src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_Mesher.hxx

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   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
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   5 //
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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 #include <SALOMEDS_Tool.hxx>
  39 #include "Basics_Utils.hxx"
  40 #include "SALOME_Basics.hxx"
  41 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  42
  43 namespace nglib {
  44 #include <nglib.h>
  45 }
  46
  47 #include <map>
  48 #include <vector>
  49 #include <set>
  50
  51 class NETGENPlugin_Hypothesis;
  52 class NETGENPlugin_Internals;
  53 class NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D;
  54 class SMESHDS_Mesh;
  55 class SMESH_Comment;
  56 class SMESH_Mesh;
  57 class SMESH_MesherHelper;
  58 class StdMeshers_ViscousLayers;
  59 class TopoDS_Shape;
  60 namespace netgen {
  61   class OCCGeometry;
  62   class Mesh;
  63 }
  64
  65 // Class for temporary folder switching
  66 class ChdirRAII
  67 {
  68   public:
  69 #ifndef WIN32
  70     ChdirRAII(const std::string& wd):_wd(wd) { if(_wd.empty()) return ; char *pwd(get_current_dir_name()); _od = pwd; free(pwd); chdir(_wd.c_str()); }
  71     ~ChdirRAII() { if(_od.empty()) return ; chdir(_od.c_str()); }
  72 #else
  73     ChdirRAII(const std::string& wd) : _wd(wd) {
  74       if (_wd.empty())
  75         return;
  76       TCHAR pwd[MAX_PATH];
  77       GetCurrentDirectory(sizeof(pwd), pwd);
  78       _od = Kernel_Utils::utf8_encode_s(pwd);
  79       SetCurrentDirectory(Kernel_Utils::utf8_decode_s(_wd).c_str());
  80     }
  81     ~ChdirRAII() {
  82       if (_od.empty()) return;
  83       SetCurrentDirectory(Kernel_Utils::utf8_decode_s(_od).c_str());
  84     }
  85 #endif
  86   private:
  87     std::string _wd;
  88     std::string _od;
  89 };
  90 //=============================================================================
  91 /*!
  92  * \brief Struct storing nb of entities in netgen mesh
  93  */
  94 //=============================================================================
  95
  96 struct NETGENPlugin_ngMeshInfo
  97 {
  98   int   _nbNodes, _nbSegments, _nbFaces, _nbVolumes;
  99   bool  _elementsRemoved; // case where netgen can remove free nodes
 100   char* _copyOfLocalH;
 101   NETGENPlugin_ngMeshInfo( netgen::Mesh* ngMesh=0, bool checkRemovedElems=false );
 102   void transferLocalH( netgen::Mesh* fromMesh, netgen::Mesh* toMesh );
 103   void restoreLocalH ( netgen::Mesh* ngMesh);
 104 };
 105
 106 //================================================================================
 107 /*!
 108  * \brief It correctly initializes netgen library at constructor and
 109  *        correctly finishes using netgen library at destructor
 110  */
 111 //================================================================================
 112
 113 struct NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_NetgenLibWrapper
 114 {
 115   bool           _isComputeOk;
 116   netgen::Mesh * _ngMesh;
 117
 118   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
 119   ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
 120   void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
 121   nglib::Ng_Mesh* ngMesh() { return (nglib::Ng_Mesh*)(void*)_ngMesh; }
 122
 123
 124
 125   static int GenerateMesh(netgen::OCCGeometry& occgeo, int startWith, int endWith,
 126                           netgen::Mesh* & ngMesh);
 127   int GenerateMesh(netgen::OCCGeometry& occgeo, int startWith, int endWith )
 128   {
 129     return GenerateMesh( occgeo, startWith, endWith, _ngMesh );
 130   }
 131
 132   static void CalcLocalH( netgen::Mesh * ngMesh );
 133
 134   static void RemoveTmpFiles();
 135   static int& instanceCounter();
 136   void setOutputFile(std::string);
 137
 138  private:
 139   std::string getOutputFileName();
 140   void        removeOutputFile();
 141   std::string _outputFileName;
 142   // This will change current directory when the class is instanciated and switch
 143   ChdirRAII _tmpDir;
 144
 145
 146   ostream *       _ngcout;
 147   ostream *       _ngcerr;
 148   std::streambuf* _coutBuffer;   // to re-/store cout.rdbuf()
 149 };
 150
 151 //=============================================================================
 152 /*!
 153  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
 154  */
 155 //=============================================================================
 156
 157 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
 158 {
 159  public:
 160   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 161
 162   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
 163                        const bool isVolume);
 164   ~NETGENPlugin_Mesher();
 165   void SetSelfPointer( NETGENPlugin_Mesher ** ptr );
 166
 167   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
 168   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
 169   void SetParameters(const StdMeshers_ViscousLayers*         hyp );
 170   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
 171
 172   void SetLocalSizeForChordalError( netgen::OCCGeometry& occgeo, netgen::Mesh& ngMesh );
 173   static void SetLocalSize( netgen::OCCGeometry& occgeo, netgen::Mesh& ngMesh );
 174
 175   bool Compute();
 176
 177   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
 178
 179   double GetProgress(const SMESH_Algo* holder,
 180                      const int *       algoProgressTic,
 181                      const double *    algoProgress) const;
 182
 183   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 184                                  const TopoDS_Shape&           shape,
 185                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 186                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 187                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 188
 189   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 190                                   const double        maxSize);
 191
 192   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh,
 193                                 const gp_XYZ& p,
 194                                 double        size,
 195                                 const bool    overrideMinH=true);
 196
 197   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 198                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 199                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 200                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 201                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 202                        SMESH_Comment&                      comment,
 203                        SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0);
 204
 205   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 206                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 207                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 208                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 209                   SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0,
 210                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 211
 212   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 213                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 214                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 215
 216   static bool FixFaceMesh(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 217                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 218                           const int                  faceID);
 219
 220   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 221                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 222                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 223                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 224
 225   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 226                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 227                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 228                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 229
 230   static SMESH_ComputeErrorPtr
 231     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 232                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 233                       const TSideVector&                    wires,
 234                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 235                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec,
 236                       const bool                            overrideMinH=true);
 237
 238   void SetDefaultParameters();
 239
 240   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 241
 242
 243   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh ); // debug
 244
 245  private:
 246
 247   SMESH_Mesh*          _mesh;
 248   const TopoDS_Shape&  _shape;
 249   bool                 _isVolume;
 250   bool                 _optimize;
 251   int                  _fineness;
 252   bool                 _isViscousLayers2D;
 253   double               _chordalError;
 254   netgen::Mesh*        _ngMesh;
 255   netgen::OCCGeometry* _occgeom;
 256
 257   int                  _curShapeIndex;
 258   volatile int         _progressTic;
 259   volatile double      _ticTime; // normalized [0,1] compute time per a SMESH_Algo::_progressTic
 260   volatile double      _totalTime;
 261
 262   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 263   const StdMeshers_ViscousLayers*   _viscousLayersHyp;
 264
 265   // a pointer to NETGENPlugin_Mesher* field of the holder, that will be
 266   // nullified at destruction of this
 267   NETGENPlugin_Mesher ** _ptrToMe;
 268 };
 269
 270 //=============================================================================
 271 /*!
 272  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 273  *
 274  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 275  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 276  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 277  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 278  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 279  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 280  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 281  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 282  * netgen mesh to emulate a "crack"
 283  *
 284  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 285  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 286  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 287  */
 288 //=============================================================================
 289
 290 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 291 {
 292   SMESH_Mesh&       _mesh;
 293   bool              _is3D;
 294   //2D
 295   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 296   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 297   // 3D
 298   std::set<int>     _intShapes;
 299   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 300   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 301
 302 public:
 303   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 304
 305   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 306
 307   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 308
 309   // 2D meshing
 310   // edges
 311   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 312   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 313   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 314   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 315                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 316                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 317                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 318   // vertices
 319   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 320   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 321
 322   // 3D meshing
 323   // faces
 324   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 325   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 326   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 327   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 328   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 329                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 330                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 331                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 332   // vertices
 333   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 334   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 335   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 336
 337
 338 };
 339
 340 #endif