src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_Mesher.hxx

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   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
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  17 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22
  23 //  NETGENPlugin : C++ implementation
  24 // File      : NETGENPlugin_Mesher.hxx
  25 // Author    : Michael Sazonov (OCN)
  26 // Date      : 31/03/2006
  27 // Project   : SALOME
  28 //
  29 #ifndef _NETGENPlugin_Mesher_HXX_
  30 #define _NETGENPlugin_Mesher_HXX_
  31
  32 #include "NETGENPlugin_Defs.hxx"
  33
  34 #include <StdMeshers_FaceSide.hxx>
  35 #include <SMDS_MeshElement.hxx>
  36 #include <SMESH_Algo.hxx>
  37 #include <SMESH_ProxyMesh.hxx>
  38
  39 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  40
  41 namespace nglib {
  42 #include <nglib.h>
  43 }
  44
  45 #include <map>
  46 #include <vector>
  47 #include <set>
  48
  49 class SMESHDS_Mesh;
  50 class SMESH_Comment;
  51 class SMESH_Mesh;
  52 class SMESH_MesherHelper;
  53 class TopoDS_Shape;
  54 class NETGENPlugin_Hypothesis;
  55 class NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D;
  56 class NETGENPlugin_Internals;
  57 namespace netgen {
  58   class OCCGeometry;
  59   class Mesh;
  60 }
  61 //=============================================================================
  62 /*!
  63  * \brief Struct storing nb of entities in netgen mesh
  64  */
  65 //=============================================================================
  66
  67 struct NETGENPlugin_ngMeshInfo
  68 {
  69   int _nbNodes, _nbSegments, _nbFaces, _nbVolumes;
  70   char* _copyOfLocalH;
  71   NETGENPlugin_ngMeshInfo( netgen::Mesh* ngMesh=0);
  72   void transferLocalH( netgen::Mesh* fromMesh, netgen::Mesh* toMesh );
  73   void restoreLocalH ( netgen::Mesh* ngMesh);
  74 };
  75
  76 //================================================================================
  77 /*!
  78  * \brief It correctly initializes netgen library at constructor and
  79  *        correctly finishes using netgen library at destructor
  80  */
  81 //================================================================================
  82
  83 struct NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_NetgenLibWrapper
  84 {
  85   bool             _isComputeOk;
  86   nglib::Ng_Mesh * _ngMesh;
  87
  88   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  89   ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  90   void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
  91
  92   static void RemoveTmpFiles();
  93   static int& instanceCounter();
  94
  95  private:
  96   std::string getOutputFileName();
  97   void        removeOutputFile();
  98   std::string _outputFileName;
  99
 100   ostream *       _ngcout;
 101   ostream *       _ngcerr;
 102   std::streambuf* _coutBuffer;   // to re-/store cout.rdbuf()
 103 };
 104
 105 //=============================================================================
 106 /*!
 107  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
 108  */
 109 //=============================================================================
 110
 111 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
 112 {
 113  public:
 114   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 115
 116   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
 117                        const bool isVolume);
 118   ~NETGENPlugin_Mesher();
 119   void SetSelfPointer( NETGENPlugin_Mesher ** ptr );
 120
 121   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
 122   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
 123   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
 124   static void SetLocalSize( netgen::OCCGeometry& occgeo, netgen::Mesh& ngMesh );
 125
 126   bool Compute();
 127
 128   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
 129
 130   double GetProgress(const SMESH_Algo* holder,
 131                      const int *       algoProgressTic,
 132                      const double *    algoProgress) const;
 133
 134   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 135                                  const TopoDS_Shape&           shape,
 136                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 137                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 138                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 139
 140   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 141                                   const double        maxSize);
 142
 143   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh,
 144                                 const gp_XYZ& p,
 145                                 double        size,
 146                                 const bool    overrideMinH=true);
 147
 148   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 149                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 150                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 151                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 152                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 153                        SMESH_Comment&                      comment,
 154                        SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0);
 155
 156   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 157                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 158                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 159                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 160                   SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0,
 161                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 162
 163   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 164                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 165                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 166
 167   static bool FixFaceMesh(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 168                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 169                           const int                  faceID);
 170
 171   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 172                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 173                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 174                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 175
 176   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 177                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 178                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 179                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 180
 181   static SMESH_ComputeErrorPtr
 182     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 183                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 184                       const TSideVector&                    wires,
 185                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 186                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec,
 187                       const bool                            overrideMinH=true);
 188
 189   void SetDefaultParameters();
 190
 191   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 192
 193
 194   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh,
 195                         const std::string&  pyFile); // debug
 196
 197  private:
 198
 199   SMESH_Mesh*          _mesh;
 200   const TopoDS_Shape&  _shape;
 201   bool                 _isVolume;
 202   bool                 _optimize;
 203   int                  _fineness;
 204   bool                 _isViscousLayers2D;
 205   netgen::Mesh*        _ngMesh;
 206   netgen::OCCGeometry* _occgeom;
 207
 208   int                  _curShapeIndex;
 209   volatile int         _progressTic;
 210   volatile double      _ticTime; // normalized [0,1] compute time per a SMESH_Algo::_progressTic
 211   volatile double      _totalTime;
 212
 213   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 214
 215   // a pointer to NETGENPlugin_Mesher* field of the holder, that will be
 216   // nullified at destruction of this
 217   NETGENPlugin_Mesher ** _ptrToMe;
 218 };
 219
 220 //=============================================================================
 221 /*!
 222  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 223  *
 224  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 225  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 226  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 227  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 228  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 229  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 230  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 231  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 232  * netgen mesh to emulate a "crack"
 233  *
 234  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 235  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 236  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 237  */
 238 //=============================================================================
 239
 240 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 241 {
 242   SMESH_Mesh&       _mesh;
 243   bool              _is3D;
 244   //2D
 245   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 246   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 247   // 3D
 248   std::set<int>     _intShapes;
 249   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 250   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 251
 252 public:
 253   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 254
 255   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 256
 257   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 258
 259   // 2D meshing
 260   // edges
 261   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 262   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 263   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 264   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 265                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 266                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 267                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 268   // vertices
 269   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 270   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 271
 272   // 3D meshing
 273   // faces
 274   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 275   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 276   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 277   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 278   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 279                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 280                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 281                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 282   // vertices
 283   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 284   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 285   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 286
 287
 288 };
 289
 290 #endif