src/INTERP_KERNEL/InterpolationCU.txx

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  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 // File      : InterpolationCU.txx
  20 // Created   : Mon Dec 14 17:30:25 2009
  21 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  22
  23 #ifndef __InterpolationCU_TXX__
  24 #define __InterpolationCU_TXX__
  25
  26 #include "InterpolationCU.hxx"
  27
  28 #include "Interpolation.txx"
  29 #include "IntersectorCU1D.txx"
  30 #include "IntersectorCU2D.txx"
  31 #include "IntersectorCU3D.txx"
  32
  33 #include <map>
  34
  35 // // convert index "From Mesh Index"
  36 #define _FMIU(i) OTT<typename MyUMeshType::MyConnType,MyUMeshType::My_numPol>::ind2C((i))
  37 #define _FMIC(i) OTT<typename MyCMeshType::MyConnType,MyCMeshType::My_numPol>::ind2C((i))
  38 // convert index "To Mesh Index"
  39 #define _TMIU(i) OTT<typename MyUMeshType::MyConnType,MyUMeshType::My_numPol>::indFC((i))
  40 #define _TMIC(i) OTT<typename MyCMeshType::MyConnType,MyCMeshType::My_numPol>::indFC((i))
  41 // convert coord "From Mesh Coord"
  42 #define _FMCOO(i) OTT<typename MyUMeshType::MyConnType,MyUMeshType::My_numPol>::coo2C((i))
  43 // convert connectivity "From Mesh Connectivity"
  44 #define _FMCON(i) OTT<typename MyUMeshType::MyConnType,MyUMeshType::My_numPol>::conn2C((i))
  45
  46 namespace INTERP_KERNEL
  47 {
  48   /**
  49    * \defgroup InterpolationCU InterpolationCU
  50    * \class InterpolationCU
  51    * \brief Class used to calculate the volumes of intersection between the elements of a cartesian and an unstructured  meshes.
  52    *
  53    */
  54   //================================================================================
  55   /**
  56    * Default constructor
  57    *
  58    */
  59   //================================================================================
  60
  61   InterpolationCU::InterpolationCU()
  62   {
  63   }
  64
  65   InterpolationCU::InterpolationCU(const InterpolationOptions & io)
  66     :Interpolation<InterpolationCU>(io)
  67   {
  68   }
  69
  70   //================================================================================
  71   /**
  72    * Calculates the matrix of volumes of intersection between the elements of srcMesh and the elements of targetMesh.
  73    * The calculation is done in two steps. First a filtering process reduces the number of pairs of elements for which the
  74    * calculation must be carried out by eliminating pairs that do not intersect based on their bounding boxes. Then, the
  75    * volume of intersection is calculated for the remaining pairs, and entered into the
  76    * intersection matrix.
  77    *
  78    * The matrix is partially sparse : it is a vector of maps of integer - double pairs.
  79    * It can also be an INTERP_KERNEL::Matrix object.
  80    * The length of the vector is equal to the number of target elements - for each target element there is a map, regardless
  81    * of whether the element intersects any source elements or not. But in the maps there are only entries for those source elements
  82    * which have a non-zero intersection volume with the target element. The vector has indices running from
  83    * 0 to (nb target elements - 1), meaning that the map for target element i is stored at index i - 1. In the maps, however,
  84    * the indexing is more natural : the intersection volume of the target element i with source element j is found at matrix[i-1][j].
  85    *
  86
  87    * @param srcMesh     cartesian source mesh
  88    * @param targetMesh  unstructured target mesh
  89    * @param result      matrix in which the result is stored
  90    * @param method      interpolation method
  91    */
  92   //================================================================================
  93
  94   template<class MyCMeshType, class MyUMeshType, class MatrixType>
  95   int InterpolationCU::interpolateMeshes(const MyCMeshType& src_mesh,
  96                                          const MyUMeshType& tgt_mesh,
  97                                          MatrixType&        result,
  98                                          const char *       method)
  99   {
 100     typedef typename MyCMeshType::MyConnType CConnType;
 101
 102     if ( std::string("P0P0") != method )
 103       throw Exception("Only P0P0 method is implemented so far");
 104     if ( MyCMeshType::MY_SPACEDIM != MyUMeshType::MY_SPACEDIM ||
 105          MyCMeshType::MY_SPACEDIM != MyUMeshType::MY_MESHDIM )
 106       throw Exception("InterpolationCU::interpolateMeshes(): dimension of meshes must be same");
 107
 108     const double eps = getPrecision();
 109     const int dim = MyCMeshType::MY_SPACEDIM;
 110
 111     TargetIntersector<MyCMeshType, MatrixType>* intersector = 0;
 112     switch( dim )
 113       {
 114       case 1: intersector = new IntersectorCU1D<MyCMeshType, MyUMeshType, MatrixType>( src_mesh, tgt_mesh ); break;
 115       case 2: intersector = new IntersectorCU2D<MyCMeshType, MyUMeshType, MatrixType>( src_mesh, tgt_mesh ); break;
 116       case 3: intersector = new IntersectorCU3D<MyCMeshType, MyUMeshType, MatrixType>( src_mesh, tgt_mesh, getSplittingPolicy() ); break;
 117       }
 118     // create empty maps for all target elements
 119     result.resize( intersector->getNumberOfRowsOfResMatrix() );
 120     const int ret = intersector->getNumberOfColsOfResMatrix();
 121
 122     const double* src_coords[ dim ];
 123     int        src_nb_coords[ dim ];
 124     std::map< double, int> src_coord_to_index[ dim ];
 125     for ( int j = 0; j < dim; ++j )
 126       {
 127         src_coords   [j] = src_mesh.getCoordsAlongAxis( _TMIC( j ));
 128         src_nb_coords[j] = src_mesh.nbCellsAlongAxis  ( _TMIC( j )) + 1;
 129         for (int i = 0; i < src_nb_coords[j]; ++i )
 130           src_coord_to_index[j].insert( std::make_pair( src_coords[j][i], i ));
 131       }
 132
 133     const unsigned long tgtu_nb_cells = tgt_mesh.getNumberOfElements();
 134
 135     IntersectorCU<MyCMeshType, MyUMeshType, MatrixType> bbHelper(src_mesh, tgt_mesh);
 136     double bb[2*dim];
 137
 138     // loop on unstructured tgt cells
 139
 140     for(unsigned int iT=0; iT<tgtu_nb_cells; iT++)
 141       {
 142         result[ iT ].clear();
 143
 144         // get bounding box of target cell
 145         bbHelper.getUElemBB( bb, _TMIU(iT));
 146
 147         bool doItersect = true;
 148         for ( int j = 0; j < dim && doItersect; ++j )
 149           doItersect =
 150             bb[j*2]   < src_coords[j][ src_nb_coords[j]-1 ] - eps &&
 151             bb[j*2+1] > src_coords[j][0] + eps;
 152         if ( !doItersect )
 153           continue; // no intersection
 154
 155         // find structured src cells intersecting iT cell
 156         std::vector< std::vector< CConnType > > structIndices(1);
 157         std::map< double, int>::iterator coo_ind;
 158         for ( int j = 0; j < dim; ++j )
 159           {
 160             coo_ind = src_coord_to_index[j].lower_bound( bb[2*j+1] - eps );
 161             if ( coo_ind == src_coord_to_index[j].end() )
 162               --coo_ind;
 163             int max_i = coo_ind->second;
 164
 165             coo_ind = src_coord_to_index[j].upper_bound( bb[2*j  ] + eps );
 166             if ( coo_ind != src_coord_to_index[j].begin() )
 167               --coo_ind;
 168             int min_i = coo_ind->second;
 169
 170             std::vector< std::vector< CConnType > > newStructIndices;
 171             for ( unsigned int iInd = 0; iInd < structIndices.size(); ++iInd )
 172               {
 173                 for ( int i = min_i; i < max_i; ++i )
 174                   {
 175                     std::vector< CConnType > index = structIndices[iInd];
 176                     index.push_back( i );
 177                     newStructIndices.push_back( index );
 178                   }
 179               }
 180             structIndices.swap( newStructIndices );
 181           }
 182
 183         // perform intersection
 184
 185         for ( unsigned int iInd = 0; iInd < structIndices.size(); ++iInd )
 186           intersector->intersectCells( iT, structIndices[iInd], result );
 187       }
 188     delete intersector;
 189     return ret;
 190   }
 191
 192   //================================================================================
 193   /**
 194    * Calculates the matrix of volumes of intersection between the elements of srcMesh and the elements of targetMesh.
 195    * The calculation is done in two steps. First a filtering process reduces the number of pairs of elements for which the
 196    * calculation must be carried out by eliminating pairs that do not intersect based on their bounding boxes. Then, the
 197    * volume of intersection is calculated for the remaining pairs, and entered into the
 198    * intersection matrix.
 199    *
 200    * The matrix is partially sparse : it is a vector of maps of integer - double pairs.
 201    * It can also be an INTERP_KERNEL::Matrix object.
 202    * The length of the vector is equal to the number of target elements - for each target element there is a map, regardless
 203    * of whether the element intersects any source elements or not. But in the maps there are only entries for those source elements
 204    * which have a non-zero intersection volume with the target element. The vector has indices running from
 205    * 0 to (nb target elements - 1), meaning that the map for target element i is stored at index i - 1. In the maps, however,
 206    * the indexing is more natural : the intersection volume of the target element i with source element j is found at matrix[i-1][j].
 207    *
 208
 209    * @param srcMesh     2-dimesional unstructured target mesh
 210    * @param targetMesh  2-dimensional cartesian source mesh
 211    * @param result      matrix in which the result is stored
 212    * @param method      interpolation method
 213    */
 214   //================================================================================
 215
 216   template<class MyUMeshType, class MyCMeshType, class MatrixType>
 217   int InterpolationCU::interpolateMeshesRev(const MyUMeshType& meshS, const MyCMeshType& meshT, MatrixType& result, const char *method)
 218   {
 219     MatrixType revResult;
 220     int sizeT = interpolateMeshes( meshT, meshS, revResult, method );
 221     int sizeS = revResult.size();
 222     result.resize( sizeT );
 223
 224     for ( int iS = 0; iS < sizeS; ++iS )
 225       {
 226         typename MatrixType::value_type & row = revResult[iS];
 227         typename MatrixType::value_type::iterator iT_surf = row.begin();
 228         for ( ; iT_surf != row.end(); ++iT_surf )
 229           result[ iT_surf->first ][ iS ] = iT_surf->second;
 230       }
 231     return sizeS;
 232   }
 233
 234 }
 235
 236 #endif