Materiały do zajęć: Geant 4.0

Materiały do zajęć: Geant 4.0
Angelika Magdalena Tefelska
30 marca 2016
1
Podstawowe informacje o Geant 4.0
Geant 4.0 to oprogramowanie składające się z narzędzi służących do symulacji transportu
cząstek przez materiał. W celu wykonania symulacji należy uwzględnić takie elementy
jak:
• geometrie układu
• rodzaj materiału, z którego składają się poszczególne elementy układu
• rodzaje cząstek, które będą uwzględniane w symulacji
• procesy fizyczne uwzględniane w symulacji
Całe środowisko jest oparte na języku programowania C++. Przydatne kursy dotyczący Geant 4.0 można znaleźć na stronach:
• http://geant4.slac.stanford.edu/MIT2015/MIT2015_Agenda.html
• https://www.ge.infn.it/geant4/events/ptb_2009/lecture_notes.html
2
Instalacja Geant 4.0 dla systemu Linux
W celu zainstalowania oprogramowania Geant 4.0 postępuj zgodnie z następującymi wskazówkami:
• Otwórz oficjalną stronę internetową Geant 4.0: http://geant4.web.cern.ch/geant4/.
Następnie wybierz: Getting started . Na stronie wyświetlą się odnośniki do kodu
źródłowego (downloading the code) oraz poradnik jak zainstalować Geant 4.0 (Installation Guide). Po wybraniu odnośnika downloading the code należy pobrać kod
źródłowy oprogramowania.
• Następnie należy rozpakować pliki źródłowe oraz utworzyć katalog (obok katalogu
rozpakowanego), w którym zostanie zbudowany Geant 4.0:
mkdir geant4.10.2-build.
1
Dodatkowo należy stworzyć katalog, w którym będzie zainstalowany Geant 4.0:
mkdir geant4.10.2-install
• Oprogramowanie geant 4.0 wymaga zainstalowanego cmake 3.3 lub nowszego. W
celu sprawdzenia posiadanej wersji cmake należy wpisać w terminalu:
cmake –version.
Jeśli zainstalowana wersja cmake jest mniejsza niż wymagana to można ją zainstalować wpisując:
sudo apt-get install build-essential
mkdir cmake
cd cmake
wget http://www.cmake.org/files/v3.3/cmake-3.3.2.tar.gz
tar xf cmake-3.3.2.tar.gz
cd cmake-3.3.2
./configure
sudo apt-get install checkinstall
sudo checkinstall
• Po stworzeniu katalogu należy skonfigurować Geant4.0, w tym celu należy wejść do
katalogu:
cd /yourPath/geant4.10.2-build
a potem wywołać komendę:
cmake -DCMAKE INSTALL PREFIX=/path/to/geant4.10.2-install
/path/to/geant4.10.02.p01.
Następnie należy wpisać:
ccmake -DCMAKE INSTALL PREFIX=/path/geant4.10.2-install
/path/to/geant4.10.02.p01
oraz zaznaczyć jako ON (klawisz ENTER) opcje GEANT4 INSTALL DATA oraz
GEANT4 USE OPENGL X11. W celu konfiguracji wybranych opcji należy wybrać
klawisz c a następnie g w celu wygenerowania cmake z wybranymi opcjami.
Jeśli komuś ccmake się nie skompilował należy zamiast powyższej linii wpisać:
cmake -DGEANT4 INSTALL DATA=ON -DGEANT4 USE OPENGL X11=ON
-DCMAKE INSTALL PREFIX=/path/geant4.10.2-install
/path/to/geant4.10.02.p01
2
Jeśli komuś nie wykona się cmake z powodu braku openGL to należy zainstalować
biblioteki:
sudo apt-get install freeglut3 freeglut3-dev libxmu-dev
• Następnie należy uruchomić instalacje, w tym celu wpisujemy w terminal:
make -jN
gdzie: N - oznacza ilość wątków oraz:
make install
• Po zainstalowaniu się geant 4.0 należy wykonać instrukcje:
cd /path/to/geant4.10.2-install/bin
source geant4.sh
UWAGA: Po każdym uruchomieniu terminala należy wykonać dwie powyższe instrukcje.
3
Instalacja Geant 4.0 dla pozostałych systemów operacyjnych
Opis instalacji dla pozostałych systemów operacyjnych jest dostępny na oficjalnej stronie
Geant 4.0 czyli http://geant4.web.cern.ch/geant4/.
4
Uruchomienie przykładowej aplikacji
W geant4 stworzono zestaw przykładów, których dokładny opis można znaleźć na stronie
http://geant4.web.cern.ch/geant4/UserDocumentation/Doxygen/examples_doc/html/
README_basic.html.
W celu sprawdzenia działania Geant 4.0 należy zbudować przykładową aplikację postępując zgodnie z poniższymi wskazówkami:
• W celu uruchomienia przykładowej aplikacji należy stworzyć katalog np:
mkdir /YourPath/projekty
cd projekty
mkdir B1
mkdir B1-build
3
• Następnie należy przekopiować wybrany przykład np:
cd B1
cp -r /path/geant4.10.2-install/share/Geant4-10.2.1/examples/basic/B1/* .
• Po skopiowaniu przykładowej aplikacji należy ją zbudować oraz uruchomić:
cd ../B1-build
cmake -DGeant4 DIR=/path/geant4.10.2-install/lib/Geant4-10.2.0 ../B1
make -jN
./exampleB1
Jeśli aplikacja została zbudowana pomyślnie to powinno pojawić się okno z wizualizacją:
5
Uruchomienie aplikacji TestEM2 z wizualizacją
Projekt do wykonania na zaliczenie części laboratorium poświęcony Geant 4.0 opiera się na
przykładzie TestEm2, który znajduje się w katalogu:/path/geant4.10.2-install/share/Geant410.2.1/examples/extended/electromagnetic/TestEm2/ . Pierwszym zadaniem jest zbudowanie aplikacji zgodnie z opisem umieszczonym w rozdziale 4. Następnie należy stworzyć
makro uruchamiające i konfigurujące aplikacje pod tytułem np. „moje.mac”. W środku
makra należy umieścić:
4
/control/verbose 2
/control/saveHistory
/run/verbose 2
/run/initialize
/vis/open OGL
/vis/drawVolume
/vis/viewer/set/viewpointThetaPhi 120 150
/vis/viewer/set/style surface
/vis/scene/add/trajectories smooth
/vis/modeling/trajectories/create/drawByCharge
/vis/modeling/trajectories/drawByCharge-0/set 1 red
/vis/modeling/trajectories/drawByCharge-0/set -1 blue
/vis/modeling/trajectories/drawByCharge-0/set 0 green
/run/beamOn 1
Pierwsze trzy linie są związane z konfiguracją aplikacji (zapisywanie historii, narzucenie informowania użytkownika o różnych ustawieniach). Następne linie są związane z
inicjalizacją i uruchomieniem OpenGL. Kolejne odpowiadają za konfiguracje wizualizacji takie jak ustawienie kamery, styl grafiki, kolory poszczególnych cząstek o odpowiednim ładunku itd. Ostatnia linia jest związana z ilością zderzeń, które mają być wykonane. W tym przypadku wybrano jedno zderzenie. Więcej na temat opcji wizualizacji
można znaleźć na stronie: http://geant4.cern.ch/G4UsersDocuments/UsersGuides/
ForApplicationDeveloper/html71/Visualization/index.html. Szczególnie w zakładce Interactive Visualization.
W celu uruchomienia aplikacji należy wpisać w terminal:
./TestEm2
/control/execute moje.mac
Jeśli wszystko zostało skonfigurowane pomyślnie, po uruchomieniu powinno pojawić
się okno:
5
Przed przystąpieniem do projektu zalecam przejrzeć katalogi /TestEm2/include gdzie
są zamieszczone pliki o rozszerzeniu .h oraz /TestEm2/src gdzie znajdują się pliki o rozszerzeniu .c. Wśród plików można odszukać te pliki, które odpowiadają za geometrie układu
oraz za procesy fizyczne użyte w symulacji.
Literatura
[1] http://geant4.slac.stanford.edu/MIT2015/MIT2015_Agenda.html
[2] https://www.ge.infn.it/geant4/events/ptb_2009/lecture_notes.html
[3] http://geant4.web.cern.ch/geant4/
[4] http://geant4.cern.ch
6