ITS/AliITSGeometrySSDCone.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.3  2003/04/17 22:29:23  nilsen
  19 Geometry bug fixes and the like. Work still progressing.
  20
  21 Revision 1.2  2003/03/25 23:27:19  nilsen
  22 ITS new Geometry files. Not yet ready for uses, committed to allow additional
  23 development.
  24
  25 Revision 1.1  2003/02/10 17:03:52  nilsen
  26 New version and structure of ITS V11 geometry. Work still in progress.
  27
  28 $Id$
  29 */
  30
  31 #include <Riostream.h>
  32 #include <stdio.h>
  33 #include <stdlib.h>
  34 #include <TMath.h>
  35 #include <TGeometry.h>
  36 #include <TNode.h>
  37 #include <TTUBE.h>
  38 #include <TTUBS.h>
  39 #include <TPCON.h>
  40 #include <TFile.h>    // only required for Tracking function?
  41 #include <TCanvas.h>
  42 #include <TObjArray.h>
  43 #include <TLorentzVector.h>
  44 #include <TObjString.h>
  45 #include <TClonesArray.h>
  46 #include <TBRIK.h>
  47 #include <TSystem.h>
  48 #include <TVector3.h>
  49 #include <AliRun.h>
  50 #include <AliITS.h>
  51
  52 #include "AliITSGeometrySSDCone.h"
  53
  54 ClassImp(AliITSGeometrySSDCone)
  55
  56 //______________________________________________________________________
  57 AliITSGeometrySSDCone::AliITSGeometrySSDCone() : AliITSBaseGeometry(){
  58     //Default Constructor for SSD Cone geometry
  59
  60     SetScalemm();
  61 }
  62 //______________________________________________________________________
  63 AliITSGeometrySSDCone::AliITSGeometrySSDCone(AliITS *its,TVector3 &tran,
  64                                              const char *moth,Int_t mat0):
  65     AliITSBaseGeometry(its,0){
  66     //Standard Constructor for SSD Cone geometry
  67     // Inputs:
  68     //   Double_t z0  Z-axis shift of this volume
  69     // Outputs:
  70     //   none.
  71     // Return:
  72     //   none.
  73     Double_t t; // some general angle and coordinates [degrees].
  74     Double_t Z,Rmin,Rmax; // additional point not needed in call to pcons.
  75
  76     fThickness = 13.0; //mm, Thickness of Rohacell+carbon fiber
  77     fCthick=1.5; //mm, Carbon finber thickness
  78     fRcurv=15.0; // mm, Radius of curvature.
  79     fTc=51.0; // angle of SSD cone [degrees].
  80     fSintc=Sind(fTc);fCostc=Cosd(fTc);fTantc=Tand(fTc);
  81     fZ0=0.0;fZouterMilled=13.5-5.0;fZcylinder=170.0;fZposts=196.0;
  82     fNspoaks=12;fNposts=4;fNmounts=4;
  83     fRoutMax=0.5*985.0;fRoutHole=0.5*965.0;fRoutMin=0.5*945.0;
  84     fRholeMax=0.5*890.0;fRholeMin=0.5*740.0;
  85     fRpostMin=316.0;fdRpost=23.0;fZpostMax=196.0;fPhi0Post=30.0;
  86     fRinMax=0.5*590.0;fRinCylinder=0.5*597.0;fRinHole=0.5*575.0;
  87     fRinMin=0.5*562.0;fdZin=15.0;
  88     // SSD-SDD Thermal/Mechanical cylinder mounts
  89     fNinScrews=40;
  90     fPhi0Screws=0.5*360.0/((Double_t)fNinScrews);fRcylinderScrews= 0.5*570.0;
  91     fDscrewHead=8.0;fDscrewShaft=4.6;fThScrewHeadHole=8.5;
  92     // SDD mounting bracket, SSD part
  93     fNssdSupports=3;fPhi0SDDsupports=90.0;
  94     fRsddSupportPlate = 0.5*585.0;fThSDDsupportPlate=4.0;
  95     fWsddSupportPlate = 70.0;
  96     fSSDcf=26; // SSD support cone Carbon Fiber materal number.
  97     fSSDfs=25; // SSD support cone inserto stesalite 4411w.
  98     fSSDfo=68; // SSD support cone foam, Rohacell 50A.
  99     fSSDsw=14; // SSD support cone screw material,Stainless steal
 100     fNcD=0; // number of screw ends (copy number)
 101     fNcE=0; // number of pin end (copy number)
 102
 103     SetScalemm();
 104     // Poly-cone Volume A. Top part of SSD cone Carbon Fiber.
 105     fA.Size(7,"SSD Suport cone Carbon Fiber Surface outer left");
 106      // Poly-cone Volume B. Stesalite inside volume A.
 107     fB.Size(6,"SSD Suport cone Inserto Stesalite left edge");
 108     // Poly-cone Volume C. Foam inside volume A.
 109     fC.Size(4,"SSD Suport cone Rohacell foam left edge");
 110     fD.SetName("Screw+stud used to mount things to the SSD support cone");
 111     fE.SetName("pin used to mount things to the SSD support cone");
 112     // Poly-cone Volume F. Foam in spoak reagion, inside volume A.
 113     fF.Size(4,"SSD Top Suport cone Rohacell foam Spoak");
 114     fG.Size(4,"SSD spoak carbon fiber surfaces"); // Poly-cone Volume G.
 115     fH.Size(4,"SSD support cone Rohacell foam Spoak"); // Poly-cone Volume H.
 116     fI.Size(9,"SSD lower/inner right part of SSD cone"); //Poly-cone Volume I.
 117     fJ.Size(4,"SSD inner most foam core"); // Poly-cone Volume J.
 118     fK.Size(6,"SSD inner most inserto material"); // Poly-cone Volume K.
 119     fL.Size(4,"SSD Bottom cone Rohacell foam Spoak"); // Poly-cone Volume L.
 120     fM.Size(4,"SSD mounting post foam substitute, Inserto");//Poly-cone Vol. M
 121     fN.Size(4,"SSD mounting post CF subsititute, Inserto");//Poly-cone Vol. N
 122     fO.Size(3,"SSD mounting post, carbon fiber"); // Poly-cone Volume O.
 123     fP.Size(3,"SSD mounting post, Inserto"); // Poly-cone Volume P.
 124     fQ.Size(4,"SSD Thermal sheal stainless steel bolts");//Poly-cone Volume Q.
 125     fR.SetName("Air in front of bolt (in stasolit)");
 126     fS.SetName("Air in front of Stainless Steal Screw end, N6");
 127     fT.Size(2,"SSD-SDD mounting bracket Inserto-> Al."); //Poly-cone Volume T.
 128     fU.Size(4,"SSD-SDD mounting bracket CF->Al."); // Poly-cone Volume U.
 129     // Lets start with the upper left outer carbon fiber surface.
 130     // Between za[2],rmaxa[2] and za[4],rmaxa[4] there is a curved section
 131     // given by rmaxa = rmaxa[2]-r*Sind(t) for 0<=t<=fTc and
 132     // za = za[2] + r*Cosd(t) for 0<=t<=fTc. Simularly between za[1],rmina[1
 133     // and za[3],rmina[3] there is a curve section given by
 134     // rmina = rmina[1]-r*Sind(t) for 0<=t<=fTc and za = za[1]+r&Sind(t)
 135     // for t<=0<=fTc. These curves have been replaced by straight lines
 136     // between the equivelent points for simplicity.
 137     Double_t dza = fThickness/fSintc-(fRoutMax-fRoutMin)/fTantc;
 138     if(dza<=0){ // The number or order of the points are in error for a proper
 139         // call to pcons!
 140         Error("SSDcone","The definition of the points for a call to PCONS is"
 141               " in error. abort.");
 142         return;
 143     } // end if
 144     fA.P0() = 0.0;
 145     fA.dP() = 360.0;
 146     fA.Z(0) = fZ0;
 147     fA.Rn(0) = fRoutMin;
 148     fA.Rx(0) = fRoutMax;
 149     fA.Z(1)  = fA.ZAt(0)+fZouterMilled - dza; // za[2] - dza.
 150     fA.Rn(1) = fA.Rmin(0);
 151     fA.Rx(1) = fA.Rmax(0);
 152     fA.Z(2)  = fA.ZAt(0)+fZouterMilled; //From Drawing ALR-0767 and ALR-0767/3
 153     fA.Rx(2) = fA.Rmax(0);
 154     RadiusOfCurvature(fRcurv,0.0,fA.ZAt(1),fA.Rmin(1),fTc,fA.Z(3),fA.Rn(3));
 155     fA.Rn(2) = RminFrom2Points(fA,3,1,fA.ZAt(2));
 156     RadiusOfCurvature(fRcurv,0.0,fA.ZAt(2),fA.Rmax(2),fTc,fA.Z(4),fA.Rx(4));
 157     fA.Rn(4) = RminFromZSSDcone(fA.ZAt(4));
 158     fA.Rx(3) = RmaxFrom2Points(fA,4,2,fA.ZAt(3));
 159     fA.Rn(5) = fRholeMax;
 160     fA.Z(5)  = Zfrom2MinPoints(fA,4,3,fA.Rmin(5));
 161     fA.Rx(5) = RmaxFromZSSDcone(fA.ZAt(5));
 162     fA.Rn(6) = fRholeMax;
 163     fA.Rx(6) = fA.Rmin(6);
 164     fA.Z(6)  = ZFromRmaxSSDcone(fA.Rmax(6));
 165     //
 166     // Now lets define the Inserto Stesalite 4411w material volume.
 167     fB.P0() = 0.0;
 168     fB.dP() = 360.0;
 169     fB.Z(0) = fA.ZAt(0);
 170     fB.Rn(0) = fA.Rmin(0)+fCthick;
 171     fB.Rx(0) = fA.Rmax(0)-fCthick;
 172     fB.Z(1)  = fA.ZAt(1);
 173     fB.Rn(1) = fB.Rmin(0);
 174     fB.Rx(1) = fB.Rmax(0);
 175     fB.Z(2)  = fA.ZAt(2);
 176     fB.Rx(2) = fB.Rmax(1);
 177     RadiusOfCurvature(fRcurv-fCthick,0.,fB.ZAt(2),fB.Rmax(2),
 178                                     fTc,fB.Z(3),fB.Rx(3));
 179     RadiusOfCurvature(fRcurv+fCthick,0.,fB.ZAt(1),fB.Rmin(1),
 180                                     fTc,fB.Z(4),fB.Rn(4));
 181     fB.Rn(2) = RminFrom2Points(fB,4,1,fB.ZAt(2));
 182     fB.Rn(3) = RminFrom2Points(fB,4,1,fB.ZAt(3));
 183     fB.Z(5)  = fB.ZAt(4)+(fThickness-2.0*fCthick)/fSintc;
 184     fB.Rn(5) = RmaxFromZSSDcone(fB.ZAt(5),-fCthick);
 185     fB.Rx(5) = fB.Rmin(5);
 186     fB.Rx(4) = RmaxFrom2Points(fB,5,3,fB.ZAt(4));
 187     //
 188     // Now lets define the Rohacell foam material volume.
 189     fC.P0() = 0.0;
 190     fC.dP() = 360.0;
 191     fC.Z(0) = fB.ZAt(4);
 192     fC.Rn(0) = fB.Rmin(4);
 193     fC.Rx(0) = fC.Rmin(0);
 194     fC.Z(1)  = fB.ZAt(5);
 195     fC.Rx(1) = fB.Rmin(5);
 196     fC.Rn(2) = fA.Rmin(5)+fCthick;//leave space for carbon fiber covering hole
 197     fC.Z(2)  = ZFromRminSSDcone(fC.Rmin(2),+fCthick);
 198     fC.Rn(1) = RminFrom2Points(fC,2,0,fC.ZAt(1));
 199     fC.Rx(3) = fA.Rmin(6)+fCthick;
 200     fC.Rn(3) = fC.Rmax(3);
 201     fC.Z(3)  = ZFromRmaxSSDcone(fC.Rx(3),-fCthick);
 202     fC.Rx(2) = RmaxFrom2Points(fC,3,1,fC.ZAt(2));
 203     //
 204     // In volume SCB, th Inserto Stesalite 4411w material volume, there
 205     // are a number of Stainless steel screw and pin studs which will be
 206     // filled with screws/studs.
 207     fD.Rn()=0.0,fD.Rx()=6.0,fD.Z()=0.5*10.0; // mm
 208     fE.Rn()=0.0;fE.Rx()=6.0;fE.Z()=0.5*12.0; // mm
 209     //
 210     // There is no carbon fiber between this upper left section and the
 211     // SSD spoaks. We remove it by replacing it with Rohacell foam.
 212     t = fCthick/(0.5*(fRholeMax+fRholeMin));// It is not posible to get the
 213     // carbon fiber thickness uniform in this phi direction. We can only
 214     // make it a fixed angular thickness.
 215     t *= 180.0/TMath::Pi();
 216     fF.P0()  = 12.5+t; // degrees see drawing ALR-0767.
 217     fF.dP()  = 5.0 - 2.0*t; // degrees
 218     fF.Z(0)  = fC.ZAt(2);
 219     fF.Rn(0) = fC.Rmin(3);
 220     fF.Rx(0) = fF.Rmin(0);
 221     fF.Rn(1) = fA.Rmin(5);
 222     fF.Rx(1) = fF.Rmin(0);
 223     fF.Z(1)  = ZFromRminSSDcone(fF.Rmin(1),+fCthick);
 224     fF.Z(2)  = fC.ZAt(3);
 225     fF.Rn(2) = fF.Rmin(1);
 226     fF.Rx(2) = fF.Rmax(1);
 227     fF.Rn(3) = fA.Rmin(6);
 228     fF.Rx(3) = fF.Rmin(3);
 229     fF.Z(3)  = ZFromRmaxSSDcone(fF.Rmax(3),-fCthick);
 230     //=================================================================
 231     // Now for the spoak part of the SSD cone.
 232     // It is not posible to inclue the radius of curvature between
 233     // the spoak part and the upper left part of the SSD cone or lowwer right
 234     // part. This would be discribed by the following curves.
 235     // R = Rmax - (5mm)*Sin(t) phi = phi0+(5mm*180/(Pi*fRoutHole))*Sin(t)
 236     // where 0<=t<=90 For the inner curve a simular equiation holds.
 237     fG.P0()  = 12.5; // degrees see drawing ALR-0767.
 238     fG.dP()  = 5.0; // degrees
 239     fG.Z(0)  = fA.ZAt(5);
 240     fG.Rn(0) = fA.Rmin(5);
 241     fG.Rx(0) = fG.Rn(0);
 242     fG.Z(1)  = fA.ZAt(6);
 243     fG.Rn(1) = RminFromZSSDcone(fG.ZAt(1));
 244     fG.Rx(1) = fG.Rmax(0);
 245     fG.Rn(2) = fRholeMin;
 246     fG.Z(2)  = ZFromRminSSDcone(fG.Rmin(2));
 247     fG.Rx(2) = RmaxFromZSSDcone(fG.ZAt(2));
 248     fG.Rn(3) = fG.Rmin(2);
 249     fG.Rx(3) = fG.Rmin(3);
 250     fG.Z(3)  = ZFromRmaxSSDcone(fG.Rmax(3));
 251     // For the foam core.
 252     t = fCthick/(0.5*(fRholeMax+fRholeMin));// It is not posible to get the
 253     // carbon fiber thickness uniform in this phi direction. We can only
 254     // make it a fixed angular thickness.
 255     t *= 180.0/TMath::Pi();
 256     fH.P0()  = 12.5+t; // degrees
 257     fH.dP()  = 5.0 - 2.0*t; // degrees see drawing ALR-0767.
 258     fH.Z(0)  = fF.ZAt(1);
 259     fH.Rn(0) = fG.Rmin(0);
 260     fH.Rx(0) = fH.Rmin(0);
 261     fH.Z(1)  = fF.ZAt(3);
 262     fH.Rn(1) = RminFromZSSDcone(fH.Z(1),+fCthick);
 263     fH.Rx(1) = fH.Rmax(0);
 264     fH.Z(2)  = ZFromRminSSDcone(fG.Rmin(2),+fCthick);
 265     fH.Rn(2) = fG.Rmin(2);
 266     fH.Rx(2) = RmaxFromZSSDcone(fH.Z(2),-fCthick);
 267     fH.Z(3)  = ZFromRmaxSSDcone(fG.Rmin(3),-fCthick);
 268     fH.Rn(3) = fG.Rmin(3);
 269     fH.Rx(3) = fH.Rn(3);
 270     //
 271     //==================================================================
 272     // Now for the Inner most part of the SSD cone.
 273     fI.P0()  = 0.0;
 274     fI.dP()  = 360.0;
 275     fI.Z(0)  = fG.ZAt(2);
 276     fI.Rn(0) = fG.Rmin(2);
 277     fI.Rx(0) = fI.Rmin(0);
 278     fI.Z(1)  = fG.ZAt(3);
 279     fI.Rn(1) = RminFromZSSDcone(fI.ZAt(1));
 280     fI.Rx(1) = fI.Rmax(0);
 281     fI.Rn(4) = fRinMin;
 282     fI.Rn(5) = fRinMin;
 283     RadiusOfCurvature(fRcurv,90.0,0.0,fRinMax,90.0-fTc,Z,fI.Rx(5)); // z dummy
 284     fI.Z(5)  = ZFromRmaxSSDcone(fI.Rx(5));
 285     fI.Z(6)  = fZcylinder;
 286     fI.Rn(6) = fRinMin;
 287     fI.Z(7)  = fI.Z(6);
 288     fI.Rn(7) = fRinCylinder;
 289     fI.Rn(8) = fRinCylinder;
 290     fI.Rx(8) = fI.Rmin(8);
 291     Rmin = fI.Rmin(5);
 292     RadiusOfCurvature(fRcurv,90.0-fTc,fI.Z(5),fI.Rmax(5),90.0,Z,Rmax);
 293     Rmax = fRinMax;
 294     fI.Z(8)  = Z+(fI.ZAt(5)-Z)*(fI.Rmax(8)-Rmax)/(fI.Rmax(5)-Rmax);
 295     fI.Rx(6) = RmaxFrom2Points(fI,8,5,fI.ZAt(6));
 296     fI.Rx(7) = fI.Rmax(6);
 297     fI.Z(3)  = Z-fdZin;
 298     fI.Z(4)  = fI.ZAt(3);
 299     fI.Rx(3) = RmaxFromZSSDcone(fI.ZAt(3));
 300     fI.Rx(4) = fI.Rx(3);
 301     //rmin dummy
 302     RadiusOfCurvature(fRcurv,90.,fI.ZAt(3),0.,90.-fTc,fI.Z(2),Rmin);
 303     fI.Rn(2) = RminFromZSSDcone(fI.ZAt(2));
 304     fI.Rx(2) = RmaxFromZSSDcone(fI.ZAt(2));
 305     // z dummy
 306     RadiusOfCurvature(fRcurv,90.-fTc,0.0,fI.Rmin(2),90.0,Z,fI.Rn(3));
 307     // Now for Inserto volume at the inner most radius.
 308     fK.P0()  = 0.0;
 309     fK.dP()  = 360.0;
 310     fK.Z(1)  = fI.ZAt(3)+fCthick;
 311     fK.Rn(1) = fI.Rmin(3);
 312     fK.Z(2)  = fK.ZAt(1);
 313     fK.Rn(2) = fI.Rmin(4);
 314     fK.Rn(3) = fK.Rmin(2);
 315     fK.Rn(4) = fK.Rmin(2);
 316     fK.Rx(4) = fI.Rmax(5)-fCthick*fSintc;
 317     RadiusOfCurvature(fRcurv+fCthick,90.0,fK.ZAt(1),fK.Rmin(1),
 318                                 90.0-fTc,fK.Z(0),fK.Rn(0));
 319     fK.Rx(0) = fK.Rmin(0);
 320     fK.Z(3)  = fK.ZAt(0)+(fThickness-2.0*fCthick)*fCostc;;
 321     fK.Rx(3) = fK.Rmax(0)+(fThickness-2.0*fCthick)*fSintc;
 322     fK.Rx(1) = RmaxFrom2Points(fK,3,0,fK.ZAt(1));
 323     fK.Rx(2) = fK.Rmax(1);
 324     fK.Z(4)  = ZFromRmaxSSDcone(fK.Rmax(4),-fCthick);
 325     fK.Rn(5) = fK.Rmin(2);
 326     fK.Z(5)  = fI.ZAt(6);
 327     fK.Rx(5) = (fI.Rmax(5)-fI.Rmax(8))/(fI.ZAt(5)-fI.ZAt(8))*
 328                (fK.ZAt(5)-fK.ZAt(4)) + fK.Rmax(4);
 329     // Now for foam core at the inner most radius.
 330     fJ.P0() = 0.0;
 331     fJ.dP() = 360.0;
 332     fJ.Rn(0) = fI.Rmin(0)-fCthick;
 333     fJ.Z(0)  = ZFromRminSSDcone(fJ.Rmin(0),+fCthick);
 334     fJ.Rx(0) = fJ.Rmin(0);
 335     fJ.Rx(1) = fJ.Rmax(0);
 336     fJ.Z(1)  = ZFromRmaxSSDcone(fJ.Rmax(1),-fCthick);
 337     fJ.Rn(1) = RminFromZSSDcone(fJ.ZAt(1),+fCthick);
 338     fJ.Z(2)  = fK.ZAt(0);
 339     fJ.Rn(2) = fK.Rmin(0);
 340     fJ.Rx(2) = RmaxFromZSSDcone(fJ.ZAt(2),-fCthick);
 341     fJ.Z(3)  = fK.ZAt(3);
 342     fJ.Rn(3) = fK.Rmax(3);
 343     fJ.Rx(3) = fJ.Rmin(3);
 344     // Now for foam core at the top of the inner most radius where
 345     // the spoaks are.
 346     t = fCthick/(0.5*(fRholeMax+fRholeMin));// It is not posible to get the
 347     // carbon fiber thickness uniform in this phi direction. We can only
 348     // make it a fixed angular thickness.
 349     t *= 180.0/TMath::Pi();
 350     fL.P0() = 12.5+t; // degrees
 351     fL.dP() = 5.0 - 2.0*t; // degrees see drawing ALR-0767.
 352     fL.Z(0) = fH.ZAt(2);
 353     fL.Rn(0) = fH.Rmin(2);
 354     fL.Rx(0) = fL.Rmin(0);
 355     fL.Z(1)  = fJ.ZAt(0);
 356     fL.Rn(1) = fJ.Rmin(0);
 357     fL.Rx(1) = fI.Rmax(1);
 358     fL.Z(2)  = fH.ZAt(3);
 359     fL.Rn(2) = fL.Rmin(1);
 360     fL.Rx(2) = fL.Rmax(1);
 361     fL.Z(3)  = fJ.ZAt(1);
 362     fL.Rn(3) = fL.Rmin(2);
 363     fL.Rx(3) = fL.Rmin(3);
 364     // Now for the SSD mounting posts
 365     fO.P0()  = fPhi0Post; // degrees
 366     fO.dP()  = 180.0*fdRpost/(fRpostMin+0.5*fdRpost)/TMath::Pi(); //
 367     fO.Rn(0) = fRpostMin+fdRpost;
 368     fO.Rx(0) = fO.Rmin(0);
 369     fO.Z(0)  = ZFromRmaxSSDcone(fO.Rmax(0));
 370     fO.Rn(1) = fRpostMin;
 371     fO.Z(1)  = ZFromRmaxSSDcone(fO.Rmin(1));
 372     fO.Rx(1) = fO.Rmax(0);
 373     fO.Z(2)  = fZ0+fZpostMax;
 374     fO.Rn(2) = fRpostMin;
 375     fO.Rx(2) = fO.Rmin(2)+fdRpost;
 376     // Now for the SSD mounting posts
 377     t = 180.0*fCthick/(fRpostMin+0.5*fdRpost)/TMath::Pi();
 378     fP.dP()  = fO.DPhi()-2.0*t; // degrees
 379     fP.P0()  = fO.Phi0()+t; //
 380     fP.Rn(0) = fO.Rmin(0)-fCthick;
 381     fP.Rx(0) = fP.Rmin(0);
 382     fP.Z(0)  = ZFromRmaxSSDcone(fP.Rmax(0));
 383     fP.Rn(1) = fO.Rmin(1)+fCthick;
 384     fP.Rx(1) = fO.Rmin(0)-fCthick;
 385     fP.Z(1)  = ZFromRmaxSSDcone(fP.Rmin(1));
 386     fP.Rn(2) = fP.Rmin(1);
 387     fP.Rx(2) = fP.Rmax(1);
 388     fP.Z(2)  = fZ0+fZpostMax;
 389     // This insrto continues into the SSD cone displacing the foam
 390     // and the carbon fiber surface at those points where the posts are.
 391     fM.P0()  = fP.Phi0();
 392     fM.dP()  = fP.DPhi();
 393     fM.Rn(0) = fRpostMin+fdRpost-fCthick;
 394     fM.Rx(0) = fM.Rmin(0);
 395     fM.Z(0)  = ZFromRminSSDcone(fM.Rmin(0),+fCthick);
 396     fM.Rx(1) = fM.Rmax(0);
 397     fM.Z(1)  = ZFromRmaxSSDcone(fM.Rmax(1),-fCthick);
 398     fM.Rn(1) = RminFromZSSDcone(fM.ZAt(1),+fCthick);
 399     fM.Rn(2) = fRpostMin+fCthick;
 400     fM.Z(2)  = ZFromRminSSDcone(fM.Rmin(2),+fCthick);
 401     fM.Rx(2) = RmaxFromZSSDcone(fM.ZAt(2),-fCthick);
 402     fM.Rn(3) = fM.Rmin(2);
 403     fM.Rx(3) = fM.Rmin(3);
 404     fM.Z(3)  = ZFromRmaxSSDcone(fM.Rmax(3),-fCthick);
 405     //
 406     fN.P0()  = fP.Phi0();
 407     fN.dP()  = fP.DPhi();
 408     fN.Z(0)  = fM.ZAt(1);
 409     fN.Rn(0) = fM.Rmax(1);
 410     fN.Rx(0) = fN.Rmin(0);
 411     fN.Rx(1) = fN.Rmax(0);
 412     fN.Z(1)  = ZFromRmaxSSDcone(fN.Rmax(1));
 413     fN.Rn(1) = RmaxFromZSSDcone(fN.ZAt(1),-fCthick);
 414     fN.Z(2)  = fM.ZAt(3);
 415     fN.Rn(2) = fM.Rmin(3);
 416     fN.Rx(2) = RmaxFromZSSDcone(fN.ZAt(2));
 417     fN.Rn(3) = fN.Rmin(2);
 418     fN.Rx(3) = fN.Rmin(3);
 419     fN.Z(3)  = ZFromRmaxSSDcone(fN.Rmax(3));
 420     // Bolt heads holding the SSD-SDD tube to the SSD cone.
 421     // Bolt -- PolyCone
 422     fQ.P0()  = 0.0;
 423     fQ.dP()  = 360.0;
 424     fQ.Z(0)  = fI.ZAt(4)-fThSDDsupportPlate;
 425     fQ.Rn(0) = 0.0;
 426     fQ.Rx(0) = 0.5*fDscrewHead;
 427     fQ.Z(1)  = fI.ZAt(4)-fThScrewHeadHole;
 428     fQ.Rn(1) = 0.0;
 429     fQ.Rx(1) = 0.5*fDscrewHead;
 430     fQ.Z(2)  = fQ.ZAt(1);
 431     fQ.Rn(2) = 0.0;
 432     fQ.Rx(2) = 0.5*fDscrewShaft;
 433     fQ.Z(3)  = fQ.ZAt(2);
 434     fQ.Rn(3) = 0.0;
 435     fQ.Rx(3) = fQ.Rmax(2);
 436     // air infront of bolt (stasolit Volume K) -- Tube
 437     fR.Z() = 0.5*(fThickness-fThScrewHeadHole);
 438     fR.Rn() = 0.0;
 439     fR.Rx() = 0.5*fDscrewHead;
 440     // air infront of bolt (carbon fiber volume I) -- Tube
 441     fS.Z() = 0.5*fThickness;
 442     fS.Rn() = 0.0;
 443     fS.Rx() = fR.Rmax();
 444     // SDD support plate, SSD side.
 445     fT.dP()  = 180.0*fWsddSupportPlate/(fRsddSupportPlate*TMath::Pi());
 446     fT.P0()  = fPhi0SDDsupports=-0.5*fT.DPhi();
 447     fT.Z(0)  = fK.ZAt(2);
 448     fT.Rn(0) = fI.Rmin(4);
 449     fT.Rx(0) = fRsddSupportPlate;
 450     fT.Z(1)  = fI.ZAt(4) - fThSDDsupportPlate;
 451     fT.Rn(1) = fT.Rmin(0);
 452     fT.Rx(1) = fT.Rmax(0);
 453     //
 454     fU.dP() = fT.DPhi();
 455     fU.P0() = fT.Phi0();
 456     fU.Z(2) = fI.ZAt(4);
 457     fU.Rn(2) = fT.Rmin(0);
 458     fU.Rx(2) = fT.Rmax(0);
 459     fU.Z(3)  = fT.ZAt(0);
 460     fU.Rn(3) = fU.Rmin(2);
 461     fU.Rx(3) = fU.Rmax(2);
 462     fU.Z(1)  = fU.ZAt(2);
 463     fU.Rn(1) = fI.Rmin(3);
 464     fU.Rx(1) = fU.Rmax(3);
 465     fU.Rx(0) = fT.Rmax(0);
 466     fU.Rn(0) = fU.Rmax(0);
 467     fU.Z(0)  = Zfrom2MinPoints(fI,2,3,fU.Rmax(0));
 468     // Debuging
 469     Print(&cout);
 470 }
 471 //______________________________________________________________________
 472 void AliITSGeometrySSDCone::CreateG3Geometry(const char *moth,
 473                                              TVector3 &trans){
 474     // Calls Geant 3 geometry inilization routines with the information
 475     // stored in this class.
 476     // Inputs:
 477     //    none.
 478     // Outputs:
 479     //    none.
 480     // Return:
 481     //    none.
 482
 483     PolyCone(fA,fSSDcf);
 484     PolyCone(fB,fSSDfs);
 485     PolyCone(fC,fSSDfo);
 486     Tube(fD,fSSDsw);
 487     Tube(fE,fSSDsw);
 488     PolyCone(fF,fSSDfo);
 489     PolyCone(fG,fSSDcf);
 490     PolyCone(fH,fSSDfo);
 491     PolyCone(fI,fSSDcf);
 492     PolyCone(fJ,fSSDfo);
 493     PolyCone(fK,fSSDfs);
 494     PolyCone(fL,fSSDfo);
 495     PolyCone(fM,fSSDfo);
 496     PolyCone(fN,fSSDfo);
 497     PolyCone(fO,fSSDcf);
 498     PolyCone(fP,fSSDfs);
 499     PolyCone(fQ,fSSDfo);
 500     Tube(fR,fSSDsw);
 501     Tube(fS,fSSDsw);
 502     PolyCone(fT,fSSDfo);
 503     PolyCone(fU,fSSDfo);
 504     return;
 505 }
 506 //______________________________________________________________________
 507 void AliITSGeometrySSDCone::PositionG3Geometry(AliITSBaseVolParams &moth,
 508                                                Int_t cn,TVector3 &trans,
 509                                                Int_t irot){
 510     // Positions ths whole object at t with rotatin irot coply number cn
 511     // into volume moth.
 512     // Inputs:
 513     //   const AliITSBaseVolParams *moth   Mother volume where this object
 514     //                                     is to be placed.
 515     //   Int_t      cn      Copy number.
 516     //   TVector3   &t      Translation vector for this whole volume
 517     //   Int_t      irot    rotation matrix number to be applyed to this
 518     //                      volume.
 519     // Output:
 520     //   none.
 521     // Return:
 522     //   none.
 523     Int_t i,j,k,l,irotSpoaks,irotPost;
 524     Double_t t;
 525     Bool_t init=kFALSE;
 526     TVector3 zero(0.0,0.0,0.0),v(0.0,0.0,0.0);
 527
 528     if(cn<=0) return;
 529     if(cn==1) init=kTRUE;
 530     Pos(fA,cn,moth,trans,0);
 531     Pos(fI,cn,moth,trans,0);
 532     Pos(fG,fNspoaks*(cn-1)+1,moth,trans,0);
 533     irotSpoaks = irot;
 534     j = 1;
 535     for(i=fNspoaks*(cn-1)+2;i<fNspoaks*cn+1;i++){
 536         ZMatrix(++irot,((Double_t)j)*360./((Double_t)fNspoaks));
 537         Pos(fG,i,moth,trans,irot);
 538         j++;
 539     } // end for i
 540     Pos(fO,fNposts*(cn-1)+1,moth,trans,0);
 541     irotPost = irot;
 542     j = 1;
 543     for(i=fNposts*(cn-1)+2;i<fNposts*cn+1;i++){
 544         ZMatrix(++irot,((Double_t)j)*360./((Double_t)fNposts));
 545         Pos(fO,i,moth,trans,irot);
 546         j++;
 547     } // end for
 548     if(!init) return;
 549     // Inside volume A.
 550     Pos(fB,1,fA,zero,0);
 551     Pos(fC,1,fA,zero,0);
 552     // Inside Volume B
 553     k=l=0;
 554     for(i=0;i<2;i++){ // position for ITS-TPC mounting brackets
 555         for(j=0;j<2;j++){ // 2 screws per bracket
 556             fNcD++;
 557             t = -5.0+10.0*((Double_t)j)+180.*((Double_t)i);
 558             v.SetX(fRoutHole*Sind(t));
 559             v.SetY(fRoutHole*Cosd(t));
 560             v.SetZ(fD.DzAt());
 561             Pos(fD,fNcD,fB,v,0);
 562         } // end for j
 563         for(j=0;j<3;j++){ // 3 pins per bracket
 564             fNcE++;
 565             t = -3.0+3.0*((Double_t)j)+180.*((Double_t)i);
 566             v.SetX(fRoutHole*Sind(t));
 567             v.SetY(fRoutHole*Cosd(t));
 568             v.SetZ(fE.DzAt());
 569             Pos(fE,fNcE,fB,v,0);
 570         } // end for j
 571     } // end for i
 572     for(i=0;i<2;i++){ // position for ITS-rail mounting brackets
 573         for(j=0;j<4;j++){ // 4 screws per bracket
 574             Double_t a[4]={0.0,2.0,5.0,7.0}; // Relative angles.
 575             fNcD++;
 576             t = 90.0-a[j]+187.*((Double_t)i);
 577             v.SetX(fRoutHole*Sind(t));
 578             v.SetY(fRoutHole*Cosd(t));
 579             v.SetZ(fD.DzAt());
 580             Pos(fD,fNcD,fB,v,0);
 581         } // end for j
 582         for(j=0;j<2;j++){ // 2 pins per bracket
 583             fNcE++;
 584             t = 88+7.0*((Double_t)j)+184.*((Double_t)i);
 585             v.SetX(fRoutHole*Sind(t));
 586             v.SetY(fRoutHole*Cosd(t));
 587             v.SetZ(fE.DzAt());
 588             Pos(fE,fNcE,fB,v,0);
 589         } // end for j
 590     } // end for i
 591     for(i=0;i<fNmounts;i++){ // mounting holes/screws for beam
 592         // pipe support and SPD cone support (dump side,non-dump
 593         // side has them to).
 594         for(j=0;j<2;j++){ // 2 screws per bracket
 595             fNcD++;
 596             t = 180.*20./(fRoutHole*TMath::Pi());
 597             t = 45.0+((Double_t)(j-1))*t+90.*((Double_t)i);
 598             v.SetX(fRoutHole*Sind(t));
 599             v.SetY(fRoutHole*Cosd(t));
 600             v.SetZ(fD.DzAt());
 601             Pos(fD,fNcD,fB,v,0);
 602         } // end for j
 603         for(j=0;j<1;j++){ // 1 pins per bracket
 604             fNcE++;
 605             t = 45.0+90.*((Double_t)i);
 606             v.SetX(fRoutHole*Sind(t));
 607             v.SetY(fRoutHole*Cosd(t));
 608             v.SetZ(fE.DzAt());
 609             Pos(fE,fNcE,fB,v,0);
 610         } // end for j
 611     } // end for i
 612     Pos(fF,1,fA,zero,0);
 613     Pos(fL,1,fI,zero,0);
 614     for(i=1;i<fNspoaks;i++){
 615         Pos(fF,i+1,fA,zero,irotSpoaks+i);
 616         Pos(fL,i+1,fA,zero,irotSpoaks+i);
 617     } // end for i
 618     Pos(fH,1,fG,zero,0);
 619     Pos(fK,1,fI,zero,0);
 620     Pos(fJ,1,fI,zero,0);
 621     Pos(fP,1,fO,zero,0);
 622     Pos(fM,1,fJ,zero,0);
 623     Pos(fN,1,fI,zero,0);
 624     for(i=1;i<fNposts;i++){
 625         Pos(fN,i+1,fI,zero,irotPost+i);
 626         Pos(fM,i+1,fJ,zero,irotPost+i);
 627     } // end for i
 628     // Add SDD thermal sheald screws, and SDD suppport bracket.
 629     t = fPhi0Screws;
 630     v.SetX(fRcylinderScrews*Sind(t));
 631     v.SetY(fRcylinderScrews*Cosd(t));
 632     v.SetZ(0.0);
 633     Pos(fQ,1,fK,v,0);
 634     v.SetZ(fK.ZAt(2)-fR.DzAt());
 635     Pos(fR,1,fK,v,0);
 636     v.SetZ(fI.ZAt(4)-fS.DzAt());
 637     Pos(fS,1,fI,v,0);
 638     Pos(fT,1,fK,zero,0);
 639     Pos(fU,1,fI,zero,0);
 640     Int_t ir=2,it=2;
 641     Double_t d = 360./((Double_t)fNssdSupports);
 642     cout << fPhi0SDDsupports<<" " << fNssdSupports<< " " << fPhi0Screws<< endl;
 643     for(i=1;i<fNinScrews;i++){
 644         t = fPhi0Screws + ((Double_t)i)*360./((Double_t)fNinScrews);
 645         v.SetX(fRcylinderScrews*Sind(t));
 646         v.SetY(fRcylinderScrews*Cosd(t));
 647         v.SetZ(0.0);
 648         Pos(fQ,i+1,fK,v,0);
 649         cout << " t="<<t<<endl;
 650         if((t>=-0.5*fT.DPhi()&&t<=+0.5*fT.DPhi())||
 651            (t>=d-0.5*fT.DPhi()&&t<=d+0.5*fT.DPhi())||
 652            (t>=2.*d-0.5*fT.DPhi()&&t<=2.*d+0.5*fT.DPhi())){
 653             // SDD support here
 654             if((t>=-0.5*fT.DPhi()&&t<=+0.5*fT.DPhi())) continue;
 655             t = ((Double_t)(it-1))*d;
 656             cout << " Zmatrix t=" << t << endl;
 657             ZMatrix(++irot,t);
 658             Pos(fT,it,fK,zero,irot);
 659             Pos(fU,it,fI,zero,irot);
 660             it++;
 661         }else{ // Air here
 662             v.SetZ(fK.ZAt(2)-fR.DzAt());
 663             Pos(fR,ir,fK,v,0);
 664             v.SetZ(fI.ZAt(4)-fS.DzAt());
 665             Pos(fS,ir,fI,v,0);
 666             ir++;
 667         } // end if
 668     } // end for i
 669     // Air holes and bolts in SSD mounting studs, volumes I,M,N,O.
 670     return;
 671 }
 672 //______________________________________________________________________
 673 void AliITSGeometrySSDCone::CreateG3Materials(){
 674     // Fills the Geant 3 banks with Material and Medium definisions.
 675     // Inputs:
 676     //   none.
 677     // Outputs:
 678     //   none.
 679     // Returns:
 680     //   none.
 681     Int_t i;
 682     Int_t Z[5],N[5];
 683     Double_t W[5],dens;
 684
 685     // epoxy
 686     dens = 10.*GetA(1)+13.*GetA(6)+3.*GetA(8);
 687     Z[0] = 1; W[0] = 10.*GetA(Z[0])/dens; // Hydrogen Content
 688     Z[1] = 6; W[1] = 13.*GetA(Z[1])/dens; // Carbon Content
 689     Z[2] = 8; W[2] =  3.*GetA(Z[2])/dens; // Oxegen
 690     // Carbon fiber is about 64% carbon fiber and 36% epoxy by volume.
 691     // Now need to add in the carbon fiber
 692     W[0] *= 0.36*GetA(Z[0]);
 693     W[1]  = 0.36*W[1]*dens*GetA(Z[1]) + 0.64*GetA(Z[1]);
 694     W[2] *= 0.36*GetA(Z[2]);
 695     // Renormilize the weights
 696     dens = 0.0;
 697     for(i=0;i<3;i++){dens += W[i];}
 698     for(i=0;i<3;i++){W[i] /= dens;}
 699     dens = 1.7; // grams/cm^3 taken as density of G10 PDG book.
 700     MixtureByWeight(fSSDcf,"Carbon Fiber for SSD support cone",Z,W,dens,3,0);
 701     // epoxy
 702     dens = 10.*GetA(1)+13.*GetA(6)+3.*GetA(8);
 703     Z[0] = 1; W[0] = 10.*GetA(Z[0])/dens; // Hydrogen Content
 704     Z[1] = 6; W[1] = 13.*GetA(Z[1])/dens; // Carbon Content
 705     Z[2] = 8; W[2] =  3.*GetA(Z[2])/dens; // Oxegen
 706     Z[3] = 14;W[3] = 0.0; // no Silicon in epoxy.
 707     // glass fiber is about 64% carbon fiber and 36% epoxy by volume.
 708     // Now need to add in the glass fiber
 709     W[0] *= 0.36*GetA(Z[0]);
 710     W[1] *= 0.36*GetA(Z[1]);
 711     W[2]  = 0.36*W[2]*dens*GetA(Z[2]) + 0.64*2.0*GetA(Z[2]);
 712     W[3]  = 0.64*GetA(Z[3]); // Si
 713     // Renormilize the weights
 714     dens = 0.0;
 715     for(i=0;i<4;i++){dens += W[i];}
 716     for(i=0;i<4;i++){W[i] /= dens;}
 717     dens = 1.7; // grams/cm^3 taken as density of G10 PDG book.
 718     MixtureByWeight(fSSDfs,"Inserto stealite 4411w for SSD support cone",
 719                     Z,W,dens,4,0);
 720     // Rohacell 51 C14 H10 N2 O6 from Flavio Tosello
 721     // http://cesweb.grantadesign.com/demo/index.do
 722     Z[0] = 1; N[0] = 10; // Hydrogen Content
 723     Z[1] = 6; N[1] = 14; // Carbon Content
 724     Z[2] = 7; N[2] =  2; // Nitrogen Content
 725     Z[3] = 8; N[3] =  6; // Oxigen Content
 726     dens = 0.0513; // grams/cm^3 From Flavio Tosello
 727     //  http://www.emkayplatics.co.uk/roh51.html
 728     MixtureByNumber(fSSDfo,"Foam core (Rohacell 51) for SSD support cone",
 729                     Z,N,dens,4,0);
 730     // Stainless steel. Temperary values.
 731     Z[0] =  6; W[0] = 0.5; // Carbon Content
 732     Z[1] = 25; W[1] = 0.5; // Iron Content
 733     dens = 7.87; // Grams/cm^3  density of iron used.
 734     MixtureByWeight(fSSDsw,"Stainless steal screw, pin, and stud material",
 735                     Z,W,dens,2,0);
 736 }
 737 //______________________________________________________________________
 738 void AliITSGeometrySSDCone::BuildDisplayGeometry(){
 739     // Fill Root geometry banks for fast simple ITS simulation event
 740     // display. See Display.C, and related code, for more details.
 741     // Inputs:
 742     //    none.
 743     // Outputs:
 744     //   none.
 745     // Return:
 746     //  none.
 747
 748     // No need to display ITS cones.
 749 }
 750 //______________________________________________________________________
 751 void AliITSGeometrySSDCone::Print(ostream *os){
 752     // Prints out the data kept in this class
 753     // Inputs:
 754     //   ostream *os pointer to the output stream
 755     // Outputs:
 756     //   none.
 757     // Return:
 758     //   none.
 759
 760     *os << "Object AliITSGeometrySSDCone" << endl;
 761     *os << " Object fA" << endl << fA << endl;
 762     *os << " Object fB" << endl << fB << endl;
 763     *os << " Object fC" << endl << fC << endl;
 764     *os << " Object fD" << endl << fD << endl;
 765     *os << " Object fE" << endl << fE << endl;
 766     *os << " Object fF" << endl << fF << endl;
 767     *os << " Object fG" << endl << fG << endl;
 768     *os << " Object fH" << endl << fH << endl;
 769     *os << " Object fI" << endl << fI << endl;
 770     *os << " Object fJ" << endl << fJ << endl;
 771     *os << " Object fK" << endl << fK << endl;
 772     *os << " Object fL" << endl << fL << endl;
 773     *os << " Object fM" << endl << fM << endl;
 774     *os << " Object fN" << endl << fN << endl;
 775     *os << " Object fO" << endl << fO << endl;
 776     *os << " Object fP" << endl << fP << endl;
 777     *os << " Object fQ" << endl << fQ << endl;
 778     *os << " Object fR" << endl << fR << endl;
 779     *os << " Object fS" << endl << fS << endl;
 780     *os << " Object fT" << endl << fT << endl;
 781     *os << " Object fU" << endl << fU << endl;
 782     return;
 783 }
 784 //______________________________________________________________________
 785 void AliITSGeometrySSDCone::Read(istream *is){
 786     // Read in data written with Print above.
 787     // Inputs:
 788     //   istream *is Input stream pointer
 789     // Output:
 790     //   none.
 791     // Return:
 792     //   none.
 793     char s[50];
 794
 795     is->getline(s,49);
 796     is->getline(s,49);
 797     *is >> fA;
 798     is->getline(s,49);
 799     *is >> fB;
 800     is->getline(s,49);
 801     *is >> fC;
 802     is->getline(s,49);
 803     *is >> fD;
 804     is->getline(s,49);
 805     *is >> fE;
 806     is->getline(s,49);
 807     *is >> fF;
 808     is->getline(s,49);
 809     *is >> fG;
 810     is->getline(s,49);
 811     *is >> fH;
 812     is->getline(s,49);
 813     *is >> fI;
 814     is->getline(s,49);
 815     *is >> fJ;
 816     is->getline(s,49);
 817     *is >> fK;
 818     is->getline(s,49);
 819     *is >> fL;
 820     is->getline(s,49);
 821     *is >> fM;
 822     is->getline(s,49);
 823     *is >> fN;
 824     is->getline(s,49);
 825     *is >> fO;
 826     is->getline(s,49);
 827     *is >> fP;
 828     is->getline(s,49);
 829     *is >> fQ;
 830     is->getline(s,49);
 831     *is >> fR;
 832     is->getline(s,49);
 833     *is >> fS;
 834     is->getline(s,49);
 835     *is >> fT;
 836     is->getline(s,49);
 837     *is >> fU;
 838     return;
 839 }
 840 //______________________________________________________________________
 841 ostream &operator<<(ostream &os,AliITSGeometrySSDCone &s){
 842     // Operator << for C++ like output of AliITSGeometrySSDCone class.
 843     // Inputs:
 844     //   ostream &os              The output stream
 845     //   AliITSGeometrySSDCone &s The class to be outputed
 846     // Outputs:
 847     //   none.
 848     // Return:
 849     //  ostream &os  The address of the output stream
 850
 851     s.Print(&os);
 852     return os;
 853 }
 854 //______________________________________________________________________
 855 istream &operator>>(istream &is,AliITSGeometrySSDCone &s){
 856     // Operator >> for C++ like input of AliITSGeometrySSDCone class.
 857     // Inputs:
 858     //   istream &is              The input stream
 859     //   AliITSGeometrySSDCone &s The class to be inputed
 860     // Outputs:
 861     //   none.
 862     // Return:
 863     //  istream &is  The address of the input stream
 864
 865     s.Read(&is);
 866     return is;
 867 }