mirror of
https://github.com/pfloos/quack
synced 2024-12-22 20:34:46 +01:00
ccG0W0 with minimal memory and DIIS
This commit is contained in:
parent
2fd282fcce
commit
42f5439924
@ -31,10 +31,13 @@ subroutine ccRG0W0(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nOrb,nC,nO,nV,nR,ERI,ENuc,ERHF,eH
|
|||||||
integer :: nSCF
|
integer :: nSCF
|
||||||
double precision :: Conv
|
double precision :: Conv
|
||||||
|
|
||||||
|
double precision :: x
|
||||||
|
|
||||||
double precision,allocatable :: eGW(:)
|
double precision,allocatable :: eGW(:)
|
||||||
double precision,allocatable :: Z(:)
|
double precision,allocatable :: Z(:)
|
||||||
|
|
||||||
double precision,allocatable :: del(:,:,:)
|
double precision,allocatable :: del(:,:,:)
|
||||||
|
double precision,allocatable :: vec(:,:,:)
|
||||||
double precision,allocatable :: res(:,:,:)
|
double precision,allocatable :: res(:,:,:)
|
||||||
double precision,allocatable :: amp(:,:,:)
|
double precision,allocatable :: amp(:,:,:)
|
||||||
|
|
||||||
@ -54,25 +57,48 @@ subroutine ccRG0W0(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nOrb,nC,nO,nV,nR,ERI,ENuc,ERHF,eH
|
|||||||
|
|
||||||
! Form energy denominator and guess amplitudes
|
! Form energy denominator and guess amplitudes
|
||||||
|
|
||||||
allocate(del(nOrb,nOrb,nOrb))
|
allocate(del(nO,nV,nOrb))
|
||||||
allocate(res(nOrb,nOrb,nOrb))
|
allocate(vec(nO,nV,nOrb))
|
||||||
allocate(amp(nOrb,nOrb,nOrb))
|
allocate(res(nO,nV,nOrb))
|
||||||
|
allocate(amp(nO,nV,nOrb))
|
||||||
|
|
||||||
allocate(eGW(nOrb),Z(nOrb))
|
allocate(eGW(nOrb),Z(nOrb))
|
||||||
|
|
||||||
allocate(r_diis(nOrb**3,max_diis))
|
allocate(r_diis(nO*nV*nOrb,max_diis))
|
||||||
allocate(t_diis(nOrb**3,max_diis))
|
allocate(t_diis(nO*nV*nOrb,max_diis))
|
||||||
|
|
||||||
! Initialization
|
! Initialization
|
||||||
|
|
||||||
eGW(:) = eHF(:)
|
eGW(:) = eHF(:)
|
||||||
Z(:) = 1d0
|
Z(:) = 1d0
|
||||||
|
|
||||||
|
! Compute energy differences
|
||||||
|
|
||||||
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do i=nC+1,nO
|
||||||
|
do j=nC+1,nO
|
||||||
|
do a=1,nV-nR
|
||||||
|
|
||||||
|
del(i,a,j) = eHF(i) + eHF(j) - eHF(nO+a)
|
||||||
|
|
||||||
|
end do
|
||||||
|
end do
|
||||||
|
end do
|
||||||
|
|
||||||
|
do i=nC+1,nO
|
||||||
|
do a=1,nV-nR
|
||||||
|
do b=1,nV-nR
|
||||||
|
|
||||||
|
del(i,a,nO+b) = eHF(nO+a) + eHF(nO+b) - eHF(i)
|
||||||
|
|
||||||
|
end do
|
||||||
|
end do
|
||||||
|
end do
|
||||||
|
|
||||||
!-------------------------!
|
!-------------------------!
|
||||||
! Main loop over orbitals !
|
! Main loop over orbitals !
|
||||||
!-------------------------!
|
!-------------------------!
|
||||||
|
|
||||||
do p=nO,nO
|
do p=nC+1,nO+1
|
||||||
|
|
||||||
! Initialization
|
! Initialization
|
||||||
|
|
||||||
@ -86,25 +112,24 @@ subroutine ccRG0W0(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nOrb,nC,nO,nV,nR,ERI,ENuc,ERHF,eH
|
|||||||
|
|
||||||
amp(:,:,:) = 0d0
|
amp(:,:,:) = 0d0
|
||||||
res(:,:,:) = 0d0
|
res(:,:,:) = 0d0
|
||||||
del(:,:,:) = huge(1d0)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute energy differences
|
! Compute energy differences
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nO
|
do i=nC+1,nO
|
||||||
do j=nC+1,nO
|
do a=1,nV-nR
|
||||||
do a=nO+1,nOrb-nR
|
do j=nC+1,nO
|
||||||
|
|
||||||
del(i,j,a) = eHF(i) + eHF(j) - eHF(a)
|
vec(i,a,j) = sqrt(2d0)*ERI(p,nO+a,i,j)
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nO
|
do i=nC+1,nO
|
||||||
do a=nO+1,nOrb-nR
|
do a=1,nV-nR
|
||||||
do b=nO+1,nOrb-nR
|
do b=1,nV-nR
|
||||||
|
|
||||||
del(b,a,i) = eHF(a) + eHF(b) - eHF(i)
|
vec(i,a,nO+b) = sqrt(2d0)*ERI(p,i,nO+b,nO+a)
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
@ -130,16 +155,16 @@ subroutine ccRG0W0(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nOrb,nC,nO,nV,nR,ERI,ENuc,ERHF,eH
|
|||||||
|
|
||||||
! Compute residual for 2h1p sector
|
! Compute residual for 2h1p sector
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nO
|
res(:,:,:) = vec(:,:,:) + (del(:,:,:) - eGW(p))*amp(:,:,:)
|
||||||
do j=nC+1,nO
|
|
||||||
do a=nO+1,nOrb-nR
|
|
||||||
|
|
||||||
res(i,j,a) = sqrt(2d0)*ERI(p,a,i,j) + (del(i,j,a) - eGW(p))*amp(i,j,a)
|
do i=nC+1,nO
|
||||||
|
do a=1,nV-nR
|
||||||
|
do j=nC+1,nO
|
||||||
|
|
||||||
do k=nC+1,nO
|
do k=nC+1,nO
|
||||||
do c=nO+1,nOrb-nR
|
do c=1,nV-nR
|
||||||
|
|
||||||
res(i,j,a) = res(i,j,a) - 2d0*ERI(j,c,a,k)*amp(i,k,c)
|
res(i,a,j) = res(i,a,j) - 2d0*ERI(j,nO+c,nO+a,k)*amp(i,c,k)
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
@ -151,15 +176,13 @@ subroutine ccRG0W0(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nOrb,nC,nO,nV,nR,ERI,ENuc,ERHF,eH
|
|||||||
! Compute residual for 2p1h sector
|
! Compute residual for 2p1h sector
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nO
|
do i=nC+1,nO
|
||||||
do a=nO+1,nOrb-nR
|
do a=1,nV-nR
|
||||||
do b=nO+1,nOrb-nR
|
do b=1,nV-nR
|
||||||
|
|
||||||
res(b,a,i) = sqrt(2d0)*ERI(p,i,b,a) + (del(b,a,i) - eGW(p))*amp(b,a,i)
|
|
||||||
|
|
||||||
do k=nC+1,nO
|
do k=nC+1,nO
|
||||||
do c=nO+1,nOrb-nR
|
do c=1,nV-nR
|
||||||
|
|
||||||
res(b,a,i) = res(b,a,i) + 2d0*ERI(a,k,i,c)*amp(b,c,k)
|
res(i,a,nO+b) = res(i,a,nO+b) + 2d0*ERI(nO+a,k,i,nO+c)*amp(k,c,nO+b)
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
@ -168,20 +191,20 @@ subroutine ccRG0W0(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nOrb,nC,nO,nV,nR,ERI,ENuc,ERHF,eH
|
|||||||
end do
|
end do
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
|
|
||||||
! Check convergence
|
! Check convergence
|
||||||
|
|
||||||
Conv = maxval(abs(res))
|
Conv = maxval(abs(res))
|
||||||
|
|
||||||
! Update amplitudes
|
! Update amplitudes
|
||||||
|
|
||||||
amp(:,:,:) = amp(:,:,:) - res(:,:,:)/del(:,:,:)
|
amp(:,:,:) = amp(:,:,:) - res(:,:,:)/(del(:,:,:) - eHF(p))
|
||||||
|
|
||||||
! DIIS extrapolation
|
! DIIS extrapolation
|
||||||
|
|
||||||
if(max_diis > 1) then
|
if(max_diis > 1) then
|
||||||
|
|
||||||
n_diis = min(n_diis+1,max_diis)
|
n_diis = min(n_diis+1,max_diis)
|
||||||
call DIIS_extrapolation(rcond,nOrb**3,nOrb**3,n_diis,r_diis,t_diis,res,amp)
|
call DIIS_extrapolation(rcond,nO*nV*nOrb,nO*nV*nOrb,n_diis,r_diis,t_diis,res,amp)
|
||||||
|
|
||||||
end if
|
end if
|
||||||
|
|
||||||
@ -189,11 +212,11 @@ subroutine ccRG0W0(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nOrb,nC,nO,nV,nR,ERI,ENuc,ERHF,eH
|
|||||||
|
|
||||||
eGW(p) = eHF(p)
|
eGW(p) = eHF(p)
|
||||||
|
|
||||||
do q=nC+1,nOrb-nR
|
do i=nC+1,nO
|
||||||
do r=nC+1,nOrb-nR
|
do a=1,nV-nR
|
||||||
do s=nC+1,nOrb-nR
|
do q=nC+1,nOrb-nR
|
||||||
|
|
||||||
eGW(p) = eGW(p) + sqrt(2d0)*ERI(p,s,q,r)*amp(q,r,s)
|
eGW(p) = eGW(p) + vec(i,a,q)*amp(i,a,q)
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
end do
|
end do
|
||||||
|
|||||||
@ -1,252 +0,0 @@
|
|||||||
subroutine ccRG0W0(maxSCF,thresh,max_diis,nBas,nOrb,nC,nO,nV,nR,ERI,ENuc,ERHF,eHF)
|
|
||||||
|
|
||||||
! CC-based GW module
|
|
||||||
|
|
||||||
implicit none
|
|
||||||
include 'parameters.h'
|
|
||||||
|
|
||||||
! Input variables
|
|
||||||
|
|
||||||
integer,intent(in) :: maxSCF
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: thresh
|
|
||||||
integer,intent(in) :: max_diis
|
|
||||||
|
|
||||||
integer,intent(in) :: nBas
|
|
||||||
integer,intent(in) :: nOrb
|
|
||||||
integer,intent(in) :: nC
|
|
||||||
integer,intent(in) :: nO
|
|
||||||
integer,intent(in) :: nV
|
|
||||||
integer,intent(in) :: nR
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: ENuc
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: ERHF
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: eHF(nOrb)
|
|
||||||
double precision,intent(in) :: ERI(nOrb,nOrb,nOrb,nOrb)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Local variables
|
|
||||||
|
|
||||||
integer :: p,q,r,s
|
|
||||||
integer :: i,j,k,l
|
|
||||||
integer :: a,b,c,d
|
|
||||||
|
|
||||||
integer :: nSCF
|
|
||||||
double precision :: Conv
|
|
||||||
|
|
||||||
double precision :: x
|
|
||||||
|
|
||||||
double precision,allocatable :: eGW(:)
|
|
||||||
double precision,allocatable :: Z(:)
|
|
||||||
|
|
||||||
double precision,allocatable :: del(:,:,:)
|
|
||||||
double precision,allocatable :: res(:,:,:)
|
|
||||||
double precision,allocatable :: amp(:,:,:)
|
|
||||||
|
|
||||||
integer :: n_diis
|
|
||||||
double precision :: rcond
|
|
||||||
double precision,allocatable :: r_diis(:,:)
|
|
||||||
double precision,allocatable :: t_diis(:,:)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
! Hello world
|
|
||||||
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
write(*,*)'*****************************'
|
|
||||||
write(*,*)'* CC-based G0W0 Calculation *'
|
|
||||||
write(*,*)'*****************************'
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Form energy denominator and guess amplitudes
|
|
||||||
|
|
||||||
allocate(del(nO,nV,nOrb))
|
|
||||||
allocate(res(nO,nV,nOrb))
|
|
||||||
allocate(amp(nO,nV,nOrb))
|
|
||||||
|
|
||||||
allocate(eGW(nOrb),Z(nOrb))
|
|
||||||
|
|
||||||
allocate(r_diis(nO*nV*nOrb,max_diis))
|
|
||||||
allocate(t_diis(nO*nV*nOrb,max_diis))
|
|
||||||
|
|
||||||
! Initialization
|
|
||||||
|
|
||||||
eGW(:) = eHF(:)
|
|
||||||
Z(:) = 1d0
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute energy differences
|
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nO
|
|
||||||
do j=nC+1,nO
|
|
||||||
do a=1,nV-nR
|
|
||||||
|
|
||||||
del(i,a,j) = eHF(i) + eHF(j) - eHF(nO+a)
|
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nO
|
|
||||||
do a=1,nV-nR
|
|
||||||
do b=1,nV-nR
|
|
||||||
|
|
||||||
del(i,a,nO+b) = eHF(nO+a) + eHF(nO+b) - eHF(i)
|
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
|
|
||||||
!-------------------------!
|
|
||||||
! Main loop over orbitals !
|
|
||||||
!-------------------------!
|
|
||||||
|
|
||||||
do p=nO,nO
|
|
||||||
|
|
||||||
! Initialization
|
|
||||||
|
|
||||||
Conv = 1d0
|
|
||||||
nSCF = 0
|
|
||||||
|
|
||||||
n_diis = 0
|
|
||||||
t_diis(:,:) = 0d0
|
|
||||||
r_diis(:,:) = 0d0
|
|
||||||
rcond = 0d0
|
|
||||||
|
|
||||||
amp(:,:,:) = 0d0
|
|
||||||
res(:,:,:) = 0d0
|
|
||||||
|
|
||||||
!----------------------!
|
|
||||||
! Loop over amplitudes !
|
|
||||||
!----------------------!
|
|
||||||
|
|
||||||
write(*,*)
|
|
||||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
|
|
||||||
write(*,*)'| CC-based G0W0 calculation |'
|
|
||||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
|
|
||||||
write(*,'(1X,A1,1X,A3,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X)') &
|
|
||||||
'|','#','|','HF','|','G0W0','|','Conv','|'
|
|
||||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
|
|
||||||
|
|
||||||
do while(Conv > thresh .and. nSCF < maxSCF)
|
|
||||||
|
|
||||||
! Increment
|
|
||||||
|
|
||||||
nSCF = nSCF + 1
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute residual for 2h1p sector
|
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nO
|
|
||||||
do a=1,nV-nR
|
|
||||||
do j=nC+1,nO
|
|
||||||
|
|
||||||
res(i,a,j) = sqrt(2d0)*ERI(p,nO+a,i,j) + (del(i,a,j) - eGW(p))*amp(i,a,j)
|
|
||||||
|
|
||||||
do k=nC+1,nO
|
|
||||||
do c=1,nV-nR
|
|
||||||
|
|
||||||
res(i,a,j) = res(i,a,j) - 2d0*ERI(j,nO+c,nO+a,k)*amp(i,c,k)
|
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute residual for 2p1h sector
|
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nO
|
|
||||||
do a=1,nV-nR
|
|
||||||
do b=1,nV-nR
|
|
||||||
|
|
||||||
res(i,a,nO+b) = sqrt(2d0)*ERI(p,i,nO+b,nO+a) + (del(i,a,nO+b) - eGW(p))*amp(i,a,nO+b)
|
|
||||||
|
|
||||||
do k=nC+1,nO
|
|
||||||
do c=1,nV-nR
|
|
||||||
|
|
||||||
res(i,a,nO+b) = res(i,a,nO+b) + 2d0*ERI(nO+a,k,i,nO+c)*amp(k,c,nO+b)
|
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
|
|
||||||
! Check convergence
|
|
||||||
|
|
||||||
Conv = maxval(abs(res))
|
|
||||||
|
|
||||||
! Update amplitudes
|
|
||||||
|
|
||||||
amp(:,:,:) = amp(:,:,:) - res(:,:,:)/del(:,:,:)
|
|
||||||
|
|
||||||
! DIIS extrapolation
|
|
||||||
|
|
||||||
if(max_diis > 1) then
|
|
||||||
|
|
||||||
n_diis = min(n_diis+1,max_diis)
|
|
||||||
call DIIS_extrapolation(rcond,nO*nV*nOrb,nO*nV*nOrb,n_diis,r_diis,t_diis,res,amp)
|
|
||||||
|
|
||||||
end if
|
|
||||||
|
|
||||||
! Compute quasiparticle energy
|
|
||||||
|
|
||||||
eGW(p) = eHF(p)
|
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nOrb-nR
|
|
||||||
do a=1,nV-nR
|
|
||||||
do j=nC+1,nO
|
|
||||||
|
|
||||||
eGW(p) = eGW(p) + sqrt(2d0)*ERI(p,nO+a,i,j)*amp(i,a,j)
|
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
|
|
||||||
do i=nC+1,nOrb-nR
|
|
||||||
do a=1,nV-nR
|
|
||||||
do b=1,nV-nR
|
|
||||||
|
|
||||||
eGW(p) = eGW(p) + sqrt(2d0)*ERI(p,i,nO+b,nO+a)*amp(i,a,nO+b)
|
|
||||||
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
end do
|
|
||||||
|
|
||||||
! Dump results
|
|
||||||
|
|
||||||
write(*,'(1X,A1,1X,I3,1X,A1,1X,F15.10,1X,A1,1X,F15.10,1X,A1,1X,F15.10,1X,A1,1X)') &
|
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||||||
'|',nSCF,'|',eHF(p)*HaToeV,'|',eGW(p)*HaToeV,'|',Conv,'|'
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||||||
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end do
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||||||
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||||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------'
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!------------------------------------------------------------------------
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! End of SCF loop
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!------------------------------------------------------------------------
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! Did it actually converge?
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if(nSCF == maxSCF) then
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write(*,*)
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write(*,*)'!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'
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write(*,*)' Convergence failed '
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write(*,*)'!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!'
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write(*,*)
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||||||
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|
||||||
stop
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||||||
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end if
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write(*,*)'-------------------------------------------------------------------------------'
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write(*,*)' CC-G0W0 calculation '
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write(*,*)'-------------------------------------------------------------------------------'
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||||||
write(*,'(1X,A1,1X,A3,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X,A15,1X,A1,1X)') &
|
|
||||||
'|','#','|','e_HF (eV)','|','Sig_c (eV)','|','Z','|','e_QP (eV)','|'
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||||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------------------------'
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||||||
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||||||
write(*,'(1X,A1,1X,I3,1X,A1,1X,F15.10,1X,A1,1X,F15.10,1X,A1,1X,F15.10,1X,A1,1X,F15.10,1X,A1,1X)') &
|
|
||||||
'|',p,'|',eHF(p)*HaToeV,'|',(eGW(p)-eHF(p))*HaToeV,'|',Z(p),'|',eGW(p)*HaToeV,'|'
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||||||
write(*,*)'-------------------------------------------------------------------------------'
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end do
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end subroutine
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