Coverity fix
[u/mrichter/AliRoot.git] / STRUCT / AliMAG.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 /* $Id$ */
17
18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
19 //                                                                           //
20 //  L3 Magnet                                                                //
21 //                                                                           //
22 //Begin_Html
23 /*
24 <img src="picts/AliMAGClass.gif">
25 </pre>
26 <br clear=left>
27 <font size=+2 color=red>
28 <p>The responsible person for this module is
29 <a href="mailto:andreas.morsch@cern.ch">Andreas Morsch</a>.
30 </font>
31 <pre>
32
33 */
34 //End_Html
35 //                                                                           //
36 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
37  
38 #include <TGeoCompositeShape.h>
39 #include <TGeoGlobalMagField.h>
40 #include <TGeoManager.h>
41 #include <TGeoMatrix.h>
42 #include <TGeoMedium.h>
43 #include <TGeoPgon.h>
44 #include <TGeoVolume.h>
45 #include <TGeoXtru.h>
46 #include <TVirtualMC.h>
47
48 #include "AliMAG.h"
49 #include "AliMagF.h"
50 #include "AliRun.h"
51  
52 ClassImp(AliMAG)
53  
54 //_____________________________________________________________________________
55 AliMAG::AliMAG()
56 {
57   //
58   // Default constructor for L3 magnet
59   //
60 }
61  
62 //_____________________________________________________________________________
63 AliMAG::AliMAG(const char *name, const char *title)
64   : AliModule(name,title)
65 {
66   //
67   // Standard constructor for L3 magnet
68   //
69   //Begin_Html
70   /*
71     <img src="picts/aliMAG.gif">
72   */
73   //End_Html
74   
75   //PH  SetMarkerColor(7);
76   //PH  SetMarkerStyle(2);
77   //PH  SetMarkerSize(0.4);
78 }
79
80 //_____________________________________________________________________________
81 void AliMAG::CreateGeometry()
82 {
83   //
84   // Create geometry for L3 magnet
85   //
86   //Begin_Html
87   /*
88     <img src="picts/mag.gif">
89   */
90   //End_Html
91     
92   //Begin_Html
93   /*
94     <img src="picts/tree_mag.gif">
95     <br> Dimensions taken from drawing: ALIL3___00010
96   //End_Html
97   */
98 // Octagon
99     const Int_t   kNSides              =    8;
100     const Float_t kStartAngle          =   22.5; // deg
101     const Float_t kFullAngle           =  360.0; // deg
102 //  Mother volume 
103     const Float_t kRBMotherInner       = 600.00; // cm
104     const Float_t kRBMotherOuter       = 790.50; // cm
105     const Float_t kLBMother            = 706.00; // cm
106 // Yoke     
107     const Float_t kRYokeInner          = 703.50; // cm
108     const Float_t kRYokeOuter          = 790.50; // cm
109     const Float_t kLYoke               = 620.00; // cm
110 // Coil
111     const Float_t kRCoilInner          = 593.00; // cm
112     const Float_t kRCoilOuter          = 682.00; // cm
113     const Float_t kLCoil               = 588.00; // cm
114 // Cooling
115     const Float_t kRCoolingOuter       = 1.70; // cm
116     const Float_t kRCoolingInner       = 1.00; // cm
117 // Thermal Shield    
118     const Float_t kRThermalShieldInner = 566.00; // cm
119     const Float_t kRThermalShieldOuter = 571.00; // cm
120 // Crown    
121     const Float_t kRCrownInner         = 600.00; // cm    
122     const Float_t kRCrownOuter         = 785.50; // cm
123     const Float_t kLCrown1             = 605.00; // cm
124     const Float_t kLCrown2             = 620.00; // cm
125     const Float_t kLCrown3             = 706.00; // cm
126 // Door
127     const Float_t kRDoorOuter          = 600.00; // cm
128     const Float_t kRPlugInner          = 183.50; // cm
129     const Float_t kLDoor1              = 615.50; // cm
130     const Float_t kLDoor2              = 714.60; // cm
131 //
132     const Float_t kDegRad              = TMath::Pi()/180.;
133     
134     
135   //
136   // Top volume 
137   TGeoVolume* top = gGeoManager->GetVolume("ALIC");
138   // Media 
139   TGeoMedium* medAir    = gGeoManager->GetMedium("MAG_AIR_C1");
140   TGeoMedium* medAlu    = gGeoManager->GetMedium("MAG_ALU_C1");  
141   TGeoMedium* medAluI   = gGeoManager->GetMedium("MAG_ALU_C0");
142   TGeoMedium* medSteel  = gGeoManager->GetMedium("MAG_ST_C1");
143   TGeoMedium* medWater  = gGeoManager->GetMedium("MAG_WATER");
144   //
145   // Offset between LHC and LEP axis
146   Float_t os = -30.;
147
148   //
149   //  Define Barrel Mother 
150   //  
151   TGeoPgon* shBMother = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
152   shBMother->DefineSection(0, -kLBMother, kRBMotherInner, kRBMotherOuter);
153   shBMother->DefineSection(1,  kLBMother, kRBMotherInner, kRBMotherOuter);  
154   // 
155   TGeoVolumeAssembly* voBMother = new TGeoVolumeAssembly("L3BM");
156   //
157   // Define Thermal Shield
158   //
159   // Only one layer
160   // This can be improved: replace by (protection - shield - insulation) !
161   //
162   TGeoPgon* shThermSh = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
163   shThermSh->DefineSection(0, -kLCoil, kRThermalShieldInner, kRThermalShieldOuter);
164   shThermSh->DefineSection(1,  kLCoil, kRThermalShieldInner, kRThermalShieldOuter);  
165   // 
166   TGeoVolume* voThermSh = new TGeoVolume("L3TS", shThermSh, medAluI);
167   voBMother->AddNode(voThermSh, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
168   //  
169   // Define Coils and cooling circuits
170   //
171   TGeoPgon* shCoilMother = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
172   shCoilMother->DefineSection(0, -kLCoil, kRCoilInner - 2. * kRCoolingOuter, kRCoilOuter + 2. * kRCoolingOuter);
173   shCoilMother->DefineSection(1,  kLCoil, kRCoilInner - 2. * kRCoolingOuter, kRCoilOuter + 2. * kRCoolingOuter);  
174   // 
175   // Coils
176   TGeoVolume* voCoilMother = new TGeoVolume("L3CM", shCoilMother, medAir);
177   voBMother->AddNode(voCoilMother, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
178   // Devide into the 168 turns
179   TGeoVolume* voCoilTurn   = voCoilMother->Divide("L3CD", 3, 168, 0., 0.);
180   TGeoPgon* shCoils = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
181   shCoils->DefineSection(0, -3., kRCoilInner, kRCoilOuter);
182   shCoils->DefineSection(1,  3., kRCoilInner, kRCoilOuter); 
183   // 
184   TGeoVolume* voCoils = new TGeoVolume("L3C0", shCoils, medAlu);
185   voCoilTurn->AddNode(voCoils, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
186   //
187   // Hexagonal Cooling circuits
188   // 
189   const Float_t kRCC = kRCoolingOuter;
190   const Float_t kRCW = kRCoolingInner;
191   const Float_t kRCL = kRCC * TMath::Tan(30. / 180. * TMath::Pi());
192   const Float_t kRWL = kRCW * TMath::Tan(30. / 180. * TMath::Pi());
193   // Outer Circuits
194   //
195   // Pipe
196   TGeoPgon* shCoolingPipeO = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
197   shCoolingPipeO->DefineSection(0, -kRCC, kRCoilOuter + kRCC, kRCoilOuter + kRCC + 0.01);
198   shCoolingPipeO->DefineSection(1, -kRCL, kRCoilOuter, kRCoilOuter + 2. * kRCC);
199   shCoolingPipeO->DefineSection(2,  kRCL, kRCoilOuter, kRCoilOuter + 2. * kRCC);
200   shCoolingPipeO->DefineSection(3,  kRCC, kRCoilOuter + kRCC, kRCoilOuter + kRCC + 0.01);
201   //
202   TGeoVolume* voCoolingPipeO = new TGeoVolume("L3CCO", shCoolingPipeO, medAlu);
203   voCoilTurn->AddNode(voCoolingPipeO, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
204   //
205   TGeoPgon* shCoolingWaterO = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
206   shCoolingWaterO->DefineSection(0, -kRCW, kRCoilOuter + kRCC, kRCoilOuter + kRCC + 0.01);
207   shCoolingWaterO->DefineSection(1, -kRWL, kRCoilOuter + (kRCC - kRCW), kRCoilOuter + kRCC + kRCW);
208   shCoolingWaterO->DefineSection(2,  kRWL, kRCoilOuter + (kRCC - kRCW), kRCoilOuter + kRCC + kRCW);
209   shCoolingWaterO->DefineSection(3,  kRCW, kRCoilOuter + kRCC, kRCoilOuter + kRCC + 0.01);
210   //
211   TGeoVolume* voCoolingWaterO = new TGeoVolume("L3CWO", shCoolingWaterO, medWater);
212   voCoolingPipeO->AddNode(voCoolingWaterO, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
213
214   // Inner Circuits
215   //
216   // Pipe
217   TGeoPgon* shCoolingPipeI = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
218   shCoolingPipeI->DefineSection(0, -kRCC, kRCoilInner - kRCC, kRCoilInner - kRCC + 0.01);
219   shCoolingPipeI->DefineSection(1, -kRCL, kRCoilInner - 2. * kRCC, kRCoilInner);
220   shCoolingPipeI->DefineSection(2,  kRCL, kRCoilInner - 2. * kRCC, kRCoilInner);
221   shCoolingPipeI->DefineSection(3,  kRCC, kRCoilInner - kRCC, kRCoilInner - kRCC + 0.01);
222   //
223   TGeoVolume* voCoolingPipeI = new TGeoVolume("L3CCI", shCoolingPipeI, medAlu);
224   voCoilTurn->AddNode(voCoolingPipeI, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
225   //
226   TGeoPgon* shCoolingWaterI = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
227   shCoolingWaterI->DefineSection(0, -kRCW, kRCoilInner - kRCC, kRCoilInner - kRCC + 0.01);
228   shCoolingWaterI->DefineSection(1, -kRWL, kRCoilInner - kRCC - kRCW, kRCoilInner - (kRCC - kRCW));
229   shCoolingWaterI->DefineSection(2,  kRWL, kRCoilInner - kRCC - kRCW, kRCoilInner - (kRCC - kRCW));
230   shCoolingWaterI->DefineSection(3,  kRCW, kRCoilInner - kRCC, kRCoilInner - kRCC + 0.01);
231   //
232   TGeoVolume* voCoolingWaterI = new TGeoVolume("L3CWI", shCoolingWaterI, medWater);
233   voCoolingPipeI->AddNode(voCoolingWaterI, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
234
235   //
236   // Define Yoke
237   //
238   TGeoPgon* shYoke = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 2);
239   shYoke->DefineSection(0, -kLYoke, kRYokeInner, kRYokeOuter);
240   shYoke->DefineSection(1, +kLYoke, kRYokeInner, kRYokeOuter);  
241   // 
242   TGeoVolume* voYoke = new TGeoVolume("L3YO", shYoke, medSteel);
243   voBMother->AddNode(voYoke, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));
244
245   //
246   // Define Crown
247   //
248   TGeoPgon* shCrown = new TGeoPgon(kStartAngle, kFullAngle, kNSides, 4);
249   shCrown->DefineSection(0,  kLCrown1, kRCrownInner, kRYokeInner);
250   shCrown->DefineSection(1,  kLCrown2, kRCrownInner, kRYokeInner);  
251   shCrown->DefineSection(2,  kLCrown2, kRCrownInner, kRCrownOuter);  
252   shCrown->DefineSection(3,  kLCrown3, kRCrownInner, kRCrownOuter);  
253   // 
254   TGeoVolume* voCrown = new TGeoVolume("L3CR", shCrown, medSteel);
255
256   //
257   // Door including "Plug"
258   //
259   Float_t slo = 2. * kRDoorOuter * TMath::Tan(22.5 * kDegRad);
260   Float_t sli = 2. * kRPlugInner * TMath::Tan(22.5 * kDegRad);
261   Double_t xpol1[12], xpol2[12], ypol1[12], ypol2[12];
262   
263   xpol1[ 0] = 2.         ;  ypol1[ 0] = kRDoorOuter;
264   xpol1[ 1] = slo/2.     ;  ypol1[ 1] = kRDoorOuter;
265   xpol1[ 2] = kRDoorOuter;  ypol1[ 2] = slo/2.;
266   xpol1[ 3] = kRDoorOuter;  ypol1[ 3] = -slo/2.;
267   xpol1[ 4] = slo/2.     ;  ypol1[ 4] = -kRDoorOuter;
268   xpol1[ 5] = 2.         ;  ypol1[ 5] = -kRDoorOuter;
269   xpol1[ 6] = 2.         ;  ypol1[ 6] = -kRPlugInner - os;
270   xpol1[ 7] = sli/2.     ;  ypol1[ 7] = -kRPlugInner - os;
271   xpol1[ 8] = kRPlugInner;  ypol1[ 8] = -sli/2.      - os;
272   xpol1[ 9] = kRPlugInner;  ypol1[ 9] =  sli/2.      - os;
273   xpol1[10] = sli/2.     ;  ypol1[10] = kRPlugInner  - os;
274   xpol1[11] = 2.         ;  ypol1[11] = kRPlugInner  - os;
275
276   TGeoXtru* shL3DoorR = new TGeoXtru(2);
277   shL3DoorR->DefinePolygon(12, xpol1, ypol1);
278   shL3DoorR->DefineSection(0, kLDoor1);
279   shL3DoorR->DefineSection(1, kLDoor2);  
280   TGeoVolume* voL3DoorR = new TGeoVolume("L3DoorR", shL3DoorR, medSteel);
281
282   for (Int_t i = 0; i < 12; i++) {
283       xpol2[i] = - xpol1[11 - i];
284       ypol2[i] =   ypol1[11 - i];
285   }
286    
287   TGeoXtru* shL3DoorL = new TGeoXtru(2);
288   shL3DoorL->DefinePolygon(12, xpol2, ypol2);
289   shL3DoorL->DefineSection(0, kLDoor1);
290   shL3DoorL->DefineSection(1, kLDoor2);  
291   TGeoVolume* voL3DoorL = new TGeoVolume("L3DoorL", shL3DoorL, medSteel);
292   //
293   // Plug support plate
294   // 
295   Float_t ro = kRPlugInner + 50.;
296   slo = 2. * ro * TMath::Tan(22.5 * kDegRad);
297   
298   xpol1[ 0] = 2.         ;  ypol1[ 0] = ro     - os;
299   xpol1[ 1] = slo/2.     ;  ypol1[ 1] = ro     - os;
300   xpol1[ 2] = ro         ;  ypol1[ 2] = slo/2. - os;
301   xpol1[ 3] = ro         ;  ypol1[ 3] = -slo/2.- os;
302   xpol1[ 4] = slo/2.     ;  ypol1[ 4] = -ro    - os;
303   xpol1[ 5] = 2.         ;  ypol1[ 5] = -ro    - os;
304
305   for (Int_t i = 0; i < 12; i++) {
306       xpol2[i] = - xpol1[11 - i];
307       ypol2[i] =   ypol1[11 - i];
308   }
309
310
311   TGeoXtru* shL3PlugSPR = new TGeoXtru(2);
312   shL3PlugSPR->DefinePolygon(12, xpol1, ypol1);
313   shL3PlugSPR->DefineSection(0, kLDoor1-10.);
314   shL3PlugSPR->DefineSection(1, kLDoor1);  
315   TGeoVolume* voL3PlugSPR = new TGeoVolume("L3PlugSPR", shL3PlugSPR, medSteel);
316
317   TGeoXtru* shL3PlugSPL = new TGeoXtru(2);
318   shL3PlugSPL->DefinePolygon(12, xpol2, ypol2);
319   shL3PlugSPL->DefineSection(0, kLDoor1-10.);
320   shL3PlugSPL->DefineSection(1, kLDoor1);  
321   TGeoVolume* voL3PlugSPL = new TGeoVolume("L3PlugSPL", shL3PlugSPL, medSteel);
322   
323
324   // Position crown and door
325   TGeoRotation* rotxz = new TGeoRotation("rotxz",  90., 0., 90., 90., 180., 0.);
326
327   TGeoVolumeAssembly *l3 = new TGeoVolumeAssembly("L3MO");
328   voBMother->AddNode(voCrown, 1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));  
329   voBMother->AddNode(voCrown, 2, new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotxz));
330   l3->AddNode(voBMother, 1, new TGeoTranslation(0.,0.,0.));
331   l3->AddNode(voL3DoorR,  1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));  
332   l3->AddNode(voL3DoorR,  2, new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotxz));
333   l3->AddNode(voL3DoorL,  1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));  
334   l3->AddNode(voL3DoorL,  2, new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotxz));
335   l3->AddNode(voL3PlugSPR,  1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));  
336   l3->AddNode(voL3PlugSPR,  2, new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotxz));
337   l3->AddNode(voL3PlugSPL,  1, new TGeoTranslation(0., 0., 0.));  
338   l3->AddNode(voL3PlugSPL,  2, new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotxz));
339   top->AddNode(l3, 1, new TGeoTranslation(0., os, 0.));
340 }
341
342 //_____________________________________________________________________________
343 void AliMAG::CreateMaterials()
344 {
345   //
346   // Create materials for L3 magnet
347   //
348   
349   Int_t   isxfld = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->Integ();
350   Float_t sxmgmx = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->Max();
351   Float_t epsil, stmin, deemax, tmaxfd, stemax;
352
353
354   // --- Define the various materials for GEANT --- 
355   // Steel  
356   Float_t asteel[4] = { 55.847,51.9961,58.6934,28.0855 };
357   Float_t zsteel[4] = { 26.,24.,28.,14. };
358   Float_t wsteel[4] = { .715,.18,.1,.005 };  
359   Float_t aAir[4]={12.0107,14.0067,15.9994,39.948};
360   Float_t zAir[4]={6.,7.,8.,18.};
361   Float_t wAir[4]={0.000124,0.755267,0.231781,0.012827};
362   Float_t dAir = 1.20479E-3;
363   Float_t aWater[2]={1.00794,15.9994};
364   Float_t zWater[2]={1.,8.};
365   Float_t wWater[2]={0.111894,0.888106};
366   
367
368   //     Aluminum 
369   AliMaterial(9, "Al0$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
370   AliMaterial(29, "Al1$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
371   
372   //     Stainless Steel 
373   AliMixture(19, "STAINLESS STEEL1", asteel, zsteel, 7.88, 4, wsteel);
374   AliMixture(39, "STAINLESS STEEL2", asteel, zsteel, 7.88, 4, wsteel);
375   AliMixture(59, "STAINLESS STEEL3", asteel, zsteel, 7.88, 4, wsteel);
376   //     Iron 
377   AliMaterial(10, "Fe0$", 55.85, 26., 7.87, 1.76, 17.1);
378   AliMaterial(30, "Fe1$", 55.85, 26., 7.87, 1.76, 17.1);
379   
380   //     Air 
381   AliMixture(15, "AIR0$      ", aAir, zAir, dAir, 4, wAir);
382   AliMixture(35, "AIR1$      ", aAir, zAir, dAir, 4, wAir);
383   //     Water
384   AliMixture(16, "WATER", aWater, zWater, 1., 2, wWater);
385
386   
387   // **************** 
388   //     Defines tracking media parameters. 
389   //     Les valeurs sont commentees pour laisser le defaut 
390   //     a GEANT (version 3-21, page CONS200), f.m. 
391   epsil  = .001;  // Tracking precision, 
392   stemax = -1.;   // Maximum displacement for multiple scat 
393   tmaxfd = -20.;  // Maximum angle due to field deflection 
394   deemax = -.3;   // Maximum fractional energy loss, DLS 
395   stmin  = -.8;
396   // *************** 
397   
398   //    IRON 
399   
400   AliMedium(10, "FE_C0             ", 10, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
401   AliMedium(30, "FE_C1             ", 30, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
402   
403   //     ALUMINUM 
404
405   AliMedium(9, "ALU_C0            ",  9, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
406   AliMedium(29, "ALU_C1            ", 29, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
407   
408   //     AIR 
409   
410   AliMedium(15, "AIR_C0            ", 15, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
411   AliMedium(35, "AIR_C1            ", 35, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
412   //    Steel 
413   AliMedium(19, "ST_C0           ", 19, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
414   AliMedium(39, "ST_C1           ", 39, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
415   AliMedium(59, "ST_C3           ", 59, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
416   //    WATER
417   AliMedium(16, "WATER             ", 16, 0, isxfld, sxmgmx, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
418 }
419
420 //_____________________________________________________________________________
421 void AliMAG::Init()
422 {
423   //
424   // Initialise L3 magnet after it has been built
425   Int_t i;
426   //
427   if(AliLog::GetGlobalDebugLevel()>0) {
428     printf("\n%s: ",ClassName());
429     for(i=0;i<35;i++) printf("*");
430     printf(" MAG_INIT ");
431     for(i=0;i<35;i++) printf("*");
432     printf("\n%s: ",ClassName());
433     //
434     // Here the MAG initialisation code (if any!)
435     for(i=0;i<80;i++) printf("*");
436     printf("\n");
437   }
438 }
439