Salome HOME
Add full-quadrangles support, available since MeshGems v2.5
[plugins/blsurfplugin.git] / doc / salome / gui / BLSURFPLUGIN / input / blsurf_hypo.doc
1 /*!
2
3 \page blsurf_hypo_page MG-CADSurf Parameters hypothesis
4
5 \anchor blsurf_top
6
7 \tableofcontents
8
9 \section blsurf_general_parameters General parameters
10
11 \image html blsurf_parameters.png
12
13 - <b>Name</b> - allows defining the name of the hypothesis (MG-CADSurf
14 Parameters_n by default).
15
16 - <b>Physical Size</b> group defines a \a physical sizemap.
17
18 - \b Type of the physical sizemap can be set to <em>None</em>, <em>Global size</em>
19   or <em>Local size</em>
20
21   - if set to <em>Global size</em>, only the <b>User size</b>,
22   <b>Max Size</b> and <b>Min Size</b> fields are taken into account.
23
24   - if set to <em>Local size</em>, behaves like <em>Custom</em> mode and takes into
25   account the "Gradation" parameter and the custom elements sizes given in the
26   "Local size" tab.
27
28 - <b>Geometrical Size</b> group defines a \a geometrical sizemap.
29
30 - \b Type of the geometrical sizemap can be set to <em>None</em>, <em>Global size</em>
31
32   - if set to <em>Global size</em>, allows user input in <b>Mesh angle</b>,
33   <b>Mesh distance</b> and <b>Gradation</b> fields. These fields control
34   computation of the element size, so called <i>geometrical size</i>, conform
35   to the surface geometry considering local curvatures. If both the <b>User size</b>
36   and the <i>geometrical parameters</i> are defined, the  eventual element size
37   corresponds to the least of the two.
38
39 - <b>User size</b> - defines the size of the generated mesh elements. If "Relative value"
40 is checked, the value is relative to the diagonal of the shape.
41
42 - <b>Max Size</b> - defines the upper limit of mesh element size. If "Relative value"
43 is checked, the value is relative to the diagonal of the shape.
44
45 - <b>Min Size</b> - defines the lower limit of mesh element size. If "Relative value"
46 is checked, the value is relative to the diagonal of the shape.
47
48 - <b>Mesh angle</b> - Limiting angle (in degree) between the plane of a triangle of the mesh and each of the tangent planes at the three vertices.
49 The smaller this angle is, the closer the mesh is to the exact surface, and the denser the resulting mesh is.
50
51 - <b>Mesh distance</b> - Maximum desired distance between a triangle and its supporting CAD surface.
52 The smaller this distance is, the closer the mesh is to the exact surface (only available in isotropic meshing).
53
54 - <b>Quadratic mesh</b> - if checked, quadratic elements will be generated.
55
56 - <b>Gradation</b> - maximum ratio between the lengths of two adjacent edges.
57
58 - <b>Mesh optimisation</b> - if checked, the mesh will be optimized in order to get better shaped elements.
59
60 - <b>Elements type</b> - Type of the elements to generate the mesh with:
61
62   - Triangles: generate a mesh with only triangles.
63
64   - Quadrangle dominant: generate a mesh with a majority of quadrangles and a few triangles.
65
66   - Quadrangles: generate a mesh with only quadrangles.
67
68 - <b>Anisotropic</b> - if checked, this parameter defines the maximum anisotropic ratio of the metric governing the anisotropic meshing process.
69 The default value (0) means that the metric (and thus the generated elements) can be arbitrarily stretched.
70
71 - <b>Optimize tiny edges</b> - if checked, the tiny (nano) edges are
72   removed from the generated mesh during local mesh optimization. The
73   tiny edge will be removed only if the local quality is improved by
74   the deletion. The tiny edge value defines the minimal length under
75   which an edge is considered to be a tiny one.
76
77 - <b>Remove tiny edges</b> - if checked, the tiny (nano) edges are
78   removed from the generated mesh \a without taking into account the
79   local quality around the edge. The tiny edge value defines the
80   minimal length under which an edge is considered to be a tiny one.
81
82 - <b>Remove bad elements</b> - if checked, the bad elements (slivers) are removed from the generated mesh.
83 The bad element value defines the aspect ratio triggering the "bad element” classification.
84
85 - <b>Correct surface intersections</b> - if checked, the mesher will try to prevent all surface intersections, which is useful for future volume mesh generation. The value defines the time that will be spent in the intersection prevention process. For example, the value 3 means that the time of the intersection removal process won't be more than 3 times the time required to mesh without processing the intersections.
86
87 - <b>Volume Gradation</b> - maximum ratio between the lengths of two adjacent edges affecting quality of a future volume mesh, specially in thin volume areas. The volume gradation parameter must be greater than 1, and should be greater or equal to the value of the classic
88 surface gradation (at the risk of increasing the time of convergence of the gradation process).
89 The closer it is to 1, the smoother the final volume mesh you will build should be.
90
91
92
93 \ref blsurf_top "Back to top"
94
95 \section blsurf_advanced_parameters Advanced parameters
96
97 The notion of <i>diag</i> used in the descriptions means the diagonal of the bounding box of the geometrical object to mesh.
98
99 \image html blsurf_parameters_advanced.png
100
101 \b Advanced page tab expose mostly useful advanced options. Initially, default values of the options are displayed and they are not modifiable. If an option is activated using a check-box, its value becomes modifiable.
102
103 - \b Meshing options
104
105   - <b>Enforce CAD edge sizes</b> - Relaxes the given sizemap constraint around CAD edges to allow a better
106 element quality and a better geometric approximation. It is only useful in combination with the
107 gradation option.
108
109   - <b>Priority of geometry over Jacobian</b> - This parameter determines whether or not the geometry accuracy
110 is more important than the negative Jacobian correction. When this parameter is set to 0,
111 MeshGems-CADSurf is allowed to lose the CAD-mesh associativity in order to correct the last negative Jacobians.
112
113   - <b>Maximal number of points per patch</b> - This parameter controls the maximum amount of points MeshGems-CADSurf
114 is allowed to generate on a single CAD patch. For an automatic gestion of the memory, you can set this parameter to ”0”.
115
116   - <b>Rectify Jacobian</b> - The quadratic elements generation is a processing of the MeshGems-CADSurf
117 meshing process which inserts the extra nodes on the CAD. This parameter determines whether
118 MeshGems-CADSurf will try to correct or not all the elements of the surface mesh with negative
119 Jacobians by moving the internal nodes of the mesh.
120
121   - <b>Respect geometry</b> - This patch independent option can be deactivated to allow MeshGems-CADSurf
122 to lower the geometry accuracy in its patch independent process.
123
124   - <b>Tiny edges avoid surface intersections</b> - This option defines the priority between the tiny feature
125 suppression and the surface intersection prevention. By default, MeshGems-CADSurf gives the priority
126 to the surface intersection prevention rather than to tiny edge or bad surface element removal. These
127 mesh features are then removed only if it does not lead to surface intersections. This behaviour can be
128 deactivated by setting this parameter to 0, giving priority to the tiny edge or bad surface element
129 removal.
130
131   - <b>use deprecated patch mesher</b> - This option reproduces the mesher behaviour of previous MG-CADSurf versions
132 (MeshGems before 2.3, i.e. before SALOME 8.2). This has proved useful on some particular cases such as very small 
133 local size on a vertex situated on a border curve.
134
135 - <b>CAD preprocessor</b> options. The CAD preprocessor (formerly known as PreCAD) has two main goals:
136
137   - Complete missing or inadequate CAD descriptions.
138
139   - Perform topology reconstruction and specific geometry
140   enhancement for mesh generation.
141
142   \n All options are unchecked by default. No cleanup is made by default so that the mesh matches the shape. If the user has a bad shape (e.g. imported shape), he can activate some options to improve the mesh.
143
144   - <b>Closed geometry</b> - describes whether the working geometry should be closed or not. 
145   When activated, this option helps PreCAD to process the dirtiest geometries.
146
147   - \b Debug - If debug = yes PreCAD will be very verbose and will output some intermediate files in the working directory.
148
149   - <b>Discard input topology</b> - compute the CAD topology from scratch,
150   without considering the topological information contained in the original CAD
151   (useful for iges files). This option is unchecked by default.
152
153   - <b>Merge Edges</b> - optimize the geometry by merging some
154   edges.
155
156   - <b>Periodic tolerance</b> - This parameter defines the maximum size difference between two periodic edges and also the maximum distance error between two periodic entities.
157
158   - <b>Remove duplicate CAD faces</b> - optimize the geometry by merging the
159   duplicate CAD faces. This option is unchecked by default.
160
161   - <b>Required entities</b> - The required entities control the correction operations. Accepted values for this parameter are:
162     - respect : MeshGems-CADSurf is not allowed to alter any required entity, even for correction purposes,
163     - ignore : MeshGems-CADSurf will ignore the required entities in its processing,
164     - clear : MeshGems-CADSurf will clear any required status for the entities. There will not be any entity marked as required in the generated mesh.
165
166   - <b>Sewing tolerance</b> - tolerance of the assembly. It rarely requires to be tuned.
167
168   - \b Tags - controls the optimisation process. Possible values are:
169     - "respect" - PreCAD is not allowed to cross the CAD attributes boundaries for optimisation purpose.
170     - "ignore" - PreCAD is allowed to cross the CAD attributes boundaries for optimisation.
171     - "clear" - PreCAD will erase each tgas of each entities, and will thus be allowed to cross the CAD attributes boundaries in its optimisation purpose.
172
173
174 - <b>Add option</b> - adds a new line in <b>Other options</b> section where you can type an option name and value. The following advanced MG-CADSurf options can be used:
175
176   - \b create_tag_on_collision (bool) - If this option is activated, MeshGems-CADSurf will create new tags to
177   describe tag collisions (when it locally changes the topology, depending on the patch independent
178   options). When this option is not activated, only one tag is preserved while the other one is dropped.
179   By default this option is 1.
180
181   - \b tiny_edge_respect_geometry (bool) - This option defines the behaviour of the tiny edge removal algorithm
182   regarding volume collapse. By default, all tiny edges will be removed, regardless of any potential
183   volume collapse. When this option is activated, it will prevent volume from being collapsed during the tiny edge removal process.
184   By default this option is 0.
185
186   - \b manifold_geometry (int) - describes whether the working geometry should be manifold or not.
187   When activated, this option helps PreCAD to process the dirtiest
188   geometries. By default this option is 0.
189
190
191
192 - <b>Verbosity level</b> - defines the percentage of "verbosity" of
193 MeshGems-CADSurf [0-10].
194
195 - <b>ExportGMF</b> - saves the computed mesh into a GMF file (.mesh or .meshb).
196
197
198
199 \ref blsurf_top "Back to top"
200
201 \section blsurf_local_size Local size
202
203 Local sizes can be defined on faces, edges or vertices:
204
205 - The faces, edges and vertices can belong to the meshed geometrical
206 object or to its sub-shapes (created using <b>Explode</b> command).
207
208 - Groups of faces, edges and vertices are also handled.
209
210 - It is possible to attribute the same size to several geometries using multi-selection.
211
212 - The sizes are constant values or python functions.
213
214 - In case of a python function, the following rules must be respected:
215
216   - The name of the function is f.
217
218   - If geometry is a face or a group of faces, the function is f(u,v).
219
220   - If geometry is an edge or a group of edges, the function is f(t).
221
222   - If geometry is a vertex or a group of vertices, the function is f().
223
224   - The function must return a double.
225
226 3 different types of size maps can be defined:
227
228 -# \ref blsurf_sizemap_computation "Computation of the physical size"
229 -# \ref blsurf_attractor "Advanced maps"
230 -# \ref blsurf_attractor_computation "Computation of attractors"
231
232 \ref blsurf_top "Back to top"
233
234 \subsection blsurf_sizemap_computation Computation of the physical size
235
236 \image html blsurf_parameters_sizemap1.png 
237
238 The physical size is obtained by querying sizemap functions associated
239 to the input CAD object for surfaces, curves and points.
240 Each function can either return a value h (which is then trimmed
241 between the two bounds hphymin and hphymax), or "no answer" (by not
242 assigning a value to h), thus providing great flexibility in the
243 specification of the sizes. The computation depends on whether point P
244 is internal to a surface, internal to a curve, or at the end of
245 several curves:
246
247 - If point P is internal to a surface, the CAD surface size function
248 is queried. If no answer is returned, one interpolates with the values
249 at the vertices of the discretized interface curves.
250
251 - If point P is internal to a curve, the CAD curve size function is
252 queried first. If no answer is returned, the surface size function is
253 queried for every adjacent surface and the mean value of the returned
254 values is computed. If no answer is returned, sizes h1 and h2 at both
255 ends of the curve are considered (see next item) and the interpolated
256 value is computed.
257
258 - If point P is at the extremity of several curves, the CAD point size
259 function is queried first. If no answer is returned, the curve size
260 function is queried for every adjacent curve and the mean value of the
261 returned values is computed. If no answer is returned, the surface
262 size function is queried for every adjacent surface and the mean value
263 of the returned values is computed. If there is still no answer
264 returned, the default value hphydef is kept.
265
266 In order to compute the mean of several values, the arithmetic mean is
267 used by default, but this can be modified by the parameter
268 \ref blsurf_hmean_flag "hmean flag". In the same way, in order to
269 interpolate two values, a linear interpolation is used by default, but
270 this can be modified by \ref blsurf_hinterpol_flag "hinterpol flag". 
271
272 <b>Note:</b> on some particular configurations, the mesher behaviour is
273 not the same as before (SALOME versions before 8.2 i.e. MeshGems before 2.3).
274 For a small local size defined on a point situated on a border curve,
275 the previous mesher behaviour may be prefered: 
276 see "use deprecated patch mesher"
277 on advanced tag.
278
279
280 \ref blsurf_local_size "Back to \"Local size\""\n
281 \ref blsurf_top "Back to top"
282
283 \subsection blsurf_attractor Advanced maps
284
285 \image html blsurf_parameters_sizemap2.png 
286
287 More specific size maps can be defined on faces. 
288
289 - <i> Attractors </i> allow to define the size of the mesh elements
290 on a face so that the mesh is the finest on the attractor shape and
291 becomes coarser when getting far from this shape.
292
293   - The selected attractor can be a Vertex, an Edge, a Wire or a
294   Compound mixing several entities of those types.
295
296   - The attractor doesn't have to be a sub-shape of the shape to mesh.
297
298   - The size will grow exponentially (see the formula below) but is
299   bounded by gradation, \n so if you want the formula to be strictly
300   respected, you should set the <i>gradation</i> 
301   to its maximum (2.5) in the <i>arguments</i> tab. 
302
303 - Furthermore you can choose to <i> keep the size constant </i>
304 until a certain distance from a shape. This option can be combined or
305 not with an <i>attractor</i> size map described above. 
306
307   - If the two options are combined the size will remain constant
308   until the distance specified in "constant over" and grow then as
309   prescribed by the attractor function.
310
311   - Else the growing is only controled by the standard arguments of
312   MG-CADSurf (gradation ...).
313
314 \image html blsurf_const_size_near_shape2.png "Example of size map with constant size option, the size is kept constant on the left side of the surface until a certain distance"
315
316 \note The validation of the hypothesis might take a few seconds if
317 attractors are defined or the "constant size" option is used because a
318 map of distances has to be built on the whole surface for each face
319 where such a hypothesis has been defined.
320
321 \sa Sample TUI Script of the \ref tui_blsurf "creation of a MG-CADSurf hypothesis", including size map.
322
323 \ref blsurf_local_size "Back to \"Local size\""\n
324 \ref blsurf_top "Back to top"
325
326 \subsection blsurf_attractor_computation Computation of attractors
327
328 The size grows exponentially following the equation : 
329 \f$h(d) = \mathrm{User Size} + (\mathrm{h\_start} - \mathrm{User Size}) \times e ^ { - \left( \frac{d}{R} \right) ^ {2} }\f$
330
331 Where :
332
333 - h_start is the desired size on the given attractor shape
334
335 - d is the distance of the current point from the attractor
336 shape. The distance is the geodesic distance (i.e. calculated by following the surface to be meshed)
337
338 - R is called the distance of influence and allows controlling the growth rate of the mesh
339
340 \image html blsurf_attractors2.png "Example of mesh created using attractors, the attractors here are the side edges and the size grows from the side of the surface towards the apex"
341
342 \ref blsurf_local_size "Back to \"Local size\""\n
343 \ref blsurf_top "Back to top"
344
345 \section blsurf_enforced_elements Enforced vertices
346
347 \image html blsurf_parameters_enforced_vertices.png
348
349 It is possible to define some enforced vertices to MG-CADSurf algorithm.
350 An enforced vertex is defined by
351
352 - selecting an existing Vertex or Compound,
353
354 - or by its coordinates.
355
356 The enforced vertex is the projection of a point defined by its
357 (x,y,z) coordinates on the closest face found by the application.
358
359 - It is possible to define several enforced vertices.
360
361 - If the projected point is on the boundary or outside of the face, it will be ignored.
362
363 - If a group name is specified : if the group exists, the enforced nodes will be added in the existing group, if the group does not exist it will be created.
364
365 All the internal vertices of faces can be considered as enforced vertices if the corresponding checkbox is checked.
366 A group can optionnaly be defined on those enforced vertices.
367
368 \sa Sample TUI Script of the \ref tui_blsurf "creation of a MG-CADSurf hypothesis", including enforced vertices.
369
370 \ref blsurf_top "Back to top"
371
372
373 \section blsurf_periodicity Periodicity
374
375 \subsection periodicity_introduction Introduction
376
377 Periodicity is used to have the same discretization on two faces (in 3D) or two edges (in 2D).
378 This is useful for instance for a Representative Volume Element so that the translated meshes share the same nodes on the common faces.
379
380 Periodicity association uses PreCAD (MG-CADSurf preprocessor). You don't need an extra PreCAD license. It is included in MG-CADSurf since MeshGems V2.2.
381
382 \image html blsurf_periodicity_translation.png "Two periodic faces (translation)"
383
384 \image html blsurf_periodicity_reflexion.png "Two periodic faces (reflexion)"
385
386 \image html blsurf_periodicity_2D.png "Associations of edges in 2D (both red edges are associated with each other)"
387
388 \subsection periodicity_gui_usage GUI usage
389
390 \image html blsurf_parameters_periodicity.png
391
392 The periodicity association can be defined:
393
394 - on 2 groups of faces (in 3D)
395 - on 2 groups of edges (in 2D)
396
397 If the transformation is a translation, PreCAD makes the periodicity association with only this information.
398
399 Otherwise, for instance a rotation, the user has to define 3 non-colinear vertices and their image by the transformation.
400
401 \subsection periodicity_tui_precad_usage TUI PreCAD usage
402
403 The two methods to define periodicity with PreCAD are
404 (the former name of <em>MG-CADSurf</em> is \a BLSURF and names
405 of the corresponding classes and modules still include \a "BLSURF"):
406 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddPreCadFacesPeriodicity
407 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddPreCadEdgesPeriodicity
408
409 List of source and target vertices to define a transformation are optional.
410
411 \sa Sample TUI Script of the definition of MG-CADSurf periodicity \ref tui_blsurf_periodicity_preCAD "using preCAD".
412
413 \section blsurf_hyperpatch Hyper-patch
414
415 \image html blsurf_parameters_hyperpatch.png
416
417 Hyper-patch tab page allows defining faces that will be meshes together as
418   part of a global hyper-patch.
419
420 - <b>Hyper-patch IDs</b> table - shows IDs of faces of defined hyper-patches.
421
422 - <b>Face selection</b> - activates selection of faces in the VTK Viewer.
423
424 - <b>Group selection</b> - activates selection of faces and groups of
425   faces in the Object Browser.
426
427 - \b IDs - allows typing IDs of faces composing a hyper-patch and
428   shows IDs of faces selected in the Viewer or the Object Browser.
429
430 - \b Add - adds a new row to the table and moves \b IDs there.
431
432 - \b Remove - removes selected hyper-patches from the table.
433
434 \ref blsurf_top "Back to top"
435
436 For more information on MeshGems-CADSurf, you can read its documentation at $MESHGEMS_ROOT_DIR/Docs/mg-cadsurf_user_manual.pdf
437
438 */