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Some work for MG-CADSurf 1.3:
[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 Mesh</b> - can be set to <em>None</em>, <em>Global size</em>
17   or <em>Local size</em>
18
19   - if set to <em>Global size</em>, only the <b>User size</b>,
20   <b>Max Size</b> and <b>Min Size</b> fields are taken into account.
21
22   - if set to <em>Local size</em>, behaves like <em>Custom</em> mode and takes into
23   account the "Gradation" parameter and the custom elements sizes given in the
24   "Local size" tab.
25
26 - <b>Geometrical mesh</b> - can be set to <em>None</em>, <em>Global size</em>
27
28   - if set to <em>Global size</em>, allows user input in <b>Mesh angle</b>,
29   <b>Mesh distance</b> and <b>Gradation</b> fields. These fields control
30   computation of the element size, so called <i>geometrical size</i>, conform
31   to the surface geometry considering local curvatures. If both the <b>User size</b>
32   and the <i>geometrical parameters</i> are defined, the  eventual element size
33   corresponds to the least of the two.
34
35 - <b>User size</b> - defines the size of the generated mesh elements. If "Relative value"
36 is checked, the value is relative to the diagonal of the shape.
37
38 - <b>Max Size</b> - defines the upper limit of mesh element size. If "Relative value"
39 is checked, the value is relative to the diagonal of the shape.
40
41 - <b>Min Size</b> - defines the lower limit of mesh element size. If "Relative value"
42 is checked, the value is relative to the diagonal of the shape.
43
44 - <b>Gradation</b> - maximum ratio between the lengths of two adjacent edges.
45
46 - <b>Quadratic mesh</b> - if checked, quadratic elements will be generated.
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>Anisotropic</b> - if checked, this parameter defines the maximum anisotropic ratio of the metric governing the anisotropic meshing process.
55 The default value (0) means that the metric (and thus the generated elements) can be arbitrarily stretched.
56
57 - <b>Remove tiny edges</b> - if checked, the tiny (nano) edges are removed from the generated mesh.
58 The tiny edge value defines the minimal length under which an edge is considered to be a tiny one.
59
60 - <b>Remove bad elements</b> - if checked, the bad elements (slivers) are removed from the generated mesh.
61 The bad element value defines the aspect ratio triggering the "bad element” classification.
62
63 - <b>Mesh optimisation</b> - if checked, the mesh will be optimized in order to get better shaped elements.
64
65 - <b>Allow Quadrangles</b> - if checked, allows the creation of quadrilateral elements.
66
67 \ref blsurf_top "Back to top"
68
69 \section blsurf_advanced_parameters Advanced parameters
70
71 The notion of <i>diag</i> used in the descriptions means the diagonal of the bounding box of the geometrical object to mesh.
72
73 \image html blsurf_parameters_advanced.png
74
75 - <b>PreCAD options</b> -if checked, the PreCAD module will be used. This module has
76 two main goals:
77
78   - Complete missing or inadequate CAD descriptions.
79
80   - Perform topology reconstruction and specific geometry
81   enhancement for mesh generation.
82
83   \n This module requires a specific licence. The following PreCAD
84   options are the most significant and important ones:
85
86     - <b>Merge Edges</b> - allows PreCAD to optimize the geometry by merging some
87     edges. This option is checked by default.
88
89     - <b>Process 3D topology</b> - allows PreCAD to perform the cleanup processing.
90     This option is checked by default.
91
92     - <b>Discard input topology</b> - computes the CAD topology from scratch, 
93     without considering the topological information contained in the original CAD
94     (useful for iges files). This option is unchecked by default.
95
96 - <b>Verbosity level</b> - defines the percentage of "verbosity" of
97 MeshGems-CADSurf and MeshGems-PreCAD [0-10].
98
99 - <b>ExportGMF</b> - saves the computed mesh into a GMF file (.mesh or .meshb).
100
101 - <b>Add option</b> - provides the choice of multiple PreCAD and MG-CADSurf 
102 advanced options, which appear, if selected, in a table where it is 
103 possible to input the value of the option and edit it later.
104
105 - <b>Clear option</b> - removes the option selected in the table.
106
107 The following advanced MG-CADSurf options can be used:
108
109 - \b volume_gradation (real) - Controls the mesh volume gradation, which can improve the shape quality of a
110 volume mesh built afterward, specially in thin volume areas.
111 The volume gradation parameter must be greater than 1, and should be greater or equal to the value of the classic
112 surface gradation (at the risk of increasing the time of convergence of the gradation process).
113 The closer it is to 1, the smoother the final volume mesh you will build should be.
114
115 - \b correct_surface_intersections (bool) - If this option is deactivated, MeshGems-CADSurf will not correct
116 surface intersections. This particularly useful if you don't want volume filling in a later stage, or if you want to fix the
117 intersections in an other way (using MeshGems Cleaner for instance).
118 By default this option is 1.
119
120 - \b surface_intersections_processing_max_cost (real) - If correct_surface_intersections = 1, this
121 parameter gives the time the user is ready to spend in the intersection prevention process. For example,
122 if set to 3, MeshGems-CADSurf will not spend more time in the intersection removal process than
123 3 times the time required to mesh without processing the intersections.
124
125 - \b create_tag_on_collision (bool) - If this option is activated, MeshGems-CADSurf will create new tags to
126 describe tag collisions (when it locally changes the topology, depending on the patch independent
127 options). When this option is not activated, only one tag is preserved while the other one is dropped.
128 By default this option is 1.
129
130 - \b debug (bool) - If debug = 1, MeshGems-CADSurf will be very verbose and will output some intermediate files
131 in the working directory. This option is meant to communicate with Distene support mainly.
132 By default this option is 0.
133
134 - \b enforce_cad_edge_sizes (bool) - Relaxes the given sizemap constraint around CAD edges to allow a better
135 element quality and a better geometric approximation. It is only useful in combination with the gradation option.
136 By default this option is 0.
137
138 - \b rectify_jacobian (bool) - The quadratic elements generation is a processing of the MeshGems-CADSurf
139 meshing process which inserts the extra nodes on the CAD. This parameter determines whether
140 MeshGems-CADSurf will try to correct or not all the elements of the surface mesh with negative
141 Jacobians by moving the internal nodes of the mesh.
142 By default this option is 1.
143
144 - \b jacobian_rectification_respect_geometry (bool) - This parameter determines whether or not the geometry accuracy
145 is more important than the negative Jacobian correction. When this parameter is set to 0,
146 MeshGems-CADSurf is allowed to lose the CAD-mesh associativity in order to correct the last negative Jacobians.
147 By default this option is 1.
148
149 - \b respect_geometry (bool) - This patch independent option can be deactivated to allow MeshGems-CADSurf
150 to lower the geometry accuracy in its patch independent process.
151 By default this option is 1.
152
153 - \b max_number_of_points_per_patch (int) - This parameter controls the maximum amount of points MeshGems-CADSurf
154 is allowed to generate on a single CAD patch. For an automatic gestion of the memory, one can set this parameter to ”0”.
155 By default this option is 100000.
156
157 - \b periodic_tolerance (double) - This parameter defines the maximum size difference between two periodic edges
158 and also the maximum distance error between two periodic entities.
159 By default this option is diag/100.
160
161 - \b required_entities (char) - The required entities control the correction operations. Accepted values for this parameter are:
162
163     - respect : MeshGems-CADSurf is not allowed to alter any required entity, even for correction purposes,
164     - ignore : MeshGems-CADSurf will ignore the required entities in its processing,
165     - clear : MeshGems-CADSurf will clear any required status for the entities. There will not be any entity marked as required in the generated mesh.
166
167     \n By default this option is "respect".
168
169 - \b tags (char) - The tag (attribute) system controls the optimisation process. Accepted values for this parameter are:
170
171     - respect : the CAD tags will be preserved and unaltered by the optimisation operations,
172     - ignore : the CAD tags will be ignored by the optimisation operations but they will still be present inthe output mesh,
173     - clear : MeshGems-CADSurf will clear any tag on any entity and optimise accordingly. There will not be any tag in the generated mesh.
174
175     \n By default this option is "respect".
176
177     
178 \b Remark: To set boolean options, you have to type 0 or 1.
179
180
181
182 The following MG-CADSurf options are deprecated (since MeshGems 1.3) and will be removed in the next version of Salome:
183
184 - frontal
185 - hinterpol_flag
186 - hmean_flag
187 - prox_nb_layer
188 - prox_ratio
189 - proximity.
190
191
192 The following PreCAD options are commonly usable. 
193
194 - \b closed_geometry (boolean) - describes whether the working geometry
195 should be closed or not. When activated, this option helps PreCAD to process 
196 the dirtiest geometries. By default this option is 0.
197
198 - \b create_tag_collision (boolean) - creates new tags from original ones in case
199 of collision (entity merge or association for example). By default
200 this option is 1.
201
202 - \b debug (bool) - If debug = 1 PreCAD will be very verbose and will output
203 some intermediate files in the working directory. By default this
204 option is 0.
205
206 - \b manifold_geometry (int) - describes whether the working geometry should be manifold or not.
207 When activated, this option helps PreCAD to process the dirtiest
208 geometries. By default this option is 0.
209
210 - \b periodic_tolerance (real) - defines the maximum distance error accepted between
211 two sets of periodic entities. By default this option is \f$\mathrm{diag} \times 10^{-5}\f$.
212
213 - \b remove_tiny_edges (boolean) -optimize the geometry by removing the nano edges whenever possible.
214 By default this option is 0.
215
216 - \b required_entities (char) -controls the correction operations. Possible values are:
217
218   - "respect" - PreCAD is not allowed to correct or optimize a required edge.
219
220   - "ignore" - PreCAD is allowed to correct a required edge.
221
222   - "clear" - PreCAD will erase "required" status of each required entities, and will thus
223   be allowed to correct a required edge.
224
225   \n By default this option is "respect".
226
227 - \b sewing_tolerance (real) - tolerance of the assembly. It rarely requires to be tuned.
228 By default this option is \f$\mathrm{diag} \times 5 \cdot 10^{-4}\f$.
229
230 - \b tags (char) -controls the optimisation process. Possible values are:
231
232   - "respect" - PreCAD is not allowed to cross the CAD attributes boundaries for optimisation purpose.
233
234   - "ignore" - PreCAD is allowed to cross the CAD attributes boundaries for optimisation.
235
236   - "clear" - PreCAD will erase each tgas of each entities, and will thus
237   be allowed to cross the CAD attributes boundaries in its optimisation purpose.
238
239   \n By default this option is "respect".
240
241 - \b tiny_edge_length (real) -  the length below which en edge is considered as nano for the topology processing.
242 By default this option is \f$10^{-5}\f$.
243
244 \ref blsurf_top "Back to top"
245
246 \section blsurf_local_size Local size
247
248 Local sizes can be defined on faces, edges or vertices:
249
250 - The faces, edges and vertices can belong to the meshed geometrical
251 object or to its sub-shapes (created using <b>Explode</b> command).
252
253 - Groups of faces, edges and vertices are also handled.
254
255 - It is possible to attribute the same size to several geometries using multi-selection.
256
257 - The sizes are constant values or python functions.
258
259 - In case of a python function, the following rules must be respected:
260
261   - The name of the function is f.
262
263   - If geometry is a face or a group of faces, the function is f(u,v).
264
265   - If geometry is an edge or a group of edges, the function is f(t).
266
267   - If geometry is a vertex or a group of vertices, the function is f().
268
269   - The function must return a double.
270
271 3 different types of size maps can be defined:
272
273 -# \ref blsurf_sizemap_computation "Computation of the physical size"
274 -# \ref blsurf_attractor "Advanced maps"
275 -# \ref blsurf_attractor_computation "Computation of attractors"
276
277 \ref blsurf_top "Back to top"
278
279 \subsection blsurf_sizemap_computation Computation of the physical size
280
281 \image html blsurf_parameters_sizemap1.png 
282
283 The physical size is obtained by querying sizemap functions associated
284 to the input CAD object for surfaces, curves and points.
285 Each function can either return a value h (which is then trimmed
286 between the two bounds hphymin and hphymax), or "no answer" (by not
287 assigning a value to h), thus providing great flexibility in the
288 specification of the sizes. The computation depends on whether point P
289 is internal to a surface, internal to a curve, or at the end of
290 several curves:
291
292 - If point P is internal to a surface, the CAD surface size function
293 is queried. If no answer is returned, one interpolates with the values
294 at the vertices of the discretized interface curves.
295
296 - If point P is internal to a curve, the CAD curve size function is
297 queried first. If no answer is returned, the surface size function is
298 queried for every adjacent surface and the mean value of the returned
299 values is computed. If no answer is returned, sizes h1 and h2 at both
300 ends of the curve are considered (see next item) and the interpolated
301 value is computed.
302
303 - If point P is at the extremity of several curves, the CAD point size
304 function is queried first. If no answer is returned, the curve size
305 function is queried for every adjacent curve and the mean value of the
306 returned values is computed. If no answer is returned, the surface
307 size function is queried for every adjacent surface and the mean value
308 of the returned values is computed. If there is still no answer
309 returned, the default value hphydef is kept.
310
311 In order to compute the mean of several values, the arithmetic mean is
312 used by default, but this can be modified by the parameter
313 \ref blsurf_hmean_flag "hmean flag". In the same way, in order to
314 interpolate two values, a linear interpolation is used by default, but
315 this can be modified by \ref blsurf_hinterpol_flag "hinterpol flag". 
316
317 \ref blsurf_local_size "Back to \"Local size\""\n
318 \ref blsurf_top "Back to top"
319
320 \subsection blsurf_attractor Advanced maps
321
322 \image html blsurf_parameters_sizemap2.png 
323
324 More specific size maps can be defined on faces. 
325
326 - <i> Attractors </i> allow to define the size of the mesh elements
327 on a face so that the mesh is the finest on the attractor shape and
328 becomes coarser when getting far from this shape.
329
330   - The selected attractor can be a Vertex, an Edge, a Wire or a
331   Compound mixing several entities of those types.
332
333   - The attractor doesn't have to be a sub-shape of the shape to mesh.
334
335   - The size will grow exponentially (see the formula below) but is
336   bounded by gradation, \n so if you want the formula to be strictly
337   respected, you should set the <i>gradation</i> 
338   to its maximum (2.5) in the <i>arguments</i> tab. 
339
340 - Furthermore you can choose to <i> keep the size constant </i>
341 until a certain distance from a shape. This option can be combined or
342 not with an <i>attractor</i> size map described above. 
343
344   - If the two options are combined the size will remain constant
345   until the distance specified in "constant over" and grow then as
346   prescribed by the attractor function.
347
348   - Else the growing is only controled by the standard arguments of
349   MG-CADSurf (gradation ...).
350
351 \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"
352
353 \note The validation of the hypothesis might take a few seconds if
354 attractors are defined or the "constant size" option is used because a
355 map of distances has to be built on the whole surface for each face
356 where such a hypothesis has been defined.
357
358 \sa Sample TUI Script of the \ref tui_blsurf "creation of a MG-CADSurf hypothesis", including size map.
359
360 \ref blsurf_local_size "Back to \"Local size\""\n
361 \ref blsurf_top "Back to top"
362
363 \subsection blsurf_attractor_computation Computation of attractors
364
365 The size grows exponentially following the equation : 
366 \f$h(d) = \mathrm{User Size} + (\mathrm{h\_start} - \mathrm{User Size}) \times e ^ { - \left( \frac{d}{R} \right) ^ {2} }\f$
367
368 Where :
369
370 - h_start is the desired size on the given attractor shape
371
372 - d is the distance of the current point from the attractor
373 shape. The distance is the geodesic distance (i.e. calculated by following the surface to be meshed)
374
375 - R is called the distance of influence and allows controlling the growth rate of the mesh
376
377 \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"
378
379 \ref blsurf_local_size "Back to \"Local size\""\n
380 \ref blsurf_top "Back to top"
381
382 \section blsurf_enforced_elements Enforced vertices
383
384 \image html blsurf_parameters_enforced_vertices.png
385
386 It is possible to define some enforced vertices to MG-CADSurf algorithm.
387 An enforced vertex is defined on a Face or a Compound by
388
389 - selecting an existing Vertex or Compound,
390
391 - or creating a new vertex given its coordinates.
392
393 The enforced vertex is the projection of a point defined by its
394 (x,y,z) coordinates on the selected face.
395
396 - It is possible to define several enforced vertices on a face or a group of faces.
397
398 - If the projected point is on the boundary or outside of the face, it will be ignored.
399
400 - 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.
401
402 All the internal vertices of the faces can be considered as enforced vertices if the corresponding checkbox is checked.
403 A group can optionnaly be defined on those enforced vertices.
404
405 \sa Sample TUI Script of the \ref tui_blsurf "creation of a MG-CADSurf hypothesis", including enforced vertices.
406
407 \ref blsurf_top "Back to top"
408
409
410 \section blsurf_periodicity Periodicity
411
412 \subsection periodicity_introduction Introduction
413
414 Periodicity is used to have the same discretization on two faces (in 3D) or two edges (in 2D).
415 This is useful for instance for a Representative Volume Element so that the translated meshes share the same nodes on the common faces.
416
417 In GUI, periodicity association uses PreCAD (optional MG-CADSurf add-on). You must have a PreCAD license to be able to use it.
418
419 In TUI, advanced users can use CADSurf periodicity via \ref periodicity_tui_basic_api_usage "the basic API" or \ref periodicity_tui_advanced_api_usage "the advanced API". It requires to disable PreCAD. We strongly advise to use PreCAD periodicity instead.
420
421 \image html blsurf_periodicity_translation.png "Two periodic faces (translation)"
422
423 \image html blsurf_periodicity_reflexion.png "Two periodic faces (reflexion)"
424
425 \image html blsurf_periodicity_2D.png "Associations of edges in 2D (both red edges are associated with each other)"
426
427 \subsection periodicity_gui_usage GUI usage
428
429 \image html blsurf_parameters_periodicity.png
430
431 The periodicity association can be defined:
432
433 - on 2 groups of faces (in 3D)
434 - on 2 groups of edges (in 2D)
435
436 If the transformation is a translation, PreCAD makes the periodicity association with only this information.
437
438 Otherwise, for instance a rotation, the user has to define 3 non-colinear vertices and their image by the transformation.
439
440 \subsection periodicity_tui_precad_usage TUI PreCAD usage
441
442 The two methods to define periodicity with PreCAD are
443 (the former name of <em>MG-CADSurf</em> is \a BLSURF and names
444 of the corresponding classes and modules still include \a "BLSURF"):
445 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddPreCadFacesPeriodicity 
446 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddPreCadEdgesPeriodicity
447
448 List of source and target vertices to define a transformation are optional.
449
450 \sa Sample TUI Script of the definition of MG-CADSurf periodicity \ref tui_blsurf_periodicity_preCAD "using preCAD".
451
452 \subsection periodicity_tui_basic_api_usage TUI Basic API usage
453
454 In the CADSurf basic API, only available in TUI, the periodicity must be defined face by face, edge by edge and vertex by vertex.
455
456 You must disable PreCAD to use it. Hence, shapes with seam edges will not be meshed correctly.
457
458 The methods are:
459 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddFacePeriodicity
460 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddEdgePeriodicity
461 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddEdgePeriodicityWithoutFaces
462 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddVertexPeriodicity
463
464 Sample TUI Script of the definition of MG-CADSurf periodicity \ref tui_blsurf_periodicity_basic "using basic API (without preCAD)".
465
466 \subsection periodicity_tui_advanced_api_usage TUI Advanced API usage
467
468 To ease the periodicity description, the basic API methods can be called through two advanced methods, given two geom groups and a python geom transformation:
469
470 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddAdvancedFacesPeriodicity (in 3D)
471 - BLSURFPluginBuilder.BLSURF_Algorithm.AddAdvancedEdgesPeriodicity (in 2D)
472
473 Sample TUI Script of the definition of MG-CADSurf periodicity \ref tui_blsurf_periodicity_advanced "using advanced API (without preCAD)".
474
475 \ref blsurf_top "Back to top"
476
477 For more information on MeshGems-CADSurf, you can read its documentation at $MESHGEMS_ROOT_DIR/Docs/mg-cadsurf_user_manual.pdf
478
479 */