猪头Geant4讲座(9)

Geometry，我习惯翻译为组合几何模型，CG模型顾名思义就是整个模型由一块块小模块组合而成，打个不恰当的比方就是搭积木。这种模型的要求就是“不交不空”，既不能有相交的部分，也不能有空白的地方。CG模型是粒子输运蒙卡模拟中非常常用的一种。

Geant4采用的模型则不同，目前我没看到有关此模型的确切名称，但我习惯将之称为嵌套模型或盒子模型，因为其建模的方式就如往大盒子里放小盒子。在Geant4中首先我们要建立一个最大的盒子，称为World Volume，然后往这个大盒子里面放各种各样的小盒子（部件），然后每个小盒子（部件）里面还可以放更小的盒子（零件），放入的小盒子将自动代替大盒子原有部分。在Geant4中，将大盒子称为Mother Volume（母体），小盒子称为Daughter Volume（子体）。

除了World Volume之外，每个Volume（体）都必须且只能有一个母体，但可以没有子体，也可以有多个子体。

Geant4的这种盒子模型的要求是：“不交不超”。“不交”就是要求同一个大盒子里面的小盒子，即同一等级的子体不能有相交的部分；“不超”就是要求小盒子不能超过大盒子的范围，即子体不能超出母体。用集合的语言描述就是

Volume i(level n)∩Volume j(level n)=Ф; Daughter Volume∈Mother Volume.

下面就可以讲如何设置这些盒子（Volume）。

Geant4中每个这样的盒子的安放又分为两步。第一步是构建盒子，称为Logical Volume（逻辑体）；第二步是将盒子摆放到正确位置，变为Physical Volume（物理体）。

构建盒子又分为两步，第一步是确定盒子形状，第二步是确定盒子的材料等属性。

形状在Geant4中被称为Solid。在Geant4中提供了多种固有的形状，如球形、长方体、锥体等，可以在$G4INSTALL/source/geometry/solids里面查找。

用

此外，对于一些复杂的形状，用户也可以利用基本形状通过交并补等布尔运算方式完成，布尔运算的方式请参考$G4INSTALL/source/geometry/solids/Boolean。

确定了盒子形状后，就是设置盒子的材料、磁场等属性。

这些属性的设置通过G4LogicalVolume类来完成，设置方法如下：

G4LogicalVolume(G4VSolid* pSolid, //形状

G4Material* pMaterial, //材料

const G4String& name, //逻辑体名字 户也可以通过G4VSolid类构建自己的形状，请参见$G4INSTALL/source/geometry/management/include/G4VSolid.hh。