src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_Mesher.hxx

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