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       1              : #include "crpropa/magneticField/ArchimedeanSpiralField.h"
       2              : 
       3              : namespace crpropa {
       4              : 
       5            0 : ArchimedeanSpiralField::ArchimedeanSpiralField(double B_0, double R_0, double Omega, double V_w) {
       6            0 :         setB0(B_0);
       7            0 :         setR0(R_0);
       8            0 :         setOmega(Omega);
       9            0 :         setVw(V_w);
      10            0 : }
      11              : 
      12            0 : Vector3d ArchimedeanSpiralField::getField(const Vector3d &pos) const {
      13              :         
      14              :         double r = pos.getR();
      15            0 :         double theta = pos.getTheta();
      16            0 :         double phi =pos.getPhi();
      17              :         
      18            0 :         double cos_phi = cos(phi);
      19            0 :         double sin_phi = sin(phi);
      20            0 :         double cos_theta = cos(theta);
      21            0 :         double sin_theta = sin(theta);
      22              : 
      23              :         Vector3d B(0.);
      24              : 
      25              :         // radial direction
      26            0 :         double C1 = R_0*R_0/r/r;
      27            0 :         B.x += C1 * cos_phi * sin_theta;
      28            0 :         B.y += C1 * sin_phi * sin_theta;
      29            0 :         B.z += C1 * cos_theta;
      30              :         
      31              :         // azimuthal direction  
      32            0 :         double C2 = - (Omega*R_0*R_0*sin_theta) / (r*V_w);
      33            0 :         B.x += C2 * (-sin_phi);
      34            0 :         B.y += C2 * cos_phi;
      35              : 
      36              :         // magnetic field switch at z = 0
      37            0 :         if (pos.z<0.) {
      38              :                 B *= -1;
      39              :         }
      40              : 
      41              :         // overall scaling
      42              :         B *= B_0;
      43              :         
      44              : 
      45            0 :         return B;
      46              : }
      47              : 
      48            0 : void ArchimedeanSpiralField::setR0(double R) {
      49            0 :         R_0 = R;
      50            0 :         return;
      51              : }
      52              : 
      53            0 : void ArchimedeanSpiralField::setB0(double B) {
      54            0 :         B_0 = B;
      55            0 :         return;
      56              : }
      57              : 
      58            0 : void ArchimedeanSpiralField::setOmega(double Om) {
      59            0 :         Omega = Om;
      60            0 :         return;
      61              : }
      62              : 
      63            0 : void ArchimedeanSpiralField::setVw(double v) {
      64            0 :         V_w = v;
      65            0 :         return;
      66              : }
      67              : 
      68              : 
      69            0 : double ArchimedeanSpiralField::getR0() const {
      70            0 :         return R_0;
      71              : }
      72              : 
      73            0 : double ArchimedeanSpiralField::getB0() const{
      74            0 :         return B_0;
      75              : }
      76              : 
      77            0 : double ArchimedeanSpiralField::getOmega() const{
      78            0 :         return Omega;
      79              : }
      80              : 
      81            0 : double ArchimedeanSpiralField::getVw() const {
      82            0 :         return V_w;
      83              : }
      84              : 
      85              : 
      86              : } //end namespace crpropa