src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_Mesher.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2015  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8 // License as published by the Free Software Foundation; either
   9 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10 //
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 // Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  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 namespace nglib {
  40 #include <nglib.h>
  41 }
  42
  43 #include <map>
  44 #include <vector>
  45 #include <set>
  46
  47 class SMESHDS_Mesh;
  48 class SMESH_Comment;
  49 class SMESH_Mesh;
  50 class SMESH_MesherHelper;
  51 class TopoDS_Shape;
  52 class TopTools_IndexedMapOfShape;
  53 class NETGENPlugin_Hypothesis;
  54 class NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D;
  55 class NETGENPlugin_Internals;
  56 namespace netgen {
  57   class OCCGeometry;
  58   class Mesh;
  59 }
  60 //=============================================================================
  61 /*!
  62  * \brief Struct storing nb of entities in netgen mesh
  63  */
  64 //=============================================================================
  65
  66 struct NETGENPlugin_ngMeshInfo
  67 {
  68   int _nbNodes, _nbSegments, _nbFaces, _nbVolumes;
  69   char* _copyOfLocalH;
  70   NETGENPlugin_ngMeshInfo( netgen::Mesh* ngMesh=0);
  71   void transferLocalH( netgen::Mesh* fromMesh, netgen::Mesh* toMesh );
  72   void restoreLocalH ( netgen::Mesh* ngMesh);
  73 };
  74
  75 //================================================================================
  76 /*!
  77  * \brief It correctly initializes netgen library at constructor and
  78  *        correctly finishes using netgen library at destructor
  79  */
  80 //================================================================================
  81
  82 struct NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_NetgenLibWrapper
  83 {
  84   bool             _isComputeOk;
  85   nglib::Ng_Mesh * _ngMesh;
  86
  87   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  88   ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  89   void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
  90
  91  private:
  92   std::string getOutputFileName();
  93   void        removeOutputFile();
  94   std::string _outputFileName;
  95
  96   std::streambuf* _coutBuffer;   // to re-/store cout.rdbuf()
  97 };
  98
  99 //=============================================================================
 100 /*!
 101  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
 102  */
 103 //=============================================================================
 104
 105 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
 106 {
 107  public:
 108   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 109
 110   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
 111                        const bool isVolume);
 112   ~NETGENPlugin_Mesher();
 113   void SetSelfPointer( NETGENPlugin_Mesher ** ptr );
 114
 115   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
 116   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
 117   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
 118
 119   bool Compute();
 120
 121   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
 122
 123   double GetProgress(const SMESH_Algo* holder,
 124                      const int *       algoProgressTic,
 125                      const double *    algoProgress) const;
 126
 127   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 128                                  const TopoDS_Shape&           shape,
 129                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 130                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 131                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 132
 133   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 134                                   const double        maxSize);
 135
 136   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh,
 137                                 const gp_XYZ& p,
 138                                 const double  size,
 139                                 const bool    overrideMinH=true);
 140
 141   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 142                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 143                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 144                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 145                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 146                        SMESH_Comment&                      comment,
 147                        SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0);
 148
 149   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 150                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 151                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 152                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 153                   SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0,
 154                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 155
 156   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 157                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 158                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 159
 160   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 161                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 162                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 163                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 164
 165   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 166                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 167                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 168                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 169
 170   static SMESH_ComputeErrorPtr
 171     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 172                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 173                       const TSideVector&                    wires,
 174                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 175                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec,
 176                       const bool                            overrideMinH=true);
 177
 178   void SetDefaultParameters();
 179
 180   static void RemoveTmpFiles();
 181
 182   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 183
 184
 185   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh,
 186                         const std::string&  pyFile); // debug
 187
 188  private:
 189
 190   SMESH_Mesh*          _mesh;
 191   const TopoDS_Shape&  _shape;
 192   bool                 _isVolume;
 193   bool                 _optimize;
 194   int                  _fineness;
 195   bool                 _isViscousLayers2D;
 196   netgen::Mesh*        _ngMesh;
 197   netgen::OCCGeometry* _occgeom;
 198
 199   int                  _curShapeIndex;
 200   volatile int         _progressTic;
 201   volatile double      _ticTime; // normalized [0,1] compute time per a SMESH_Algo::_progressTic
 202   volatile double      _totalTime;
 203
 204   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 205
 206   // a pointer to NETGENPlugin_Mesher* field of the holder, that will be
 207   // nullified at destruction of this
 208   NETGENPlugin_Mesher ** _ptrToMe;
 209 };
 210
 211 //=============================================================================
 212 /*!
 213  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 214  *
 215  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 216  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 217  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 218  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 219  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 220  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 221  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 222  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 223  * netgen mesh to emulate a "crack"
 224  *
 225  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 226  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 227  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 228  */
 229 //=============================================================================
 230
 231 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 232 {
 233   SMESH_Mesh&       _mesh;
 234   bool              _is3D;
 235   //2D
 236   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 237   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 238   // 3D
 239   std::set<int>     _intShapes;
 240   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 241   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 242
 243 public:
 244   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 245
 246   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 247
 248   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 249
 250   // 2D meshing
 251   // edges
 252   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 253   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 254   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 255   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 256                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 257                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 258                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 259   // vertices
 260   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 261   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 262
 263   // 3D meshing
 264   // faces
 265   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 266   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 267   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 268   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 269   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 270                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 271                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 272                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 273   // vertices
 274   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 275   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 276   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 277
 278
 279 };
 280
 281 #endif