src/HYBRIDPlugin/HYBRIDPlugin_Hypothesis.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2016  CEA/DEN, EDF R&D
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   5 // License as published by the Free Software Foundation; either
   6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   7 //
   8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 // Lesser General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19
  20 // ---
  21 // File   : HYBRIDPlugin_Hypothesis.hxx
  22 // Author : Christian VAN WAMBEKE (CEA)
  23 // ---
  24 //
  25 #ifndef HYBRIDPlugin_Hypothesis_HeaderFile
  26 #define HYBRIDPlugin_Hypothesis_HeaderFile
  27
  28 #include "HYBRIDPlugin_Defs.hxx"
  29
  30 #include <SMDS_MeshNode.hxx>
  31
  32 #include "SMESH_Hypothesis.hxx"
  33 #include "SMESH_Mesh_i.hxx"
  34 #include "SMESH_Gen_i.hxx"
  35 #include "SMESH_TypeDefs.hxx"
  36 #include "utilities.h"
  37
  38 #include <stdexcept>
  39 #include <map>
  40 #include <vector>
  41 #include <cstdio>
  42
  43 class HYBRIDPLUGIN_EXPORT HYBRIDPlugin_Hypothesis: public SMESH_Hypothesis
  44 {
  45 public:
  46
  47   HYBRIDPlugin_Hypothesis(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen);
  48
  49   typedef std::map<std::vector<double>,double> THYBRIDEnforcedVertexCoordsValues;
  50   typedef std::map<std::string,double> THYBRIDEnforcedVertexEntryValues;
  51
  52   struct THYBRIDEnforcedVertex {
  53     std::string name;
  54     std::string geomEntry;
  55     bool isCompound;
  56     std::vector<double> coords;
  57     std::string groupName;
  58     double size;
  59   };
  60
  61   struct CompareHYBRIDEnforcedVertex {
  62     bool operator () (const THYBRIDEnforcedVertex* e1, const THYBRIDEnforcedVertex* e2) const {
  63       if (e1 && e2) {
  64         if (e1->coords.size() && e2->coords.size())
  65           return (e1->coords < e2->coords);
  66         else
  67           return (e1->geomEntry < e2->geomEntry);
  68       }
  69       return false;
  70     }
  71   };
  72   typedef std::set< THYBRIDEnforcedVertex*, CompareHYBRIDEnforcedVertex > THYBRIDEnforcedVertexList;
  73   // Map Coords / Enforced node
  74   typedef std::map< std::vector<double>, THYBRIDEnforcedVertex* > TCoordsHYBRIDEnforcedVertexMap;
  75   // Map geom entry / Enforced node
  76   typedef std::map< std::string, THYBRIDEnforcedVertex* > TGeomEntryHYBRIDEnforcedVertexMap;
  77   // Map groupName / Enforced node
  78   typedef std::map< std::string, THYBRIDEnforcedVertexList > TGroupNameHYBRIDEnforcedVertexMap;
  79
  80   ////////////////////
  81   // Enforced meshes
  82   ////////////////////
  83
  84   struct THYBRIDEnforcedMesh {
  85     int         persistID;
  86     std::string name;
  87     std::string entry;
  88     std::string groupName;
  89     SMESH::ElementType elementType;
  90   };
  91
  92   struct CompareHYBRIDEnforcedMesh {
  93     bool operator () (const THYBRIDEnforcedMesh* e1, const THYBRIDEnforcedMesh* e2) const {
  94       if (e1 && e2) {
  95         if (e1->entry == e2->entry)
  96           return (e1->elementType < e2->elementType);
  97         else
  98           return (e1->entry < e2->entry);
  99       }
 100       else
 101         return false;
 102     }
 103   };
 104   typedef std::set< THYBRIDEnforcedMesh*, CompareHYBRIDEnforcedMesh > THYBRIDEnforcedMeshList;
 105   // Map mesh entry / Enforced mesh list
 106   // ex: 0:1:2:1 -> [ ("Mesh_1", "0:1:2:1", TopAbs_NODE, ""),
 107   //                  ("Mesh_1", "0:1:2:1", TopAbs_EDGE, "edge group")]
 108   typedef std::map< std::string, THYBRIDEnforcedMeshList > TEntryHYBRIDEnforcedMeshListMap;
 109
 110   typedef std::map<int,double> TID2SizeMap;
 111
 112   struct TIDMeshIDCompare {
 113     bool operator () (const SMDS_MeshElement* e1, const SMDS_MeshElement* e2) const
 114     { return e1->getMeshId() == e2->getMeshId() ? e1->GetID() < e2->GetID() : e1->getMeshId() < e2->getMeshId() ; }
 115   };
 116
 117   typedef std::map<const SMDS_MeshElement*, std::string, TIDMeshIDCompare > TIDSortedElemGroupMap;
 118   typedef std::map<const SMDS_MeshNode*, std::string, TIDMeshIDCompare > TIDSortedNodeGroupMap;
 119   typedef std::set<std::string> TSetStrings;
 120
 121   static const char* GetHypType() { return "HYBRID_Parameters"; }
 122   /*!
 123    * To mesh "holes" in a solid or not. Default is to mesh.
 124    */
 125   void SetToMeshHoles(bool toMesh);
 126   bool GetToMeshHoles(bool checkFreeOption = false) const;
 127   /*!
 128    * To mesh layers on all wrap. Default is yes.
 129    */
 130   void SetLayersOnAllWrap(bool toMesh);
 131   bool GetLayersOnAllWrap(bool checkFreeOption = false) const;
 132   /*!
 133    * IDs of faces to grow the layers on
 134    */
 135   bool SetFacesWithLayers(const std::vector<int>& theVal);
 136   const std::vector<int>& GetFacesWithLayers() const;
 137   /*!
 138    * To make groups of volumes of different domains when mesh is generated from skin.
 139    * Default is to make groups.
 140    * This option works only (1) for the mesh w/o shape and (2) if GetToMeshHoles() == true
 141    */
 142   void SetToMakeGroupsOfDomains(bool toMakeGroups);
 143   bool GetToMakeGroupsOfDomains() const;
 144   /*!
 145    * Maximal size of memory to be used by the algorithm (in Megabytes)
 146    */
 147   void SetMaximumMemory(double MB);
 148   double GetMaximumMemory() const;
 149   /*!
 150    * Initial size of memory to be used by the algorithm (in Megabytes) in
 151    * automatic memory adjustment mode. Default is zero
 152    */
 153   void SetInitialMemory(double MB);
 154   double GetInitialMemory() const;
 155   /*!
 156    * Optimization level: 0-none, 1-light, 2-medium, 3-standard+, 4-strong. Default is medium
 157    */
 158   enum OptimizationLevel { None = 0, Light, Medium, StandardPlus, Strong };
 159   void SetOptimizationLevel(OptimizationLevel level);
 160   OptimizationLevel GetOptimizationLevel() const;
 161
 162   /*!
 163    * Collision Mode: 0-decrease, 1-stop. Default is decrease
 164    */
 165   enum CollisionMode { Decrease = 0, Stop };
 166   void SetCollisionMode(CollisionMode level);
 167   CollisionMode GetCollisionMode() const;
 168   /*!
 169    * BoundaryLayersGrowth: 0-Layer_Growth_Inward, 1-Layer_Growth_Outward. Default is Layer_Growth_Inward
 170    */
 171   enum BoundaryLayersGrowth { Layer_Growth_Inward = 0, Layer_Growth_Outward };
 172   void SetBoundaryLayersGrowth(BoundaryLayersGrowth level);
 173   BoundaryLayersGrowth GetBoundaryLayersGrowth() const;
 174   /*!
 175    * ElementGeneration: 0-Generation_Tetra_Dominant, 1-Generation_Hexa_Dominant. Default is Generation_Tetra_Dominant
 176    */
 177   enum ElementGeneration { Generation_Tetra_Dominant = 0, Generation_Hexa_Dominant };
 178   void SetElementGeneration(ElementGeneration level);
 179   ElementGeneration GetElementGeneration() const;
 180     /*!
 181      * To mesh adding extra normals at opening ridges and corners.
 182      * Default is no.
 183      */
 184     void SetAddMultinormals(bool toAddMultinormals);
 185     bool GetAddMultinormals() const;
 186     /*!
 187      * To mesh smoothing normals at closed ridges and corners.
 188      * Default is no.
 189      */
 190     void SetSmoothNormals(bool toSmoothNormals);
 191     bool GetSmoothNormals() const;
 192     /*!
 193      * To set height of the first layer.
 194      */
 195     void SetHeightFirstLayer(double HFL);
 196     double GetHeightFirstLayer() const;
 197     /*!
 198      * To set boundary layers coefficient of geometric progression.
 199      * Default is 1.0
 200      */
 201     void SetBoundaryLayersProgression(double BLP);
 202     double GetBoundaryLayersProgression() const;
 203     /*!
 204      * To set multinormals angle threshold at opening ridges.
 205      * Default is 30.0
 206      */
 207     void SetMultinormalsAngle(double MNA);
 208     double GetMultinormalsAngle() const;
 209     /*!
 210      * To set number of boundary layers.
 211      * Default is 1
 212      */
 213     void SetNbOfBoundaryLayers(short NBL);
 214     short GetNbOfBoundaryLayers() const;
 215
 216
 217   /*!
 218    * Path to working directory
 219    */
 220   void SetWorkingDirectory(const std::string& path);
 221   std::string GetWorkingDirectory() const;
 222   /*!
 223    * To keep working files or remove them. Log file remains in case of errors anyway.
 224    */
 225   void SetKeepFiles(bool toKeep);
 226   bool GetKeepFiles() const;
 227   /*!
 228    * Verbose level [0-10]
 229    *  0 - no standard output,
 230    *  2 - prints the data, quality statistics of the skin and final meshes and
 231    *     indicates when the final mesh is being saved. In addition the software
 232    *     gives indication regarding the CPU time.
 233    * 10 - same as 2 plus the main steps in the computation, quality statistics
 234    *     histogram of the skin mesh, quality statistics histogram together with
 235    *     the characteristics of the final mesh.
 236    */
 237   void SetVerboseLevel(short level);
 238   short GetVerboseLevel() const;
 239   /*!
 240    * To create new nodes
 241    */
 242   void SetToCreateNewNodes(bool toCreate);
 243   bool GetToCreateNewNodes() const;
 244   /*!
 245    * To use boundary recovery version which tries to create mesh on a very poor
 246    * quality surface mesh
 247    */
 248   void SetToUseBoundaryRecoveryVersion(bool toUse);
 249   bool GetToUseBoundaryRecoveryVersion() const;
 250   /*!
 251    * Applies ﬁnite-element correction by replacing overconstrained elements where
 252    * it is possible. The process is cutting ﬁrst the overconstrained edges and
 253    * second the overconstrained facets. This insure that no edges have two boundary
 254    * vertices and that no facets have three boundary vertices.
 255    */
 256   void SetFEMCorrection(bool toUseFem);
 257   bool GetFEMCorrection() const;
 258   /*!
 259    * To removes initial central point.
 260    */
 261   void SetToRemoveCentralPoint(bool toRemove);
 262   bool GetToRemoveCentralPoint() const;
 263   /*!
 264    * To set hiden/undocumented/advanced options
 265    */
 266   void SetAdvancedOption(const std::string& option);
 267   std::string GetAdvancedOption() const;
 268   /*!
 269   * To define the volumic gradation
 270   */
 271   void SetGradation(double gradation);
 272   double GetGradation() const ;
 273   /*!
 274   * Print log in standard output
 275   */
 276   void SetStandardOutputLog(bool logInStandardOutput);
 277   bool GetStandardOutputLog() const ;
 278   /*!
 279   * Remove log file on success
 280   */
 281   void SetRemoveLogOnSuccess(bool removeLogOnSuccess);
 282   bool GetRemoveLogOnSuccess() const ;
 283
 284
 285 //   struct TEnforcedEdge {
 286 //     long ID;
 287 //     long node1;
 288 //     long node2;
 289 //     std::string groupName;
 290 //   };
 291
 292
 293   /*!
 294    * \brief Return command to run hybrid mesher excluding file prefix (-f)
 295    */
 296   static std::string CommandToRun(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp, SMESH_Mesh& mesh);
 297   /*!
 298    * \brief Return a unique file name
 299    */
 300   static std::string GetFileName(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 301   /*!
 302    * \brief Return the name of executable
 303    */
 304   static std::string GetExeName();
 305   /*!
 306    * \brief Return a tag of enforced triangles
 307    */
 308   static int EnforcedTag() { return -5; }
 309
 310   /*!
 311    * To set an enforced vertex
 312    */
 313   bool SetEnforcedVertex(std::string aName, std::string anEntry, std::string aGroupName,
 314                          double size, double x=0.0, double y=0.0, double z=0.0, bool isCompound = false);
 315   THYBRIDEnforcedVertex* GetEnforcedVertex(double x, double y, double z) throw (std::invalid_argument);
 316   THYBRIDEnforcedVertex* GetEnforcedVertex(const std::string anEntry) throw (std::invalid_argument);
 317   bool RemoveEnforcedVertex(double x=0.0, double y=0.0, double z=0.0, const std::string anEntry="" ) throw (std::invalid_argument);
 318   const THYBRIDEnforcedVertexCoordsValues _GetEnforcedVerticesCoordsSize() const {return _enfVertexCoordsSizeList; }
 319   const THYBRIDEnforcedVertexEntryValues  _GetEnforcedVerticesEntrySize() const {return _enfVertexEntrySizeList; }
 320   const THYBRIDEnforcedVertexList         _GetEnforcedVertices() const { return _enfVertexList; }
 321   const TCoordsHYBRIDEnforcedVertexMap    _GetEnforcedVerticesByCoords() const { return _coordsEnfVertexMap; }
 322   const TGeomEntryHYBRIDEnforcedVertexMap _GetEnforcedVerticesByEntry() const { return _geomEntryEnfVertexMap; }
 323   void ClearEnforcedVertices();
 324
 325   /*!
 326    * To set enforced elements
 327    */
 328   bool SetEnforcedMesh(SMESH_Mesh& theMesh, SMESH::ElementType elementType, std::string name, std::string entry, std::string groupName = "");
 329   bool SetEnforcedGroup(const SMESHDS_Mesh* theMeshDS, SMESH::long_array_var theIDs, SMESH::ElementType elementType, std::string name, std::string entry, std::string groupName = "");
 330   bool SetEnforcedElements(TIDSortedElemSet theElemSet, SMESH::ElementType elementType, std::string groupName = "");
 331   const THYBRIDEnforcedMeshList _GetEnforcedMeshes() const { return _enfMeshList; }
 332   const TEntryHYBRIDEnforcedMeshListMap _GetEnforcedMeshesByEntry() const { return _entryEnfMeshMap; }
 333   void ClearEnforcedMeshes();
 334   const TIDSortedNodeGroupMap _GetEnforcedNodes() const { return _enfNodes; }
 335   const TIDSortedElemGroupMap _GetEnforcedEdges() const { return _enfEdges; }
 336   const TIDSortedElemGroupMap _GetEnforcedTriangles() const { return _enfTriangles; }
 337   const TID2SizeMap _GetNodeIDToSizeMap() const {return _nodeIDToSizeMap; }
 338   const TSetStrings _GetGroupsToRemove() const {return _groupsToRemove; }
 339   void RestoreEnfElemsByMeshes(); // persistence
 340   /*!
 341    * \brief Return the enforced vertices
 342    */
 343   static THYBRIDEnforcedVertexList GetEnforcedVertices(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 344   static THYBRIDEnforcedVertexCoordsValues GetEnforcedVerticesCoordsSize(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 345   static THYBRIDEnforcedVertexEntryValues  GetEnforcedVerticesEntrySize(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 346   static TCoordsHYBRIDEnforcedVertexMap GetEnforcedVerticesByCoords(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 347   static TGeomEntryHYBRIDEnforcedVertexMap GetEnforcedVerticesByEntry(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 348
 349   static THYBRIDEnforcedMeshList GetEnforcedMeshes(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 350   static TEntryHYBRIDEnforcedMeshListMap GetEnforcedMeshesByEntry(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 351   static TIDSortedNodeGroupMap GetEnforcedNodes(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 352   static TIDSortedElemGroupMap GetEnforcedEdges(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 353   static TIDSortedElemGroupMap GetEnforcedTriangles(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 354   static TID2SizeMap GetNodeIDToSizeMap(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 355   static TSetStrings GetGroupsToRemove(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 356   static bool GetToMakeGroupsOfDomains(const HYBRIDPlugin_Hypothesis* hyp);
 357   void ClearGroupsToRemove();
 358
 359   static bool   DefaultMeshHoles();
 360   static bool   DefaultLayersOnAllWrap();
 361   static bool   DefaultToMakeGroupsOfDomains();
 362   static double DefaultMaximumMemory();
 363   static double DefaultInitialMemory();
 364   static short  DefaultOptimizationLevel();
 365   static short  DefaultCollisionMode();
 366   static short  DefaultBoundaryLayersGrowth();
 367   static short  DefaultElementGeneration();
 368   static std::string DefaultWorkingDirectory();
 369   static bool   DefaultKeepFiles();
 370   static short  DefaultVerboseLevel();
 371   static bool   DefaultToCreateNewNodes();
 372   static bool   DefaultToUseBoundaryRecoveryVersion();
 373   static bool   DefaultToUseFEMCorrection();
 374   static bool   DefaultToRemoveCentralPoint();
 375   static bool   DefaultStandardOutputLog();
 376   static bool   DefaultRemoveLogOnSuccess();
 377   static double DefaultGradation();
 378   static bool   DefaultAddMultinormals();
 379   static bool   DefaultSmoothNormals();
 380   static short  DefaultNbOfBoundaryLayers();
 381   static double DefaultHeightFirstLayer();
 382   static double DefaultBoundaryLayersProgression();
 383   static double DefaultMultinormalsAngle();
 384
 385   static THYBRIDEnforcedVertex DefaultHYBRIDEnforcedVertex() {return THYBRIDEnforcedVertex();}
 386   static THYBRIDEnforcedVertexList DefaultHYBRIDEnforcedVertexList() {return THYBRIDEnforcedVertexList();}
 387   static THYBRIDEnforcedVertexCoordsValues DefaultHYBRIDEnforcedVertexCoordsValues() {return THYBRIDEnforcedVertexCoordsValues();}
 388   static THYBRIDEnforcedVertexEntryValues DefaultHYBRIDEnforcedVertexEntryValues() {return THYBRIDEnforcedVertexEntryValues();}
 389   static TCoordsHYBRIDEnforcedVertexMap DefaultCoordsHYBRIDEnforcedVertexMap() {return TCoordsHYBRIDEnforcedVertexMap();}
 390   static TGeomEntryHYBRIDEnforcedVertexMap DefaultGeomEntryHYBRIDEnforcedVertexMap() {return TGeomEntryHYBRIDEnforcedVertexMap();}
 391   static TGroupNameHYBRIDEnforcedVertexMap DefaultGroupNameHYBRIDEnforcedVertexMap() {return TGroupNameHYBRIDEnforcedVertexMap();}
 392
 393   static THYBRIDEnforcedMesh        DefaultHYBRIDEnforcedMesh() {return THYBRIDEnforcedMesh();}
 394   static THYBRIDEnforcedMeshList    DefaultHYBRIDEnforcedMeshList() {return THYBRIDEnforcedMeshList();}
 395   static TEntryHYBRIDEnforcedMeshListMap DefaultEntryHYBRIDEnforcedMeshListMap() {return TEntryHYBRIDEnforcedMeshListMap();}
 396   static TIDSortedNodeGroupMap      DefaultIDSortedNodeGroupMap() {return TIDSortedNodeGroupMap();}
 397   static TIDSortedElemGroupMap      DefaultIDSortedElemGroupMap() {return TIDSortedElemGroupMap();}
 398   static TID2SizeMap                DefaultID2SizeMap() {return TID2SizeMap();}
 399   static TSetStrings                DefaultGroupsToRemove() {return TSetStrings();}
 400
 401   // Persistence
 402   virtual std::ostream & SaveTo(std::ostream & save);
 403   virtual std::istream & LoadFrom(std::istream & load);
 404   friend HYBRIDPLUGIN_EXPORT std::ostream & operator <<(std::ostream & save, HYBRIDPlugin_Hypothesis & hyp);
 405   friend HYBRIDPLUGIN_EXPORT std::istream & operator >>(std::istream & load, HYBRIDPlugin_Hypothesis & hyp);
 406
 407   /*!
 408    * \brief Does nothing
 409    */
 410   virtual bool SetParametersByMesh(const SMESH_Mesh* theMesh, const TopoDS_Shape& theShape);
 411
 412   /*!
 413    * \brief Sets myToMakeGroupsOfDomains depending on whether theMesh is on shape or not
 414    */
 415   virtual bool SetParametersByDefaults(const TDefaults& dflts, const SMESH_Mesh* theMesh=0);
 416
 417 private:
 418
 419   bool             myToMeshHoles;
 420   bool             myLayersOnAllWrap;
 421   std::vector<int> myFacesWithLayers;
 422   bool             myToMakeGroupsOfDomains;
 423   double           myMaximumMemory;
 424   double           myInitialMemory;
 425   short            myOptimizationLevel;
 426   short            myCollisionMode;
 427   short            myBoundaryLayersGrowth;
 428   short            myElementGeneration;
 429   bool             myKeepFiles;
 430   std::string      myWorkingDirectory;
 431   short            myVerboseLevel;
 432   bool             myToCreateNewNodes;
 433   bool             myToUseBoundaryRecoveryVersion;
 434   bool             myToUseFemCorrection;
 435   bool             myToRemoveCentralPoint;
 436   bool             myLogInStandardOutput;
 437   bool             myRemoveLogOnSuccess;
 438   std::string      myTextOption;
 439   double           myGradation;
 440
 441   bool             myAddMultinormals;
 442   bool             mySmoothNormals;
 443   double           myHeightFirstLayer;
 444   double           myBoundaryLayersProgression;
 445   double           myMultinormalsAngle;
 446   short            myNbOfBoundaryLayers;
 447
 448   THYBRIDEnforcedVertexList _enfVertexList;
 449   THYBRIDEnforcedVertexCoordsValues _enfVertexCoordsSizeList;
 450   THYBRIDEnforcedVertexEntryValues _enfVertexEntrySizeList;
 451   // map to get "manual" enf vertex (through the coordinates)
 452   TCoordsHYBRIDEnforcedVertexMap _coordsEnfVertexMap;
 453   // map to get "geom" enf vertex (through the geom entries)
 454   TGeomEntryHYBRIDEnforcedVertexMap _geomEntryEnfVertexMap;
 455
 456
 457   THYBRIDEnforcedMeshList _enfMeshList;
 458   // map to get enf meshes through the entries
 459   TEntryHYBRIDEnforcedMeshListMap _entryEnfMeshMap;
 460   TIDSortedNodeGroupMap _enfNodes;
 461   TIDSortedElemGroupMap _enfEdges;
 462   TIDSortedElemGroupMap _enfTriangles;
 463   TID2SizeMap _nodeIDToSizeMap;
 464   std::map<std::string, TIDSortedElemSet > _entryToElemsMap;
 465
 466   TSetStrings _groupsToRemove;
 467 };
 468
 469
 470 #endif