introduction nanosphere part 1
[unres.git] / source / unres / src_MD-M / energy_p_new_barrier.F
index 38efafa..a675f1f 100644 (file)
@@ -396,6 +396,8 @@ C      print *,"just before call"
         call calctube(Etube)
        elseif (TUBElog.eq.2) then
         call calctube2(Etube)
+       elseif (TUBElog.eq.3) then
+        call calcnano(Etube)
        else
        Etube=0.0d0
        endif
@@ -672,25 +674,25 @@ c      enddo
 
         enddo
       enddo
-      j=1
-      i=0
-      print *,"KUPA2",gradbufc(j,i),wsc*gvdwc(j,i),
-     &                wscp*gvdwc_scp(j,i),gvdwc_scpp(j,i),
-     &                welec*gelc_long(j,i),wvdwpp*gvdwpp(j,i),
-     &                wel_loc*gel_loc_long(j,i),
-     &                wcorr*gradcorr_long(j,i),
-     &                wcorr5*gradcorr5_long(j,i),
-     &                wcorr6*gradcorr6_long(j,i),
-     &                wturn6*gcorr6_turn_long(j,i),
-     &                wstrain*ghpbc(j,i)
-     &                ,wliptran*gliptranc(j,i)
-     &                ,gradafm(j,i)
-     &                 ,welec*gshieldc(j,i)
-     &                 ,wcorr*gshieldc_ec(j,i)
-     &                 ,wturn3*gshieldc_t3(j,i)
-     &                 ,wturn4*gshieldc_t4(j,i)
-     &                 ,wel_loc*gshieldc_ll(j,i)
-     &                ,wtube*gg_tube(j,i) 
+C      j=1
+C      i=0
+C      print *,"KUPA2",gradbufc(j,i),wsc*gvdwc(j,i),
+C     &                wscp*gvdwc_scp(j,i),gvdwc_scpp(j,i),
+C     &                welec*gelc_long(j,i),wvdwpp*gvdwpp(j,i),
+C     &                wel_loc*gel_loc_long(j,i),
+C     &                wcorr*gradcorr_long(j,i),
+C     &                wcorr5*gradcorr5_long(j,i),
+C     &                wcorr6*gradcorr6_long(j,i),
+C     &                wturn6*gcorr6_turn_long(j,i),
+C     &                wstrain*ghpbc(j,i)
+C     &                ,wliptran*gliptranc(j,i)
+C     &                ,gradafm(j,i)
+C     &                 ,welec*gshieldc(j,i)
+C     &                 ,wcorr*gshieldc_ec(j,i)
+C     &                 ,wturn3*gshieldc_t3(j,i)
+C     &                 ,wturn4*gshieldc_t4(j,i)
+C     &                 ,wel_loc*gshieldc_ll(j,i)
+C     &                ,wtube*gg_tube(j,i) 
 #else
       do i=0,nct
         do j=1,3
@@ -12484,3 +12486,218 @@ C       4) add reading the center of tube
 C       5) add COMMONs
 C       6) add to zerograd
 
+
+C#-------------------------------------------------------------------------------
+C This subroutine is to mimic the histone like structure but as well can be
+C utilizet to nanostructures (infinit) small modification has to be used to 
+C make it finite (z gradient at the ends has to be changes as well as the x,y
+C gradient has to be modified at the ends 
+C The energy function is Kihara potential 
+C E=4esp*((sigma/(r-r0))^12 - (sigma/(r-r0))^6)
+C 4eps is depth of well sigma is r_minimum r is distance from center of tube 
+C and r0 is the excluded size of nanotube (can be set to 0 if we want just a 
+C simple Kihara potential
+      subroutine calcnano(Etube)
+       implicit real*8 (a-h,o-z)
+      include 'DIMENSIONS'
+      include 'COMMON.GEO'
+      include 'COMMON.VAR'
+      include 'COMMON.LOCAL'
+      include 'COMMON.CHAIN'
+      include 'COMMON.DERIV'
+      include 'COMMON.NAMES'
+      include 'COMMON.INTERACT'
+      include 'COMMON.IOUNITS'
+      include 'COMMON.CALC'
+      include 'COMMON.CONTROL'
+      include 'COMMON.SPLITELE'
+      include 'COMMON.SBRIDGE'
+      double precision tub_r,vectube(3),enetube(maxres*2)
+      Etube=0.0d0
+      do i=itube_start,itube_end
+        enetube(i)=0.0d0
+        enetube(i+nres)=0.0d0
+      enddo
+C first we calculate the distance from tube center
+C first sugare-phosphate group for NARES this would be peptide group 
+C for UNRES
+       do i=itube_start,itube_end
+C lets ommit dummy atoms for now
+       if ((itype(i).eq.ntyp1).or.(itype(i+1).eq.ntyp1)) cycle
+C now calculate distance from center of tube and direction vectors
+      xmin=boxxsize
+      ymin=boxysize
+      zmin=boxzsize
+
+        do j=-1,1
+         vectube(1)=mod((c(1,i)+c(1,i+1))/2.0d0,boxxsize)
+         vectube(1)=vectube(1)+boxxsize*j
+         vectube(2)=mod((c(2,i)+c(2,i+1))/2.0d0,boxysize)
+         vectube(2)=vectube(2)+boxysize*j
+         vectube(3)=mod((c(3,i)+c(3,i+1))/2.0d0,boxzsize)
+         vectube(3)=vectube(3)+boxzsize*j
+
+
+         xminact=abs(vectube(1)-tubecenter(1))
+         yminact=abs(vectube(2)-tubecenter(2))
+         zminact=abs(vectube(3)-tubecenter(3))
+
+           if (xmin.gt.xminact) then
+            xmin=xminact
+            xtemp=vectube(1)
+           endif
+           if (ymin.gt.yminact) then
+             ymin=yminact
+             ytemp=vectube(2)
+            endif
+           if (zmin.gt.zminact) then
+             zmin=zminact
+             ztemp=vectube(3)
+            endif
+         enddo
+      vectube(1)=xtemp
+      vectube(2)=ytemp
+      vectube(3)=ztemp
+
+      vectube(1)=vectube(1)-tubecenter(1)
+      vectube(2)=vectube(2)-tubecenter(2)
+      vectube(3)=vectube(3)-tubecenter(3)
+
+C      print *,"x",(c(1,i)+c(1,i+1))/2.0d0,tubecenter(1)
+C      print *,"y",(c(2,i)+c(2,i+1))/2.0d0,tubecenter(2)
+C as the tube is infinity we do not calculate the Z-vector use of Z
+C as chosen axis
+C      vectube(3)=0.0d0
+C now calculte the distance
+       tub_r=dsqrt(vectube(1)**2+vectube(2)**2+vectube(3)**2)
+C now normalize vector
+      vectube(1)=vectube(1)/tub_r
+      vectube(2)=vectube(2)/tub_r
+      vectube(3)=vectube(3)/tub_r
+C calculte rdiffrence between r and r0
+      rdiff=tub_r-tubeR0
+C and its 6 power
+      rdiff6=rdiff**6.0d0
+C for vectorization reasons we will sumup at the end to avoid depenence of previous
+       enetube(i)=pep_aa_tube/rdiff6**2.0d0+pep_bb_tube/rdiff6
+C       write(iout,*) "TU13",i,rdiff6,enetube(i)
+C       print *,rdiff,rdiff6,pep_aa_tube
+C pep_aa_tube and pep_bb_tube are precomputed values A=4eps*sigma^12 B=4eps*sigma^6
+C now we calculate gradient
+       fac=(-12.0d0*pep_aa_tube/rdiff6-
+     &       6.0d0*pep_bb_tube)/rdiff6/rdiff
+C       write(iout,'(a5,i4,f12.1,3f12.5)') "TU13",i,rdiff6,enetube(i),
+C     &rdiff,fac
+
+C now direction of gg_tube vector
+        do j=1,3
+        gg_tube(j,i-1)=gg_tube(j,i-1)+vectube(j)*fac/2.0d0
+        gg_tube(j,i)=gg_tube(j,i)+vectube(j)*fac/2.0d0
+        enddo
+        enddo
+
+       do i=itube_start,itube_end
+        enecavtube(i)=0.0 
+C Lets not jump over memory as we use many times iti
+         iti=itype(i)
+C lets ommit dummy atoms for now
+         if ((iti.eq.ntyp1)
+C in UNRES uncomment the line below as GLY has no side-chain...
+C      .or.(iti.eq.10)
+     &   ) cycle
+      xmin=boxxsize
+      ymin=boxysize
+      zmin=boxzsize
+        do j=-1,1
+         vectube(1)=mod((c(1,i+nres)),boxxsize)
+         vectube(1)=vectube(1)+boxxsize*j
+         vectube(2)=mod((c(2,i+nres)),boxysize)
+         vectube(2)=vectube(2)+boxysize*j
+         vectube(3)=mod((c(3,i+nres)),boxzsize)
+         vectube(3)=vectube(3)+boxzsize*j
+
+
+         xminact=abs(vectube(1)-tubecenter(1))
+         yminact=abs(vectube(2)-tubecenter(2))
+         zminact=abs(vectube(3)-tubecenter(3))
+
+           if (xmin.gt.xminact) then
+            xmin=xminact
+            xtemp=vectube(1)
+           endif
+           if (ymin.gt.yminact) then
+             ymin=yminact
+             ytemp=vectube(2)
+            endif
+           if (zmin.gt.zminact) then
+             zmin=zminact
+             ztemp=vectube(3)
+            endif
+         enddo
+      vectube(1)=xtemp
+      vectube(2)=ytemp
+      vectube(3)=ztemp
+
+C          write(iout,*), "tututu", vectube(1),tubecenter(1),vectube(2),
+C     &     tubecenter(2)
+      vectube(1)=vectube(1)-tubecenter(1)
+      vectube(2)=vectube(2)-tubecenter(2)
+      vectube(3)=vectube(3)-tubecenter(3)
+C now calculte the distance
+       tub_r=dsqrt(vectube(1)**2+vectube(2)**2+vectube(3)**2)
+C now normalize vector
+      vectube(1)=vectube(1)/tub_r
+      vectube(2)=vectube(2)/tub_r
+      vectube(3)=vectube(3)/tub_r
+
+C calculte rdiffrence between r and r0
+      rdiff=tub_r-tubeR0
+C and its 6 power
+      rdiff6=rdiff**6.0d0
+C for vectorization reasons we will sumup at the end to avoid depenence of previous
+       sc_aa_tube=sc_aa_tube_par(iti)
+       sc_bb_tube=sc_bb_tube_par(iti)
+       enetube(i+nres)=sc_aa_tube/rdiff6**2.0d0+sc_bb_tube/rdiff6
+C pep_aa_tube and pep_bb_tube are precomputed values A=4eps*sigma^12 B=4eps*sigma^6
+C now we calculate gradient
+       fac=-12.0d0*sc_aa_tube/rdiff6**2.0d0/rdiff-
+     &       6.0d0*sc_bb_tube/rdiff6/rdiff
+C now direction of gg_tube vector
+C Now cavity term E=a(x+bsqrt(x)+c)/(1+dx^12)
+         if (acavtub(iti).eq.0.0d0) go to 667
+         denominator=(1.0+dcavtub(iti)*rdiff6*rdiff6)
+         enecavtube(i)=
+     &   acavtub(iti)*(rdiff+bcavtub(iti)*sqrt(rdiff)+cavtub(iti))
+     &   /denominator
+         faccav=(acavtub(iti)*(1.0+bcavtub(iti)/2.0/sqrt(rdiff))
+     &   *denominator-acavtub(iti)*(rdiff+bcavtub(iti)*sqrt(rdiff)
+     &   +cavtub(iti))*rdiff6**2.0d0/rdiff*dcavtub(iti))
+     &   /denominator**2.0d0
+         fac=fac+faccav
+ 667     continue
+         do j=1,3
+          gg_tube_SC(j,i)=gg_tube_SC(j,i)+vectube(j)*fac
+          gg_tube(j,i-1)=gg_tube(j,i-1)+vectube(j)*fac
+         enddo
+        enddo
+C Now cavity term E=a(x+bsqrt(x)+c)/(1+dx^12)
+C        do i=itube_start,itube_end
+C        enecav(i)=0.0        
+C        iti=itype(i)
+C        if (acavtub(iti).eq.0.0) cycle
+        
+
+
+        do i=itube_start,itube_end
+          Etube=Etube+enetube(i)+enetube(i+nres)
+        enddo
+C        print *,"ETUBE", etube
+        return
+        end
+C TO DO 1) add to total energy
+C       2) add to gradient summation
+C       3) add reading parameters (AND of course oppening of PARAM file)
+C       4) add reading the center of tube
+C       5) add COMMONs
+C       6) add to zerograd
+