def simulatie(n=5, m=10): # deze functie diende oorspronkelijk enkel als test
"""
Deze functie doet een simulatie van een gegeven hoeveelheid conformaties van het gegeven aantal atomen.
:param int n: Het aantal atomen dat gebruikt wordt. (default 5)
:param int m: Het aantal conformaties dat gesimuleerd moet worden. (default 10)
"""
coordinatenLaagsteE = 0
nummerRunLaagsteE = 0
LaagsteE = math.inf
totalePot = 0
gemiddelde = 0
potentialenlijst = list()
for i in range(m): #LJ pot berekenen voor elke configuratie en evalueren
#print("Bezig met het simuleren van run", i+1, "van", m)
run = atomen.Atomen(n)
pot = f901.ljpotalleatomen(run.getCoordinaten(), n)
totalePot = totalePot + pot
gemiddelde = totalePot / (i + 1)
potentialenlijst.append(pot)
if pot < LaagsteE:
coordinatenLaagsteE = run.getCoordinaten()
nummerRunLaagsteE = i
LaagsteE = pot
print(" ")
print("----------RESULTATEN----------")
print("Run", nummerRunLaagsteE + 1, "van", m,
"had de laagste totale Lennard Jones Potentiaal, namelijk:",
LaagsteE)
#print("De Coordinaten van de atomen van deze run zijn:", coordinatenLaagsteE)
print("De gemiddelde potentiaal:", gemiddelde)
print("De standaardafwijking is:", stdev(potentialenlijst))
def simulatie(n=20, m=10):
"""
Deze functie doet een simulatie van een gegeven hoeveelheid conformaties van het gegeven aantal atomen.
:param int n: Het aantal atomen dat gebruikt wordt.
:param int m: Het aantal conformaties dat gesimuleerd moet worden.
"""
with Stopwatch(message="v0: Python"):
coordinatenLaagsteE = 0
nummerRunLaagsteE = 0
LaagsteE = math.inf
totalePot = 0
gemiddelde = 0
potentialenlijst = list()
for i in range(m):
#print("Bezig met het simuleren van run", i+1, "van", m)
run = atomen.Atomen(n)
pot = run.berekenLJPot()
totalePot = totalePot + pot
gemiddelde = totalePot / (i + 1)
potentialenlijst.append(pot)
if pot < LaagsteE:
coordinatenLaagsteE = run.getCoordinaten()
nummerRunLaagsteE = i
LaagsteE = pot
print(" ")
print("----------RESULTATEN----------")
print("Run", nummerRunLaagsteE + 1, "van", m,
"had de laagste totale Lennard Jones Potentiaal, namelijk:",
LaagsteE)
#print("De Coordinaten van de atomen van deze run zijn:", coordinatenLaagsteE)
print("De gemiddelde potentiaal:", gemiddelde)
print("De standaardafwijking is:", stdev(potentialenlijst))
"""montecarlo_v1.simulatie(n, m)
def test_afstand():
test = atomen.Atomen(5)
atoom1 = test.getCoordinate(1)
atoom2 = test.getCoordinate(2)
expected = math.sqrt(
math.pow((atoom1[0] - atoom2[0]), 2) +
math.pow((atoom1[1] - atoom2[1]), 2) +
math.pow((atoom1[2] - atoom2[2]), 2))
afstand = test.afstandTweeAtomen(1, 2)
assert afstand == expected
def test_bereken_LJ_Pot():
test = atomen.Atomen(4)
atoom1 = test.getCoordinate(0)
atoom2 = test.getCoordinate(1)
atoom3 = test.getCoordinate(2)
atoom4 = test.getCoordinate(3)
r12 = test.afstandTweeAtomen(0, 1)
r13 = test.afstandTweeAtomen(0, 2)
r14 = test.afstandTweeAtomen(0, 3)
r23 = test.afstandTweeAtomen(1, 2)
r24 = test.afstandTweeAtomen(1, 3)
r34 = test.afstandTweeAtomen(2, 3)
pot12 = 1 / math.pow(r12, 12) - 1 / math.pow(r12, 6)
pot13 = 1 / math.pow(r13, 12) - 1 / math.pow(r13, 6)
pot14 = 1 / math.pow(r14, 12) - 1 / math.pow(r14, 6)
pot23 = 1 / math.pow(r23, 12) - 1 / math.pow(r23, 6)
pot24 = 1 / math.pow(r24, 12) - 1 / math.pow(r24, 6)
pot34 = 1 / math.pow(r34, 12) - 1 / math.pow(r34, 6)
expected = round(pot12 + pot13 + pot14 + pot23 + pot24 + pot34, 5)
pot = round(test.berekenLJPot(), 5)
assert pot == expected
def simulatie(n=20, m=10):
"""
Deze functie doet een simulatie van een gegeven hoeveelheid conformaties van het gegeven aantal atomen.
:param int n: Het aantal atomen dat gebruikt wordt.
:param int m: Het aantal conformaties dat gesimuleerd moet worden.
"""
with Stopwatch(message="v1: Python en Fortran"):
coordinatenLaagsteE = 0
nummerRunLaagsteE = 0
LaagsteE = math.inf
totalePot = 0
gemiddelde = 0
potentialenlijst = list()
for i in range(m):
#print("Bezig met het simuleren van run", i+1, "van", m)
run = atomen.Atomen(n)
pot = f901.ljpotalleatomen(run.getCoordinaten(), n)
if pot >= 1.7976931348623157e+300:
#als afstand = 0, geeft Fortran een heel hoog getal terug. Dit wordt beschouwd als oneindig.
pot = math.inf
totalePot = totalePot + pot
gemiddelde = totalePot / (i + 1)
potentialenlijst.append(pot)
if pot < LaagsteE:
coordinatenLaagsteE = run.getCoordinaten()
nummerRunLaagsteE = i
LaagsteE = pot
print(" ")
print("----------RESULTATEN----------")
print("Run", nummerRunLaagsteE + 1, "van", m,
"had de laagste totale Lennard Jones Potentiaal, namelijk:",
LaagsteE)
#print("De Coordinaten van de atomen van deze run zijn:", coordinatenLaagsteE)
print("De gemiddelde potentiaal:", gemiddelde)
print("De standaardafwijking is:", stdev(potentialenlijst))
def test_afstand_zelfde_atoom():
test = atomen.Atomen(2)
atoom = test.getCoordinate(1)
expected = 0
afstand = test.afstandTweeAtomen(0, 0)
assert afstand == expected
def simulatie(n=20, m=10):
"""
Deze functie doet een simulatie van een gegeven hoeveelheid conformaties van het gegeven aantal atomen. Dit is ook de eerste versie die parallel kan lopen over meerdere cores.
:param int n: Het aantal atomen dat gebruikt wordt.
:param int m: Het aantal conformaties dat gesimuleerd moet worden.
"""
stopwatch = Stopwatch()
stopwatch.start()
comm = MPI.COMM_WORLD
size = comm.Get_size() #aantal cores
rank = comm.Get_rank() #huidige core
perrank = m // size #het aanstal stappen per core (moet geheel getal zijn)
comm.Barrier()
coordinatenLaagsteE = 0
nummerRunLaagsteE = 0
laagsteE = float("inf")
totalePot = 0
gemiddelde = 0
potentialenlijst = list()
potkwadraat = 0 #nodig voor berekening stdev
for i in range(1+rank*perrank, 1+(rank+1)*perrank): #de lus itereren
run = atomen.Atomen(n) #nieuwe lijst atomen genereren
pot = f901.ljpotalleatomen(run.getCoordinaten(), n) #berekeningen uitvoeren
totalePot = totalePot + pot
potentialenlijst.append(pot)
potkwadraat = potkwadraat + pot * pot
if pot < laagsteE:
coordinatenLaagsteE = run.getCoordinaten()
nummerRunLaagsteE = i
laagsteE = pot
comm.Barrier()
#vanaf nu zoeken naar de optimale configuratie:
optimaleCoordinaten = comm.gather(coordinatenLaagsteE, root = 0)
laagsteE = comm.gather(laagsteE, root = 0)
totalePot = comm.gather(totalePot, root = 0)
potentialen = comm.gather(potentialenlijst, root = 0)
potkwadraat = comm.gather(potkwadraat, root = 0)
stopwatch.stop()
if rank == 0:
#dictionary = {laagsteE[i]: optimaleCoordinaten[i] for i in range(len(laagsteE))}
#laagsteEnergie = str(min(dictionary))
#laagsteEnergie = str(dictionary)
#optimaleCoordinaten = dictionary[laagsteEnergie]
laagsteEnergie = min(laagsteE)
print(" ")
print("----------RESULTATEN----------")
print("v3: parallellisatie:", stopwatch)
#print(laagsteE)
#print(potentialen)
print("De laagste energie bedraagt:", laagsteEnergie)
gemiddelde = sum(totalePot) / (size * (m // size))
print("De gemiddelde energie bedraagt:", gemiddelde)
standaardafwijking = np.sqrt(sum(potkwadraat) / (size * (m // size) - 1) - (gemiddelde * gemiddelde))
print("De standaardafwijking bedraagt:", standaardafwijking)
print(size)