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/*
* Accelerator.h
*
* Created on: 22 mars 2011
* Author: christian
*/
#ifndef ACCELERATOR_H_
#define ACCELERATOR_H_
#include <iostream>
#include <vector>
#include <limits>
#include "exceptions.h"
#include "Vector3D.h"
#include "Particle.h"
#include "Element.h"
namespace vhc {
/** Représente un accélérateur. Cette classe contient en particulier une méthode
* qui fait évoluer les particules qu'elle contient. */
class Accelerator: public Printable{
private :
/** Constructeur de copie ne faisant rien. */
Accelerator (Accelerator const& other) {}
/** Opérateur '=' ne faisant rien. */
void operator= (Accelerator const& other) const {}
protected:
/*Attributs d'un accélérateur : une collection d'éléments, et une de particules. */
/** Collection d'elements contenus dans cet accelerateur. */
std::vector< Element * > elementCollec;
/** Collection de particules contenus danc cet accelerateur. */
std::vector< Particle *> particleCollec;
public:
/** Constructeur d'un accélérateur. */
Accelerator ():
elementCollec(0),
particleCollec(0)
{};
virtual ~Accelerator() {clear();}
/** Retourne un pointeur sur un élément de l'accélérateur.*/
Element *const getElement(int rank) const { return elementCollec[rank];}
/* Retourne un pointeur sur une particule de l'accélérateur.*/
Particle *const getParticle(int rank) const { return particleCollec[rank];}
/** Retourne une représentation en chaîne de caractères de cet accélérateur. */
virtual std::string toString() const;
/** Copie un élément dans l'accélérateur. */
Element *const add(const Element& element) {
Element* e = element.clone();
elementCollec.push_back(e);
return e;
}
/** Copie une particule dans l'accélérateur. */
Particle *const add(const Particle& particle){
Particle* p = particle.clone();
particleCollec.push_back(p);
return p;
}
void close() {
for (int i = 0; i < elementCollec.size(); ++i) {
//element i
Element* current = elementCollec[i];
//element i+1
Element* next = elementCollec[(i+1) % elementCollec.size()];
// est-ce que les elements se suivent?
if (Vector3D::ae(current->getExitPosition(), next->getEntryPosition())) {
current->setNext(next);
next->setPrevious(current);
} else throw UnsupportedOperationException("Cannot close accelerator. Two succeeding elements are not physically connected! (not close enough)");
}
}
/** Efface tous les éléments et les particules. */
void clear() {
for (unsigned int i = 0; i < particleCollec.size(); ++i) {
delete particleCollec[i];
particleCollec[i] = NULL;
}
particleCollec.clear();
for (unsigned int i = 0; i < elementCollec.size(); ++i) {
delete elementCollec[i];
elementCollec[i] = NULL;
}
elementCollec.clear();
}
/** Retourne la liste des éléments de l'accélérateur.*/
const std::vector< Element* >& getElements() const {
return elementCollec;
}
/** Retourne la liste des particules de l'accélérateur.*/
const std::vector< Particle* >& getParticles() const {
return particleCollec;
}
/** Fait évoluer l'accélérateur d'un laps de temps dt. */
void step(double dt) {
for (int i = 0; i < particleCollec.size(); ++i) {
Particle* particle = particleCollec[i];
std::cout << "element: " << (particle->getElement()->toString()) << "\n";
std::cout << "B field at particle position: " << (particle->getElement()->magneticFieldAt(particle->getPosition())) << "\n";
std::cout << "B field at entry position: " << (particle->getElement()->magneticFieldAt(particle->getElement()->getEntryPosition())) << "\n";
std::cout << "real stuff\n";
particle->applyMagneticForce(particle->getElement()->magneticFieldAt(particle->getPosition()), dt);
std::cout.flush();
Vector3D a = particle->getForce() / (particle->getGamma() * particle->getMass());
particle->setVelocity(particle->getVelocity() + a * dt);
}
for (int i = 0; i < particleCollec.size(); ++i) {
Particle& particle = *(particleCollec[i]);
particle.setPosition(particle.getPosition() + particle.getVelocity() * dt);
particle.setForce(Vector3D::Null);
if (particle.getElement()->isBeside(particle)) std::cout << "Particle hit wall!" << std::endl;
if (particle.getElement()->isAfter(particle)) { // si la particule est passee, qui sait si elle est dans l'element suivant?
if (!particle.getElement()->isConnected()) throw Exception("Element in accelerator not connected.");
else particle.setElement(particle.getElement()->getNext());
}
}
}
/*
void* stepMonteCarlo();
void* stepDeterministBackUp();
void* stepDeterminist();
*/
};
}
#endif /* ACCELERATOR_H_ */
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