source: trunk/source/geometry/solids/specific/include/G4TwistBoxSide.hh @ 1202

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1//
2// ********************************************************************
3// * License and Disclaimer                                           *
4// *                                                                  *
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6// * the Geant4 Collaboration.  It is provided  under  the terms  and *
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24// ********************************************************************
25//
26//
27// $Id: G4TwistBoxSide.hh,v 1.5 2006/06/29 18:47:43 gunter Exp $
28//
29// --------------------------------------------------------------------
30// GEANT 4 class header file
31//
32//
33// G4TwistBoxSide
34//
35// Class description:
36//
37//  Class describing a twisted boundary surface for a trapezoid.
38
39// Author:
40//
41//   27-Oct-2004 - O.Link (Oliver.Link@cern.ch)
42//
43// --------------------------------------------------------------------
44#ifndef __G4TWISTBOXSIDE__
45#define __G4TWISTBOXSIDE__
46
47#include "G4VTwistSurface.hh"
48
49#include <vector>
50
51class G4TwistBoxSide : public G4VTwistSurface
52{
53  public:  // with description
54   
55    G4TwistBoxSide(const G4String &name,
56                         G4double  PhiTwist, // twist angle
57                         G4double  pDz,      // half z lenght
58                         G4double  pTheta,   // direction between end planes
59                         G4double  pPhi,     // by polar and azimutal angles
60                         G4double  pDy1,     // half y length at -pDz
61                         G4double  pDx1,     // half x length at -pDz,-pDy
62                         G4double  pDx2,     // half x length at -pDz,+pDy
63                         G4double  pDy2,     // half y length at +pDz
64                         G4double  pDx3,     // half x length at +pDz,-pDy
65                         G4double  pDx4,     // half x length at +pDz,+pDy
66                         G4double  pAlph,    // tilt angle at +pDz
67                         G4double  AngleSide // parity
68                   );
69 
70    virtual ~G4TwistBoxSide();
71   
72    virtual G4ThreeVector  GetNormal(const G4ThreeVector &xx,
73                                           G4bool isGlobal = false) ;   
74   
75    virtual G4int DistanceToSurface(const G4ThreeVector &gp,
76                                    const G4ThreeVector &gv,
77                                          G4ThreeVector  gxx[],
78                                          G4double  distance[],
79                                          G4int     areacode[],
80                                          G4bool    isvalid[],
81                                    EValidate validate = kValidateWithTol);
82                                                 
83    virtual G4int DistanceToSurface(const G4ThreeVector &gp,
84                                          G4ThreeVector  gxx[],
85                                          G4double       distance[],
86                                          G4int          areacode[]);
87
88  public:  // without description
89
90    G4TwistBoxSide(__void__&);
91      // Fake default constructor for usage restricted to direct object
92      // persistency for clients requiring preallocation of memory for
93      // persistifiable objects.
94
95  private:
96
97    virtual G4int GetAreaCode(const G4ThreeVector &xx, 
98                                    G4bool         withTol = true);
99    virtual void SetCorners();
100    virtual void SetBoundaries();
101
102    void GetPhiUAtX(G4ThreeVector p, G4double &phi, G4double &u);
103    G4ThreeVector ProjectPoint(const G4ThreeVector &p,
104                                     G4bool isglobal = false);
105
106    virtual G4ThreeVector SurfacePoint(G4double phi, G4double u,
107                                       G4bool isGlobal = false);
108    virtual G4double GetBoundaryMin(G4double phi);
109    virtual G4double GetBoundaryMax(G4double phi);
110    virtual G4double GetSurfaceArea();
111    virtual void GetFacets( G4int m, G4int n, G4double xyz[][3],
112                            G4int faces[][4], G4int iside );
113
114    inline G4double GetValueA(G4double phi);
115    inline G4double GetValueB(G4double phi);
116    inline G4ThreeVector NormAng(G4double phi, G4double u);
117    inline G4double Xcoef(G4double u,G4double phi);
118      // To calculate the w(u) function
119
120  private:
121
122    G4double fTheta;   
123    G4double fPhi ;
124
125    G4double fDy1;   
126    G4double fDx1;     
127    G4double fDx2;     
128
129    G4double fDy2;   
130    G4double fDx3;     
131    G4double fDx4;     
132
133    G4double fDz;         // Half-length along the z axis
134
135    G4double fAlph;
136    G4double fTAlph;      // std::tan(fAlph)
137   
138    G4double fPhiTwist;   // twist angle ( dphi in surface equation)
139
140    G4double fAngleSide;
141
142    G4double fdeltaX;
143    G4double fdeltaY;
144
145    G4double fDx4plus2;   // fDx4 + fDx2  == a2/2 + a1/2
146    G4double fDx4minus2;  // fDx4 - fDx2          -
147    G4double fDx3plus1;   // fDx3 + fDx1  == d2/2 + d1/2
148    G4double fDx3minus1;  // fDx3 - fDx1          -
149    G4double fDy2plus1;   // fDy2 + fDy1  == b2/2 + b1/2
150    G4double fDy2minus1;  // fDy2 - fDy1          -
151    G4double fa1md1;      // 2 fDx2 - 2 fDx1  == a1 - d1
152    G4double fa2md2;      // 2 fDx4 - 2 fDx3
153};   
154
155//========================================================
156// inline functions
157//========================================================
158
159inline
160G4double G4TwistBoxSide::GetValueA(G4double phi)
161{
162  return ( fDx4plus2 + fDx4minus2 * ( 2 * phi ) / fPhiTwist  ) ;
163}
164
165
166inline 
167G4double G4TwistBoxSide::GetValueB(G4double phi) 
168{
169  return ( fDy2plus1 + fDy2minus1 * ( 2 * phi ) / fPhiTwist ) ;
170}
171
172inline
173G4double G4TwistBoxSide::Xcoef(G4double u, G4double phi)
174{
175 
176  return GetValueA(phi)/2. + u*fTAlph    ;
177
178}
179
180inline G4ThreeVector
181G4TwistBoxSide::SurfacePoint( G4double phi, G4double u, G4bool isGlobal ) 
182{
183  // function to calculate a point on the surface, given by parameters phi,u
184
185  G4ThreeVector SurfPoint ( Xcoef(u,phi) * std::cos(phi)
186                          - u * std::sin(phi) + fdeltaX*phi/fPhiTwist,
187                            Xcoef(u,phi) * std::sin(phi)
188                          + u * std::cos(phi) + fdeltaY*phi/fPhiTwist,
189                            2*fDz*phi/fPhiTwist  );
190
191  if (isGlobal) { return (fRot * SurfPoint + fTrans); }
192  return SurfPoint;
193}
194
195inline
196G4double G4TwistBoxSide::GetBoundaryMin(G4double phi)
197{
198  return -0.5*GetValueB(phi) ;
199}
200
201inline
202G4double G4TwistBoxSide::GetBoundaryMax(G4double phi)
203{
204  return 0.5*GetValueB(phi) ;
205}
206
207inline
208G4double G4TwistBoxSide::GetSurfaceArea()
209{
210  return (fDz*(std::sqrt(16*fDy1*fDy1
211         + (fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph)*(fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph))
212         + std::sqrt(16*fDy1*fDy1 + (fa2md2 + 4*fDy1*fTAlph)
213         * (fa2md2 + 4*fDy1*fTAlph))))/2. ;
214}
215
216inline
217G4ThreeVector G4TwistBoxSide::NormAng( G4double phi, G4double u ) 
218{
219  // function to calculate the norm at a given point on the surface
220  // replace a1-d1
221
222  G4ThreeVector nvec( 4*fDz*(std::cos(phi) + fTAlph*std::sin(phi)) ,
223                      4*fDz*(-(fTAlph*std::cos(phi)) + std::sin(phi)),
224                      (fDx2 + fDx4)*fPhiTwist*fTAlph
225                                   + 2*fDx4minus2*(-1 + fTAlph*phi)
226                                   + 2*fPhiTwist*(1 + fTAlph*fTAlph)*u
227                                - 2*(fdeltaX - fdeltaY*fTAlph)*std::cos(phi)
228                                - 2*(fdeltaY + fdeltaX*fTAlph)*std::sin(phi) );
229  return nvec.unit();
230}
231
232#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.