source: trunk/source/geometry/solids/specific/include/G4TwistTubsHypeSide.hh @ 1202

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2// ********************************************************************
3// * License and Disclaimer                                           *
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24// ********************************************************************
25//
26//
27// $Id: G4TwistTubsHypeSide.hh,v 1.5 2006/06/29 18:47:56 gunter Exp $
28// GEANT4 tag $Name: geant4-09-02-ref-02 $
29//
30//
31// --------------------------------------------------------------------
32// GEANT 4 class header file
33//
34//
35// G4TwistTubsHypeSide
36//
37// Class description:
38//
39//  Class describing a hyperbolic boundary surface for a cylinder.
40
41// Author:
42//   01-Aug-2002 - Kotoyo Hoshina (hoshina@hepburn.s.chiba-u.ac.jp)
43//
44// History:
45//   13-Nov-2003 - O.Link (Oliver.Link@cern.ch), Integration in Geant4
46//                 from original version in Jupiter-2.5.02 application.
47// --------------------------------------------------------------------
48#ifndef __G4TWISTTUBSHYPESIDE__
49#define __G4TWISTTUBSHYPESIDE__
50
51#include "G4VTwistSurface.hh"
52#include "G4Integrator.hh"
53#include "G4SimpleIntegration.hh"
54
55class G4TwistTubsHypeSide : public G4VTwistSurface
56{
57  public:  // with description
58                       
59   G4TwistTubsHypeSide(const G4String         &name,
60                       const G4RotationMatrix &rot,  // 0.5*(phi-width segment)
61                       const G4ThreeVector    &tlate,
62                       const G4int     handedness,// R-hand = 1, L-hand = -1
63                       const G4double  kappa,     // tan(TwistAngle/2)/fZHalfLen
64                       const G4double  tanstereo, // tan(stereo angle)
65                       const G4double  r0,        // radius at z = 0
66                       const EAxis     axis0 = kPhi,
67                       const EAxis     axis1 = kZAxis,
68                             G4double  axis0min = -kInfinity,
69                             G4double  axis1min = -kInfinity,
70                             G4double  axis0max = kInfinity,
71                             G4double  axis1max = kInfinity); 
72                             
73  G4TwistTubsHypeSide(const G4String  &name,
74                            G4double   EndInnerRadius[2],
75                            G4double   EndOuterRadius[2],
76                            G4double   DPhi,
77                            G4double   EndPhi[2],
78                            G4double   EndZ[2], 
79                            G4double   InnerRadius,
80                            G4double   OuterRadius,
81                            G4double   Kappa,
82                            G4double   TanInnerStereo,
83                            G4double   TanOuterStereo,
84                            G4int      handedness) ;
85
86   virtual ~G4TwistTubsHypeSide();
87
88   virtual G4int DistanceToSurface(const G4ThreeVector &gp,
89                                   const G4ThreeVector &gv,
90                                         G4ThreeVector  gxx[],
91                                         G4double       distance[],
92                                         G4int          areacode[],
93                                         G4bool         isvalid[],
94                                   EValidate validate = kValidateWithTol);
95                                                   
96   virtual G4int DistanceToSurface(const G4ThreeVector &gp,
97                                         G4ThreeVector  gxx[],
98                                         G4double       distance[],
99                                         G4int          areacode[]);
100 
101   virtual G4ThreeVector GetNormal(const G4ThreeVector &xx,
102                                         G4bool isGlobal = false) ;
103   virtual EInside Inside(const G4ThreeVector &gp) ;
104   
105   virtual G4double GetRhoAtPZ(const G4ThreeVector &p,
106                                     G4bool isglobal = false) const ;
107   
108   virtual G4ThreeVector SurfacePoint(G4double, G4double,
109                                      G4bool isGlobal = false) ; 
110   virtual G4double GetBoundaryMin(G4double phi) ;
111   virtual G4double GetBoundaryMax(G4double phi) ;
112   virtual G4double GetSurfaceArea() ;
113   virtual void GetFacets( G4int m, G4int n, G4double xyz[][3],
114                           G4int faces[][4], G4int iside ) ;
115 
116  public:  // without description
117
118   G4TwistTubsHypeSide(__void__&);
119     // Fake default constructor for usage restricted to direct object
120     // persistency for clients requiring preallocation of memory for
121     // persistifiable objects.
122
123  private:
124
125   virtual G4int GetAreaCode(const G4ThreeVector &xx, 
126                                   G4bool withTol = true);
127   virtual G4int GetAreaCodeInPhi(const G4ThreeVector &xx, 
128                                        G4bool withTol = true);
129   virtual void SetCorners();
130
131   virtual void SetCorners(G4double         EndInnerRadius[2],
132                           G4double         EndOuterRadius[2],
133                           G4double         DPhi,
134                           G4double         EndPhi[2],
135                           G4double         EndZ[2]);
136   virtual void SetBoundaries();
137
138  private:
139   
140   G4double          fKappa;        // std::tan(TwistedAngle/2)/HalfLenZ;
141   G4double          fTanStereo;    // std::tan(StereoAngle)
142   G4double          fTan2Stereo;   // std::tan(StereoAngle)**2
143   G4double          fR0;           // radius at z = 0
144   G4double          fR02;          // radius**2 at z = 0
145   G4double          fDPhi ;        // segment
146
147   class Insidetype
148   {
149     public:
150       G4ThreeVector gp;
151       EInside       inside;
152   };
153   Insidetype fInside;
154};
155
156//========================================================
157// inline functions
158//========================================================
159
160inline
161G4double G4TwistTubsHypeSide::GetRhoAtPZ(const G4ThreeVector &p,
162                                               G4bool isglobal) const 
163{
164  // Get Rho at p.z() on Hyperbolic Surface.
165  G4ThreeVector tmpp;
166  if (isglobal) {
167     tmpp = fRot.inverse()*p - fTrans;
168  } else {
169     tmpp = p;
170  }
171  return std::sqrt(fR02 + tmpp.z() * tmpp.z() * fTan2Stereo); 
172}
173
174inline
175G4ThreeVector G4TwistTubsHypeSide::
176SurfacePoint(G4double phi , G4double z , G4bool isGlobal)
177{
178  G4double rho = std::sqrt(fR02 + z * z * fTan2Stereo) ;
179
180  G4ThreeVector SurfPoint (rho*std::cos(phi), rho*std::sin(phi), z) ;
181
182  if (isGlobal) { return (fRot * SurfPoint + fTrans); }
183  return SurfPoint;
184}
185
186inline
187G4double G4TwistTubsHypeSide::GetBoundaryMin(G4double z)
188{
189  G4ThreeVector ptmp(0,0,z) ;  // temporary point with z Komponent only
190  G4ThreeVector lowerlimit;    // lower phi-boundary limit at z = ptmp.z()
191  lowerlimit = GetBoundaryAtPZ(sAxis0 & sAxisMin, ptmp);
192  return  std::atan2( lowerlimit.y(), lowerlimit.x() ) ; 
193}
194
195inline
196G4double G4TwistTubsHypeSide::GetBoundaryMax(G4double z )
197{
198  G4ThreeVector ptmp(0,0,z) ;  // temporary point with z Komponent only
199  G4ThreeVector upperlimit;    // upper phi-boundary limit at z = ptmp.z()
200  upperlimit = GetBoundaryAtPZ(sAxis0 & sAxisMax, ptmp);
201  return   std::atan2( upperlimit.y(), upperlimit.x() ) ;
202}
203
204inline
205G4double G4TwistTubsHypeSide::GetSurfaceArea()
206{
207  // approximation with tube surface
208
209  return ( fAxisMax[1] - fAxisMin[1] ) * fR0 * fDPhi ;
210}
211
212#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.