source: trunk/source/geometry/solids/specific/include/G4TwistTrapAlphaSide.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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10// *                                                                  *
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24// ********************************************************************
25//
26//
27// $Id: G4TwistTrapAlphaSide.hh,v 1.5 2006/06/29 18:47:46 gunter Exp $
28//
29// --------------------------------------------------------------------
30// GEANT 4 class header file
31//
32//
33// G4TwistTrapAlphaSide
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 __G4TWISTTRAPALPHASIDE__
45#define __G4TWISTTRAPALPHASIDE__
46
47#include "G4VTwistSurface.hh"
48
49#include <vector>
50
51class G4TwistTrapAlphaSide : public G4VTwistSurface
52{
53  public:  // with description
54   
55    G4TwistTrapAlphaSide(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 ~G4TwistTrapAlphaSide();
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
89  public:  // without description
90
91    G4TwistTrapAlphaSide(__void__&);
92      // Fake default constructor for usage restricted to direct object
93      // persistency for clients requiring preallocation of memory for
94      // persistifiable objects.
95
96  private:
97
98    virtual G4int GetAreaCode(const G4ThreeVector &xx, 
99                                    G4bool         withTol = true);
100    virtual void SetCorners();
101    virtual void SetBoundaries();
102
103    void GetPhiUAtX(G4ThreeVector p, G4double &phi, G4double &u);
104    G4ThreeVector ProjectPoint(const G4ThreeVector &p,
105                                     G4bool isglobal = false);
106
107    virtual G4ThreeVector SurfacePoint(G4double phi, G4double u,
108                                       G4bool isGlobal = false );
109    virtual G4double GetBoundaryMin(G4double phi);
110    virtual G4double GetBoundaryMax(G4double phi);
111    virtual G4double GetSurfaceArea();
112    virtual void GetFacets( G4int m, G4int n, G4double xyz[][3],
113                            G4int faces[][4], G4int iside );
114
115    inline G4ThreeVector NormAng(G4double phi, G4double u);
116    inline G4double GetValueA(G4double phi);
117    inline G4double GetValueB(G4double phi);
118    inline G4double GetValueD(G4double phi);
119    inline G4double Xcoef(G4double u,G4double phi);
120      // To calculate the w(u) function
121
122  private:
123
124    G4double fTheta;   
125    G4double fPhi ;
126
127    G4double fDy1;   
128    G4double fDx1;     
129    G4double fDx2;     
130
131    G4double fDy2;   
132    G4double fDx3;     
133    G4double fDx4;     
134
135    G4double fDz;         // Half-length along the z axis
136
137    G4double fAlph;
138    G4double fTAlph;      // std::tan(fAlph)
139   
140    G4double fPhiTwist;   // twist angle (dphi in surface equation)
141
142    G4double fAngleSide;
143
144    G4double fDx4plus2;  // fDx4 + fDx2  == a2/2 + a1/2
145    G4double fDx4minus2; // fDx4 - fDx2          -
146    G4double fDx3plus1;  // fDx3 + fDx1  == d2/2 + d1/2
147    G4double fDx3minus1; // fDx3 - fDx1          -
148    G4double fDy2plus1;  // fDy2 + fDy1  == b2/2 + b1/2
149    G4double fDy2minus1; // fDy2 - fDy1          -
150    G4double fa1md1;     // 2 fDx2 - 2 fDx1  == a1 - d1
151    G4double fa2md2;     // 2 fDx4 - 2 fDx3
152
153    G4double fdeltaX;
154    G4double fdeltaY;
155};   
156
157//========================================================
158// inline functions
159//========================================================
160
161inline
162G4double G4TwistTrapAlphaSide::GetValueA(G4double phi)
163{
164  return ( fDx4plus2 + fDx4minus2 * ( 2 * phi ) / fPhiTwist  ) ;
165}
166
167inline
168G4double G4TwistTrapAlphaSide::GetValueD(G4double phi) 
169{
170  return ( fDx3plus1 + fDx3minus1 * ( 2 * phi) / fPhiTwist  ) ;
171} 
172
173inline 
174G4double G4TwistTrapAlphaSide::GetValueB(G4double phi) 
175{
176  return ( fDy2plus1 + fDy2minus1 * ( 2 * phi ) / fPhiTwist ) ;
177}
178
179
180inline
181G4double G4TwistTrapAlphaSide::Xcoef(G4double u, G4double phi)
182{
183 
184  return GetValueA(phi)/2. + (GetValueD(phi)-GetValueA(phi))/4. 
185    - u*( ( GetValueD(phi)-GetValueA(phi) )/( 2 * GetValueB(phi) ) - fTAlph );
186
187}
188
189inline G4ThreeVector
190G4TwistTrapAlphaSide::SurfacePoint(G4double phi, G4double u , G4bool isGlobal)
191{
192  // function to calculate a point on the surface, given by parameters phi,u
193
194  G4ThreeVector SurfPoint ( Xcoef(u,phi) * std::cos(phi)
195                          - u * std::sin(phi) + fdeltaX*phi/fPhiTwist,
196                            Xcoef(u,phi) * std::sin(phi)
197                          + u * std::cos(phi) + fdeltaY*phi/fPhiTwist,
198                            2*fDz*phi/fPhiTwist  );
199  if (isGlobal) { return (fRot * SurfPoint + fTrans); }
200  return SurfPoint;
201}
202
203inline
204G4double G4TwistTrapAlphaSide::GetBoundaryMin(G4double phi)
205{
206  return -0.5*GetValueB(phi) ;
207}
208
209inline
210G4double G4TwistTrapAlphaSide::GetBoundaryMax(G4double phi)
211{
212  return 0.5*GetValueB(phi) ;
213}
214
215inline
216G4double G4TwistTrapAlphaSide::GetSurfaceArea()
217{
218  return (fDz*(std::sqrt(16*fDy1*fDy1
219             + (fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph)*(fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph))
220             + std::sqrt(16*fDy2*fDy2 + (fa2md2 + 4*fDy2*fTAlph)
221                                      * (fa2md2 + 4*fDy2*fTAlph))))/2. ;
222}
223
224inline
225G4ThreeVector G4TwistTrapAlphaSide::NormAng( G4double phi, G4double u ) 
226{
227  // function to calculate the norm at a given point on the surface
228  // replace a1-d1
229
230  G4ThreeVector nvec ( fDy1* fDz*(4*fDy1*std::cos(phi)
231                     + (fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph)*std::sin(phi)),
232                       -(fDy1* fDz*((fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph)*std::cos(phi)
233                     - 4*fDy1*std::sin(phi))),
234                       (fDy1*(-8*(fDx3minus1 + fDx4minus2)*fDy1
235                                + fa1md1*(fDx2 + fDx3plus1 + fDx4)*fPhiTwist
236                                + 4*(fDx2 + fDx3plus1 + fDx4)*fDy1*fPhiTwist
237                                *fTAlph + 2*(fDx3minus1 + fDx4minus2)
238                                *(fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph)*phi)
239                                + fPhiTwist*(16*fDy1*fDy1
240                                + (fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph)
241                                *(fa1md1 + 4*fDy1*fTAlph))*u
242                                + 4*fDy1*(fa1md1*fdeltaY - 4*fdeltaX*fDy1
243                                + 4*fdeltaY*fDy1*fTAlph)* std::cos(phi)
244                                - 4*fDy1*(fa1md1*fdeltaX + 4*fDy1*(fdeltaY
245                                + fdeltaX*fTAlph))*std::sin(phi))/ 8. ) ;
246    return nvec.unit();
247}
248
249#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.