@
    Pv31=vertex_normal_x*vertex_normal_z;
    Pv32=vertex_normal_y*vertex_normal_z;




    for(jj=0;jj<vtx->neigh_no;jj++){
    edge_vector_x[jj]=vtx->neigh[jj]->x-vtx->x;
    edge_vector_y[jj]=vtx->neigh[jj]->y-vtx->y;
    edge_vector_z[jj]=vtx->neigh[jj]->z-vtx->z;

    //Here we calculate normalized edge vector

    temp_length=sqrt(edge_vector_x[jj]*edge_vector_x[jj]+edge_vector_y[jj]*edge_vector_y[jj]+edge_vector_z[jj]*edge_vector_z[jj]);
    edge_vector_x[jj]=edge_vector_x[jj]/temp_length;
    edge_vector_y[jj]=edge_vector_y[jj]/temp_length;
    edge_vector_z[jj]=edge_vector_z[jj]/temp_length;

    //end normalization
//    printf("(%f %f %f)\n", vertex_normal_x, vertex_normal_y, vertex_normal_z);


@@ -186,6 +221,8 @@
    }
if(lm==NULL || lp==NULL) fatal("energy_vertex: Cannot find triangles lm and lp!",233);

    //Triangle normals are NORMALIZED!

    sumnorm=sqrt( pow((lm->xnorm + lp->xnorm),2) + pow((lm->ynorm + lp->ynorm), 2) + pow((lm->znorm + lp->znorm), 2));

    edge_normal_x[jj]=(lm->xnorm+ lp->xnorm)/sumnorm;
@@ -199,9 +236,11 @@


    mprod[jj]=it->x*(k->y*edge_vector_z[jj]-edge_vector_y[jj]*k->z)-it->y*(k->x*edge_vector_z[jj]-k->z*edge_vector_x[jj])+it->z*(k->x*edge_vector_y[jj]-k->y*edge_vector_x[jj]);
    phi[jj]=copysign(acos(lm->xnorm*lp->xnorm+lm->ynorm*lp->ynorm+lm->znorm*lp->znorm),mprod[jj])+M_PI;
    he[jj]=2.0*sqrt( pow((edge_vector_x[jj]*2),2) + pow((edge_vector_y[jj]*2), 2) + pow((edge_vector_z[jj]*2), 2))*cos(phi[jj]/2.0);

    phi[jj]=copysign(acos(lm->xnorm*lp->xnorm+lm->ynorm*lp->ynorm+lm->znorm*lp->znorm-1e-15),mprod[jj])+M_PI;
//    printf("ACOS arg=%e\n", lm->xnorm*lp->xnorm+lm->ynorm*lp->ynorm+lm->znorm*lp->znorm);
    //he was multiplied with 2 before...
    he[jj]=sqrt( pow((edge_vector_x[jj]),2) + pow((edge_vector_y[jj]), 2) + pow((edge_vector_z[jj]), 2))*cos(phi[jj]/2.0);
//    printf("phi[%d]=%f\n", jj,phi[jj]);

    Se11=edge_binormal_x[jj]*edge_binormal_x[jj]*he[jj];
    Se21=edge_binormal_x[jj]*edge_binormal_y[jj]*he[jj];
@@ -226,7 +265,7 @@
    Sv[2][2]+=We_Av* (Pv31*(Pv31*Se11+Pv32*Se21+Pv33*Se31)+Pv32*(Pv31*Se21+Pv32*Se22+Pv33*Se32)+Pv33*(Pv31*Se31+Pv32*Se32+Pv33*Se33));
//    printf("(%f %f %f); (%f %f %f); (%f %f %f)\n", edge_vector_x[jj], edge_vector_y[jj], edge_vector_z[jj], edge_normal_x[jj], edge_normal_y[jj], edge_normal_z[jj], edge_binormal_x[jj], edge_binormal_y[jj], edge_binormal_z[jj]);

    }
    } // END FOR JJ

    gsl_matrix_set(gsl_Sv, 0,0, Sv[0][0]);
    gsl_matrix_set(gsl_Sv, 0,1, Sv[0][1]);
@@ -238,19 +277,31 @@
    gsl_matrix_set(gsl_Sv, 2,1, Sv[2][1]);
    gsl_matrix_set(gsl_Sv, 2,2, Sv[2][2]);

    gsl_eigen_nonsymm_params(0, 1, workspace);
    gsl_eigen_nonsymm(gsl_Sv, Sv_eigen, workspace);
//    printf("Se= %f, %f, %f\n    %f, %f, %f\n    %f, %f, %f\n", Se11, Se21, Se31, Se21, Se22, Se32, Se31, Se32, Se33);
//    printf("Pv= %f, %f, %f\n    %f, %f, %f\n    %f, %f, %f\n", Pv11, Pv21, Pv31, Pv21, Pv22, Pv32, Pv31, Pv32, Pv33);
//    printf("Sv= %f, %f, %f\n    %f, %f, %f\n    %f, %f, %f\n", Sv[0][0], Sv[0][1], Sv[0][2], Sv[1][0], Sv[1][1], Sv[1][2], Sv[2][0], Sv[2][1], Sv[2][2]);

    printf("Eigenvalues: %f+ i%f, %f+i%f, %f+i%f\n", 
    GSL_REAL(gsl_vector_complex_get(Sv_eigen, 0)), GSL_IMAG(gsl_vector_complex_get(Sv_eigen, 0)),
    GSL_REAL(gsl_vector_complex_get(Sv_eigen, 1)), GSL_IMAG(gsl_vector_complex_get(Sv_eigen, 1)),
    GSL_REAL(gsl_vector_complex_get(Sv_eigen, 2)), GSL_IMAG(gsl_vector_complex_get(Sv_eigen, 2))
    );
    vtx->energy=0.0;

    gsl_eigen_symm(gsl_Sv, Sv_eigen, workspace);

//    printf("Eigenvalues: %f, %f, %f\n", gsl_vector_get(Sv_eigen, 0),gsl_vector_get(Sv_eigen, 1), gsl_vector_get(Sv_eigen, 2) );
//    printf("Eigenvalues: %f, %f, %f\n", gsl_matrix_get(evec, 0,0),gsl_matrix_get(evec, 0,1), gsl_matrix_get(evec, 0,2) );


    eigenval[0]= gsl_vector_get(Sv_eigen, 0);
    eigenval[1]= gsl_vector_get(Sv_eigen, 1);
    eigenval[2]= gsl_vector_get(Sv_eigen, 2);

    qsort(eigenval, 3, sizeof(ts_double), cmpfunc);
//    printf("Eigenvalues: %f, %f, %f\n", eigenval[0], eigenval[1], eigenval[2] );


    vtx->energy=(pow(eigenval[0]+eigenval[1],2))*Av;

    gsl_matrix_free(gsl_Sv);
    gsl_vector_complex_free(Sv_eigen);
    gsl_eigen_nonsymm_free(workspace);
    gsl_vector_free(Sv_eigen);
//    gsl_matrix_free(evec);
    gsl_eigen_symm_free(workspace);
    return TS_SUCCESS;
}


 src/initial_distribution.c

@@ -33,6 +33,10 @@
    retval = mean_curvature_and_energy(vesicle);
    ts_fprintf(stdout,"initial_distribution finished!\n");
    if(retval);
//    ts_fprintf(stdout,"%e %e %e\n", vesicle->vlist->vtx[0]->x,vesicle->vlist->vtx[0]->y, vesicle->vlist->vtx[0]->z);
//    for(int i=0;i<vesicle->vlist->vtx[0]->neigh_no; i++){
//        ts_fprintf(stdout,"%e %e %e\n", vesicle->vlist->vtx[0]->neigh[i]->x,vesicle->vlist->vtx[0]->neigh[i]->y, vesicle->vlist->vtx[0]->neigh[i]->z);
//    }
    return vesicle;
} 


 src/tape

@@ -14,7 +14,7 @@
# (pswitch=1: calc. p*dV energy contribution)
pswitch = 0
# pressure difference: p_inside - p_outside (in units kT/l_min^3):
pressure=10.0
pressure=10000.0

#Constant volume constraint (0 disable constant volume, 1 enable wiht additional vertex move, 2 enable with epsvol)
constvolswitch=0
@@ -30,7 +30,7 @@

####### Polymer (brush) definitions ###########
# npoly is a number of polymers attached to npoly distinct vertices on vesicle
npoly=10
npoly=0
# nmono is a number of monomers in each polymer
nmono=20
# Spring constant between monomers of the polymer
@@ -103,7 +103,7 @@


#plane confinement
plane_confinement_switch=1
plane_confinement_switch=0
#final plane distance (float in lmin)
plane_d=10
#plane to vesicle repulsion force while closing

 src/vertexmove.c

@@ -240,6 +240,7 @@
//   fprintf(stderr, "DE=%f\n",delta_energy);
    //MONTE CARLOOOOOOOO
//    if(vtx->c!=0.0) printf("DE=%f\n",delta_energy);
//delta_energy=1e15;
    if(delta_energy>=0){
#ifdef TS_DOUBLE_DOUBLE
        if(exp(-delta_energy)< drand48())