Line data Source code
1 : !--------------------------------------------------------------------------------------------------!
2 : ! CP2K: A general program to perform molecular dynamics simulations !
3 : ! Copyright 2000-2025 CP2K developers group <https://cp2k.org> !
4 : ! !
5 : ! SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later !
6 : !--------------------------------------------------------------------------------------------------!
7 :
8 : ! **************************************************************************************************
9 : !> \brief Utilities for evaluating the residual part (1/r^3) of Integrals for
10 : !> semi-empiric methods
11 : !> \author Teodoro Laino (11.2008) [tlaino]
12 : ! **************************************************************************************************
13 : MODULE semi_empirical_int3_utils
14 :
15 : USE input_constants, ONLY: do_method_pchg
16 : USE kinds, ONLY: dp
17 : USE semi_empirical_int_arrays, ONLY: clm_d,&
18 : indexb
19 : USE semi_empirical_types, ONLY: semi_empirical_type
20 : #include "./base/base_uses.f90"
21 :
22 : IMPLICIT NONE
23 : PRIVATE
24 : LOGICAL, PARAMETER, PRIVATE :: debug_this_module = .FALSE.
25 : CHARACTER(len=*), PARAMETER, PRIVATE :: moduleN = 'semi_empirical_int3_utils'
26 :
27 : PUBLIC :: ijkl_low_3, charg_int_3, dcharg_int_3, coeff_int_3
28 :
29 : ABSTRACT INTERFACE
30 : ! **************************************************************************************************
31 : !> \brief ...
32 : !> \param r ...
33 : !> \param l1 ...
34 : !> \param l2 ...
35 : !> \param add ...
36 : !> \return ...
37 : ! **************************************************************************************************
38 : FUNCTION eval_func(r, l1, l2, add) RESULT(res)
39 : USE kinds, ONLY: dp
40 : REAL(KIND=dp), INTENT(IN) :: r
41 : INTEGER, INTENT(IN) :: l1, l2
42 : REAL(KIND=dp), INTENT(IN) :: add
43 : REAL(KIND=dp) :: res
44 :
45 : END FUNCTION eval_func
46 : END INTERFACE
47 : CONTAINS
48 :
49 : ! **************************************************************************************************
50 : !> \brief Low level general driver for computing residual part of semi-empirical
51 : !> integrals <ij|kl> and their derivatives
52 : !> The residual part is the leading 1/r^3 term
53 : !>
54 : !> \param sepi ...
55 : !> \param sepj ...
56 : !> \param ij ...
57 : !> \param kl ...
58 : !> \param li ...
59 : !> \param lj ...
60 : !> \param lk ...
61 : !> \param ll ...
62 : !> \param ic ...
63 : !> \param r ...
64 : !> \param itype ...
65 : !> \param eval ...
66 : !> \return ...
67 : !> \date 11.2008 [tlaino]
68 : !> \author Teodoro Laino [tlaino]
69 : ! **************************************************************************************************
70 0 : FUNCTION ijkl_low_3(sepi, sepj, ij, kl, li, lj, lk, ll, ic, r, itype, eval) RESULT(res)
71 : TYPE(semi_empirical_type), POINTER :: sepi, sepj
72 : INTEGER, INTENT(IN) :: ij, kl, li, lj, lk, ll, ic
73 : REAL(KIND=dp), INTENT(IN) :: r
74 : INTEGER, INTENT(IN) :: itype
75 :
76 : PROCEDURE(eval_func) :: eval
77 : REAL(KIND=dp) :: res
78 :
79 : INTEGER :: l1, l2, lij, lkl
80 : REAL(KIND=dp) :: add, ccc, chrg, pij, pkl, sum
81 :
82 0 : sum = 0.0_dp
83 0 : l1 = ABS(li - lj)
84 0 : lij = indexb(li + 1, lj + 1)
85 0 : l2 = ABS(lk - ll)
86 0 : lkl = indexb(lk + 1, ll + 1)
87 :
88 : ! Standard value of the integral
89 0 : IF (l1 == 0) THEN
90 0 : IF (lij == 1) THEN
91 0 : pij = sepi%ko(1)
92 0 : IF (ic == 1) THEN
93 0 : pij = sepi%ko(9)
94 : END IF
95 0 : ELSE IF (lij == 3) THEN
96 0 : pij = sepi%ko(7)
97 0 : ELSE IF (lij == 6) THEN
98 0 : pij = sepi%ko(8)
99 : END IF
100 : END IF
101 : !
102 0 : IF (l2 == 0) THEN
103 0 : IF (lkl == 1) THEN
104 0 : pkl = sepj%ko(1)
105 0 : IF (ic == 2) THEN
106 0 : pkl = sepj%ko(9)
107 : END IF
108 0 : ELSE IF (lkl == 3) THEN
109 0 : pkl = sepj%ko(7)
110 0 : ELSE IF (lkl == 6) THEN
111 0 : pkl = sepj%ko(8)
112 : END IF
113 : END IF
114 0 : IF (l1 == 0 .AND. l2 == 0) THEN
115 0 : IF (itype == do_method_pchg) THEN
116 0 : add = 0.0_dp
117 : ELSE
118 0 : add = (pij + pkl)**2
119 : END IF
120 0 : ccc = clm_d(ij, l1, 0)*clm_d(kl, l2, 0)
121 0 : IF (ABS(ccc) > EPSILON(0.0_dp)) THEN
122 0 : chrg = eval(r, l1, l2, add)
123 0 : sum = chrg
124 : END IF
125 : END IF
126 0 : res = sum
127 0 : END FUNCTION ijkl_low_3
128 :
129 : ! **************************************************************************************************
130 : !> \brief Evaluates the residual Interaction function between two point-charges
131 : !> The term evaluated is the 1/r^3 (for short range interactions)
132 : !> r - Distance r12
133 : !> l1 - Quantum numbers for multipole of configuration 1
134 : !> l2 - Quantum numbers for multipole of configuration 2
135 : !> add - additive term
136 : !>
137 : !> \param r ...
138 : !> \param l1 ...
139 : !> \param l2 ...
140 : !> \param add ...
141 : !> \return ...
142 : !> \date 11.2008 [tlaino]
143 : !> \author Teodoro Laino [tlaino]
144 : ! **************************************************************************************************
145 0 : FUNCTION charg_int_3(r, l1, l2, add) RESULT(charg)
146 : REAL(KIND=dp), INTENT(in) :: r
147 : INTEGER, INTENT(in) :: l1, l2
148 : REAL(KIND=dp), INTENT(in) :: add
149 : REAL(KIND=dp) :: charg
150 :
151 : ! Computing only residual Integral Values
152 :
153 0 : charg = 0.0_dp
154 : ! Q - Q.
155 0 : IF (l1 == 0 .AND. l2 == 0) THEN
156 0 : charg = -add/(2.0_dp*r**3)
157 0 : RETURN
158 : END IF
159 : ! We should NEVER reach this point
160 0 : CPABORT("")
161 0 : END FUNCTION charg_int_3
162 :
163 : ! **************************************************************************************************
164 : !> \brief Evaluates the coefficient for the residual Interaction function
165 : !> between two point-charges
166 : !> l1 - Quantum numbers for multipole of configuration 1
167 : !> l2 - Quantum numbers for multipole of configuration 2
168 : !> add - additive term
169 : !>
170 : !> \param r ...
171 : !> \param l1 ...
172 : !> \param l2 ...
173 : !> \param add ...
174 : !> \return ...
175 : !> \date 11.2008 [tlaino]
176 : !> \author Teodoro Laino [tlaino]
177 : ! **************************************************************************************************
178 0 : FUNCTION coeff_int_3(r, l1, l2, add) RESULT(coeff)
179 : REAL(KIND=dp), INTENT(in) :: r
180 : INTEGER, INTENT(in) :: l1, l2
181 : REAL(KIND=dp), INTENT(in) :: add
182 : REAL(KIND=dp) :: coeff
183 :
184 : MARK_USED(r) ! dummy arg to be compatible with the interface
185 :
186 : ! Computing only residual Integral Values
187 :
188 0 : coeff = 0.0_dp
189 : ! Q - Q.
190 0 : IF (l1 == 0 .AND. l2 == 0) THEN
191 0 : coeff = -add/2.0_dp
192 0 : RETURN
193 : END IF
194 : ! We should NEVER reach this point
195 0 : CPABORT("")
196 0 : END FUNCTION coeff_int_3
197 :
198 : ! **************************************************************************************************
199 : !> \brief Derivatives of residual interaction function between two point-charges
200 : !>
201 : !> r - Distance r12
202 : !> l1 - Quantum numbers for multipole of configuration 1
203 : !> l2 - Quantum numbers for multipole of configuration 2
204 : !> add - additive term
205 : !>
206 : !> \param r ...
207 : !> \param l1 ...
208 : !> \param l2 ...
209 : !> \param add ...
210 : !> \return ...
211 : !> \date 11.2008 [tlaino]
212 : !> \author Teodoro Laino [tlaino]
213 : ! **************************************************************************************************
214 0 : FUNCTION dcharg_int_3(r, l1, l2, add) RESULT(charg)
215 : REAL(KIND=dp), INTENT(in) :: r
216 : INTEGER, INTENT(in) :: l1, l2
217 : REAL(KIND=dp), INTENT(in) :: add
218 : REAL(KIND=dp) :: charg
219 :
220 : ! Computing only residual Integral Derivatives
221 :
222 0 : charg = 0.0_dp
223 : ! Q - Q.
224 0 : IF (l1 == 0 .AND. l2 == 0) THEN
225 0 : charg = 3.0_dp*add/(2.0_dp*r**4)
226 0 : RETURN
227 : END IF
228 : ! We should NEVER reach this point
229 0 : CPABORT("")
230 0 : END FUNCTION dcharg_int_3
231 :
232 : END MODULE semi_empirical_int3_utils
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