| 1 | !**************************************************************
|
|---|
| 2 | !
|
|---|
| 3 | ! This file contains the subroutines: hbond,chhb,ishybd,
|
|---|
| 4 | ! ishybdo,nursat,interhbond
|
|---|
| 5 | !
|
|---|
| 6 | ! Copyright 2003-2005 Frank Eisenmenger, U.H.E. Hansmann,
|
|---|
| 7 | ! Shura Hayryan, Chin-Ku
|
|---|
| 8 | ! Copyright 2007 Frank Eisenmenger, U.H.E. Hansmann,
|
|---|
| 9 | ! Jan H. Meinke, Sandipan Mohanty
|
|---|
| 10 | !
|
|---|
| 11 | ! **************************************************************
|
|---|
| 12 |
|
|---|
| 13 |
|
|---|
| 14 | subroutine hbond(nml,mhb,ipr)
|
|---|
| 15 | ! .................................................................
|
|---|
| 16 | ! PURPOSE: find hydrogen bonds in molecule 'nml'
|
|---|
| 17 | !
|
|---|
| 18 | ! prints HBonds, if ipr > 0
|
|---|
| 19 | !
|
|---|
| 20 | ! OUTPUT: mhb - number of hyd.bds. of type i->i+4
|
|---|
| 21 | !
|
|---|
| 22 | ! to INCL.H:
|
|---|
| 23 | !
|
|---|
| 24 | ! ntyhb - number of different types of hyd. bds. found
|
|---|
| 25 | ! nutyhb - number of hyd.bds. found for each type
|
|---|
| 26 | ! ixtyhb - index for each type of hyd. bd. composed as
|
|---|
| 27 | ! (atom idx. of H) * 1000 + atm.idx. of acceptor
|
|---|
| 28 | !
|
|---|
| 29 | ! CALLS: chhb,ishybd (ishybdo),nursat
|
|---|
| 30 | !
|
|---|
| 31 | !................................................................
|
|---|
| 32 |
|
|---|
| 33 | include 'INCL.H'
|
|---|
| 34 |
|
|---|
| 35 | integer nml
|
|---|
| 36 |
|
|---|
| 37 | integer mhb
|
|---|
| 38 |
|
|---|
| 39 | integer nursat
|
|---|
| 40 | double precision atbase
|
|---|
| 41 |
|
|---|
| 42 | integer ipr, i2s, i, i14, i1, i1s, i2, ia, ixhb, id, ifivr, ii, ih
|
|---|
| 43 | integer ims, io, iv, ivw, ix, k, jj, j, n, na, nd, ntlvr, iat
|
|---|
| 44 |
|
|---|
| 45 | !f2py intent(out) mhb
|
|---|
| 46 | parameter (atbase=mxat)
|
|---|
| 47 | logical ishb
|
|---|
| 48 |
|
|---|
| 49 |
|
|---|
| 50 | do i=1,mxtyhb
|
|---|
| 51 | nutyhb(i) = 0
|
|---|
| 52 | ixtyhb(i) = 0
|
|---|
| 53 | enddo
|
|---|
| 54 | ntyhb=0
|
|---|
| 55 | if (nml.eq.0) then
|
|---|
| 56 | ntlvr = nvr
|
|---|
| 57 | ifivr = ivrml1(1)
|
|---|
| 58 | else
|
|---|
| 59 | ntlvr=nvrml(nml)
|
|---|
| 60 | if (ntlvr.eq.0) then
|
|---|
| 61 | write (*,'(a,i4)')
|
|---|
| 62 | & ' hbond> No variables defined in molecule #',nml
|
|---|
| 63 | return
|
|---|
| 64 | endif
|
|---|
| 65 |
|
|---|
| 66 | ifivr=ivrml1(nml)
|
|---|
| 67 | ! Index of last moving set
|
|---|
| 68 | i1s=imsml1(nml)+nmsml(nml)
|
|---|
| 69 | endif
|
|---|
| 70 | ! Loop over all variables
|
|---|
| 71 | do io=ifivr+ntlvr-1,ifivr,-1
|
|---|
| 72 | ! Get index of variable
|
|---|
| 73 | iv=iorvr(io)
|
|---|
| 74 | ! Index of next to last moving set
|
|---|
| 75 | i2s=i1s-1
|
|---|
| 76 | ! Index of moving set belonging to iv
|
|---|
| 77 | i1s=imsvr1(iv)
|
|---|
| 78 | ! Loop over all moving sets between the one belonging to iv and the
|
|---|
| 79 | ! next to last one
|
|---|
| 80 | do ims=i1s,i2s
|
|---|
| 81 | ! First atom in moving set
|
|---|
| 82 | i1=latms1(ims)
|
|---|
| 83 | ! Last atom in moving set
|
|---|
| 84 | i2=latms2(ims)
|
|---|
| 85 | ! Loop over all atoms in moving set.
|
|---|
| 86 | do i=i1,i2
|
|---|
| 87 | ! Loop over van der Waals domains of atom i
|
|---|
| 88 | do ivw=ivwat1(i),ivwat2(i)
|
|---|
| 89 | ! Loop over atoms in van der Waals domain.
|
|---|
| 90 | do j=lvwat1(ivw),lvwat2(ivw)
|
|---|
| 91 |
|
|---|
| 92 | call ishybd(i,j,ishb,ih,ia) ! Thornton criteria
|
|---|
| 93 |
|
|---|
| 94 | if (ishb) then
|
|---|
| 95 |
|
|---|
| 96 | ixhb=ih*atbase+ia
|
|---|
| 97 |
|
|---|
| 98 | do k=1,ntyhb
|
|---|
| 99 | if (ixhb.eq.ixtyhb(k)) then
|
|---|
| 100 | nutyhb(k)=nutyhb(k)+1
|
|---|
| 101 | goto 1
|
|---|
| 102 | endif
|
|---|
| 103 | enddo
|
|---|
| 104 |
|
|---|
| 105 | if (ntyhb.lt.mxtyhb) then
|
|---|
| 106 | ntyhb=ntyhb+1
|
|---|
| 107 | nutyhb(ntyhb)=1
|
|---|
| 108 | ixtyhb(ntyhb)=ixhb
|
|---|
| 109 | else
|
|---|
| 110 | write(*,*) ' hbond> increase parameter MXTYHB'
|
|---|
| 111 | stop
|
|---|
| 112 | endif
|
|---|
| 113 |
|
|---|
| 114 | endif ! have h.b.
|
|---|
| 115 |
|
|---|
| 116 | 1 enddo ! ... atoms j
|
|---|
| 117 | enddo ! ... vdW-domains of i
|
|---|
| 118 |
|
|---|
| 119 | do i14=i14at1(i),i14at2(i) ! over 1-4 partners of 'i'
|
|---|
| 120 | j=l14at(i14)
|
|---|
| 121 |
|
|---|
| 122 | call ishybd(i,j,ishb,ih,ia) ! Thornton criteria
|
|---|
| 123 | ! call ishybdo(i,j,ishb,ih,ia)
|
|---|
| 124 |
|
|---|
| 125 | if (ishb) then
|
|---|
| 126 |
|
|---|
| 127 | ixhb=ih*atbase+ia
|
|---|
| 128 |
|
|---|
| 129 | do k=1,ntyhb
|
|---|
| 130 | if (ixhb.eq.ixtyhb(k)) then
|
|---|
| 131 | nutyhb(k)=nutyhb(k)+1
|
|---|
| 132 | goto 2
|
|---|
| 133 | endif
|
|---|
| 134 | enddo
|
|---|
| 135 |
|
|---|
| 136 | if (ntyhb.lt.mxtyhb) then
|
|---|
| 137 | ntyhb=ntyhb+1
|
|---|
| 138 | nutyhb(ntyhb)=1
|
|---|
| 139 | ixtyhb(ntyhb)=ixhb
|
|---|
| 140 | else
|
|---|
| 141 | write(*,*) ' hbond> increase parameter MXTYHB'
|
|---|
| 142 | stop
|
|---|
| 143 | endif
|
|---|
| 144 |
|
|---|
| 145 | endif ! have h.b.
|
|---|
| 146 |
|
|---|
| 147 | 2 enddo ! ... 1-4-partners of i
|
|---|
| 148 |
|
|---|
| 149 | enddo ! ... atoms i
|
|---|
| 150 | enddo ! ... m.s.
|
|---|
| 151 |
|
|---|
| 152 | enddo ! ... variables
|
|---|
| 153 |
|
|---|
| 154 | mhb=0
|
|---|
| 155 |
|
|---|
| 156 | ! do inhb=1,ntyhb
|
|---|
| 157 | ! mhb = mhb+nutyhb(inhb)
|
|---|
| 158 | ! enddo
|
|---|
| 159 |
|
|---|
| 160 | if (ipr.gt.0) write(*,'(1x,a,/)') ' hbond> Hydrogen Bonds:'
|
|---|
| 161 |
|
|---|
| 162 | if (ntyhb.gt.0) then
|
|---|
| 163 |
|
|---|
| 164 | ii = 0
|
|---|
| 165 | do i=1,ntyhb
|
|---|
| 166 | jj = nutyhb(i)
|
|---|
| 167 | do j = 1,jj
|
|---|
| 168 | ii = ii + 1
|
|---|
| 169 | ix = ixtyhb(ii)
|
|---|
| 170 |
|
|---|
| 171 | id =ix / atbase ! donor atom
|
|---|
| 172 | nd = nursat(id) ! & residue
|
|---|
| 173 |
|
|---|
| 174 | ia = ix - id * atbase ! acceptor atom
|
|---|
| 175 | na = nursat(ia)
|
|---|
| 176 |
|
|---|
| 177 | n = nd - na
|
|---|
| 178 |
|
|---|
| 179 | if (n.gt.4) mhb = mhb+1 ! only count these
|
|---|
| 180 |
|
|---|
| 181 | if (ipr.gt.0) then
|
|---|
| 182 |
|
|---|
| 183 | if (n.gt.0) then
|
|---|
| 184 | write(*,'(1x,i3,a2,a4,a3,i3,1x,a4,a7,a4,a3,i3,1x,a4,a9,
|
|---|
| 185 | & i2)')
|
|---|
| 186 | & ii,') ',nmat(ia),' ( ',na,seq(na),' ) <-- ',nmat(id),
|
|---|
| 187 | & ' ( ', nd,seq(nd),' ) = i +',n
|
|---|
| 188 | else
|
|---|
| 189 | write(*,'(1x,i3,a2,a4,a3,i3,1x,a4,a7,a4,a3,i3,1x,a4,a9,
|
|---|
| 190 | & i2)')
|
|---|
| 191 | & ii,') ',nmat(ia),' ( ',na,seq(na),' ) <-- ',nmat(id),
|
|---|
| 192 | & ' ( ', nd,seq(nd),' ) = i -',abs(n)
|
|---|
| 193 | endif
|
|---|
| 194 |
|
|---|
| 195 | call chhb(ia,id)
|
|---|
| 196 | endif
|
|---|
| 197 |
|
|---|
| 198 | enddo
|
|---|
| 199 | enddo
|
|---|
| 200 | endif
|
|---|
| 201 |
|
|---|
| 202 | return
|
|---|
| 203 | end
|
|---|
| 204 | ! .....................................................................
|
|---|
| 205 | ! Calculates hydrogen bonds between different chains.
|
|---|
| 206 | !
|
|---|
| 207 | ! @return number of intermolecular hydrogen bonds. Returns 0 if only
|
|---|
| 208 | ! one molecule is present. The value is returned in the
|
|---|
| 209 | ! variable mhb.
|
|---|
| 210 | !
|
|---|
| 211 | ! @author Jan H. Meinke <j.meinke@fz-juelich.de>
|
|---|
| 212 | !
|
|---|
| 213 | ! .....................................................................
|
|---|
| 214 | subroutine interhbond(mhb)
|
|---|
| 215 |
|
|---|
| 216 | include 'INCL.H'
|
|---|
| 217 |
|
|---|
| 218 | !f2py intent(out) mhb
|
|---|
| 219 |
|
|---|
| 220 | logical ishb
|
|---|
| 221 |
|
|---|
| 222 | integer*4 mhb
|
|---|
| 223 | integer iml, ires, jml, jat, jres
|
|---|
| 224 |
|
|---|
| 225 | integer ia, iat, ih
|
|---|
| 226 |
|
|---|
| 227 | mhb = 0
|
|---|
| 228 | do iml = 1, ntlml
|
|---|
| 229 | do jml = iml + 1, ntlml
|
|---|
| 230 | mmhb(iml, jml) = 0
|
|---|
| 231 | do ires= irsml1(iml), irsml2(iml)
|
|---|
| 232 | do jres= irsml1(jml), irsml2(jml)
|
|---|
| 233 | do iat = iatrs1(ires), iatrs2(ires)
|
|---|
| 234 | do jat = iatrs1(jres), iatrs2(jres)
|
|---|
| 235 | call ishybd(iat,jat,ishb,ih,ia)
|
|---|
| 236 | if (ishb) then
|
|---|
| 237 | mhb = mhb + 1
|
|---|
| 238 | mmhb(iml, jml) = mmhb(iml, jml) + 1
|
|---|
| 239 | endif
|
|---|
| 240 | enddo ! jat
|
|---|
| 241 | enddo ! iat
|
|---|
| 242 | enddo ! jres
|
|---|
| 243 | enddo ! ires
|
|---|
| 244 | mmhb(jml, iml) = mmhb(iml, jml)
|
|---|
| 245 | enddo ! jml
|
|---|
| 246 | enddo ! iml
|
|---|
| 247 |
|
|---|
| 248 | end ! subroutine interhbond
|
|---|
| 249 | ! ************************
|
|---|
| 250 | subroutine chhb(i,j)
|
|---|
| 251 |
|
|---|
| 252 | include 'INCL.H'
|
|---|
| 253 | integer i
|
|---|
| 254 |
|
|---|
| 255 | integer j
|
|---|
| 256 |
|
|---|
| 257 | integer ih
|
|---|
| 258 |
|
|---|
| 259 | integer ia, ib, id, ihb
|
|---|
| 260 |
|
|---|
| 261 | double precision valang
|
|---|
| 262 |
|
|---|
| 263 | double precision cdah, cdad, adab, adha, ahab, dah, dad
|
|---|
| 264 |
|
|---|
| 265 | ihb = ihbty(ityat(i),ityat(j))
|
|---|
| 266 |
|
|---|
| 267 | if (ihb.gt.0) then
|
|---|
| 268 | ih=i
|
|---|
| 269 | ia=j
|
|---|
| 270 | else
|
|---|
| 271 | ih=j
|
|---|
| 272 | ia=i
|
|---|
| 273 | endif
|
|---|
| 274 |
|
|---|
| 275 | dah=sqrt((xat(ih)-xat(ia))**2+(yat(ih)-yat(ia))**2+
|
|---|
| 276 | & (zat(ih)-zat(ia))**2)
|
|---|
| 277 |
|
|---|
| 278 | id=iowat(ih)
|
|---|
| 279 |
|
|---|
| 280 | dad=sqrt((xat(id)-xat(ia))**2+(yat(id)-yat(ia))**2+
|
|---|
| 281 | & (zat(id)-zat(ia))**2)
|
|---|
| 282 | adha=valang(id,ih,ia)*crd
|
|---|
| 283 |
|
|---|
| 284 | ib=iowat(ia)
|
|---|
| 285 |
|
|---|
| 286 | ahab=valang(ih,ia,ib)*crd
|
|---|
| 287 | adab=valang(id,ia,ib)*crd
|
|---|
| 288 |
|
|---|
| 289 | write(*,*) ' '
|
|---|
| 290 | write(*,*) ' Dah: ',dah,' Dad: ',dad
|
|---|
| 291 | write(*,*) ' Adha: ',adha,' Ahab: ',adha,' Adab: ',adab
|
|---|
| 292 | write(*,*) ' '
|
|---|
| 293 |
|
|---|
| 294 | return
|
|---|
| 295 | end
|
|---|
| 296 | ! *************************************
|
|---|
| 297 | subroutine ishybd(i,j,ishb,ih,ia)
|
|---|
| 298 |
|
|---|
| 299 |
|
|---|
| 300 | ! ..........................................................
|
|---|
| 301 | ! PURPOSE: checks for hydrogen bond between atoms 'i' & 'j'
|
|---|
| 302 | ! according to geometric criteria
|
|---|
| 303 | !
|
|---|
| 304 | ! OUTPUT: logical 'ishb' - true, if have Hydrogen bond
|
|---|
| 305 | ! ih - index of Hydrogen atom
|
|---|
| 306 | ! ia - index of Acceptor atom
|
|---|
| 307 | !
|
|---|
| 308 | ! [I.K.McDonald,J.M.Thornton,Satisfying hydrogen bond
|
|---|
| 309 | ! potential in proteins.J.Mol.Biol.238(5),777-793 (1994)]
|
|---|
| 310 | !
|
|---|
| 311 | ! D: hydrogen(=H) donor, A: acceptor, B: atom bound to A
|
|---|
| 312 | !
|
|---|
| 313 | ! Dis_HA <= 2.5 & Dis_DA <= 3.9 & Angle(D-H-A) > 90 &
|
|---|
| 314 | ! Angle(H-A-B) > 90 & Angle(D-A-B) > 90
|
|---|
| 315 | ! ..........................................................
|
|---|
| 316 |
|
|---|
| 317 | include 'INCL.H'
|
|---|
| 318 | double precision cdah, cang, cahb, cdad
|
|---|
| 319 | integer i
|
|---|
| 320 |
|
|---|
| 321 | integer j
|
|---|
| 322 |
|
|---|
| 323 | integer ih
|
|---|
| 324 |
|
|---|
| 325 | integer ia, ib, id, ihb
|
|---|
| 326 |
|
|---|
| 327 | double precision valang
|
|---|
| 328 |
|
|---|
| 329 | parameter (cdad=3.9d0,
|
|---|
| 330 | & cdah=2.5d0,
|
|---|
| 331 | & cang=110.d0)
|
|---|
| 332 | ! # cang=90.d0)
|
|---|
| 333 |
|
|---|
| 334 | logical ishb
|
|---|
| 335 |
|
|---|
| 336 | cahb = cang * cdr
|
|---|
| 337 | ishb = .false.
|
|---|
| 338 |
|
|---|
| 339 |
|
|---|
| 340 | if (i.le.0.or.j.le.0) return
|
|---|
| 341 |
|
|---|
| 342 | ihb = ihbty(ityat(i),ityat(j))
|
|---|
| 343 |
|
|---|
| 344 | if (ihb.eq.0) then
|
|---|
| 345 | return
|
|---|
| 346 | elseif (ihb.gt.0) then
|
|---|
| 347 | ih=i
|
|---|
| 348 | ia=j
|
|---|
| 349 | else
|
|---|
| 350 | ih=j
|
|---|
| 351 | ia=i
|
|---|
| 352 | endif
|
|---|
| 353 |
|
|---|
| 354 | if (sqrt((xat(ih)-xat(ia))**2+(yat(ih)-yat(ia))**2+
|
|---|
| 355 | & (zat(ih)-zat(ia))**2).gt.cdah) return
|
|---|
| 356 |
|
|---|
| 357 | id=iowat(ih)
|
|---|
| 358 |
|
|---|
| 359 | if (id.le.0.or.sqrt((xat(id)-xat(ia))**2+(yat(id)-yat(ia))**2+
|
|---|
| 360 | & (zat(id)-zat(ia))**2).gt.cdad
|
|---|
| 361 | & .or.valang(id,ih,ia).lt.cahb) return
|
|---|
| 362 |
|
|---|
| 363 | ib=iowat(ia)
|
|---|
| 364 |
|
|---|
| 365 | if (ib.gt.0.and.valang(ih,ia,ib).ge.cahb
|
|---|
| 366 | & .and.valang(id,ia,ib).ge.cahb) ishb=.true.
|
|---|
| 367 |
|
|---|
| 368 | return
|
|---|
| 369 | end
|
|---|
| 370 | ! **************************************
|
|---|
| 371 |
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| 372 | subroutine ishybdo(i,j,ishb,ih,ia)
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| 373 |
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| 374 | ! ..........................................................
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| 375 | ! PURPOSE: checks for hydrogen bond between atoms 'i' & 'j'
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| 376 | ! according to geometric criteria
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| 377 | !
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| 378 | ! OUTPUT: logical 'ishb' - true, if have Hydrogen bond
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| 379 | ! ih - index of Hydrogen atom
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| 380 | ! ia - index of Acceptor atom
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| 381 | !
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| 382 | ! D: hydrogen(=H) donor, A: acceptor
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| 383 | !
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| 384 | ! Dis_AH <= 2.5 & Angle(D-H-A) >= 160
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| 385 | ! ...........................................................
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| 386 |
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| 387 | include 'INCL.H'
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| 388 | integer i
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| 389 |
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| 390 | integer j
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| 391 |
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| 392 | integer ih
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| 393 |
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| 394 | double precision cahb, cdah, cang, valang
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| 395 |
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| 396 | integer ia, ihb, id
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| 397 | parameter (cdah=2.5d0,
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| 398 | & cang=140.d0)
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| 399 |
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| 400 | logical ishb
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| 401 |
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| 402 | cahb = cang * cdr
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| 403 |
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| 404 |
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| 405 | ishb = .false.
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| 406 |
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| 407 | if (i.le.0.or.j.le.0) return
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| 408 |
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| 409 | ihb = ihbty(ityat(i),ityat(j))
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| 410 |
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| 411 | if (ihb.eq.0) then
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| 412 | return
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| 413 | elseif (ihb.gt.0) then
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| 414 | ih=i
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| 415 | ia=j
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| 416 | else
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| 417 | ih=j
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| 418 | ia=i
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| 419 | endif
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| 420 |
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| 421 | if (sqrt((xat(ih)-xat(ia))**2+(yat(ih)-yat(ia))**2+
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| 422 | & (zat(ih)-zat(ia))**2).gt.cdah) return
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| 423 |
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| 424 | id=iowat(ih)
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| 425 |
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| 426 | if (id.gt.0.and.valang(id,ih,ia).ge.cahb) ishb=.true.
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| 427 |
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| 428 | return
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| 429 | end
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| 430 |
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