src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_Mesher.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2013  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
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   9 // version 2.1 of the License.
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  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  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 SMESH_Mesh;
  48 class SMESH_Comment;
  49 class SMESHDS_Mesh;
  50 class TopoDS_Shape;
  51 class TopTools_DataMapOfShapeShape;
  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   std::string myOutputFile;
  85   bool isComputeOk;
  86   nglib::Ng_Mesh * _ngMesh;
  87   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  88   ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  89   void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
  90   std::string getOutputFileName();
  91   void RemoveOutputFile();
  92 };
  93
  94 //=============================================================================
  95 /*!
  96  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
  97  */
  98 //=============================================================================
  99
 100 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
 101 {
 102  public:
 103   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 104
 105   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
 106                        const bool isVolume);
 107
 108   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
 109   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
 110   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
 111
 112   bool Compute();
 113
 114   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
 115
 116   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 117                                  const TopoDS_Shape&           shape,
 118                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 119                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 120                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 121
 122   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 123                                   const double        maxSize);
 124
 125   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh, const gp_XYZ& p, const double  size);
 126
 127   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 128                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 129                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 130                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 131                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 132                        SMESH_Comment&                      comment);
 133
 134   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 135                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 136                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 137                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 138                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 139
 140   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 141                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 142                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 143
 144   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 145                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 146                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 147                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 148
 149   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 150                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 151                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 152                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 153
 154   static SMESH_ComputeErrorPtr
 155     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 156                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 157                       const TSideVector&                    wires,
 158                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 159                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec);
 160
 161   void SetDefaultParameters();
 162
 163   static void RemoveTmpFiles();
 164
 165   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 166
 167
 168   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh,
 169                         const std::string&  pyFile); // debug
 170
 171  private:
 172   bool _compute( NETGENPlugin_NetgenLibWrapper* ngLib );
 173
 174   SMESH_Mesh*          _mesh;
 175   const TopoDS_Shape&  _shape;
 176   bool                 _isVolume;
 177   bool                 _optimize;
 178   int                  _fineness;
 179   bool                 _isViscousLayers2D;
 180
 181   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 182 };
 183
 184 //=============================================================================
 185 /*!
 186  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 187  *
 188  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 189  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 190  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 191  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 192  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 193  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 194  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 195  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 196  * netgen mesh to emulate a "crack"
 197  *
 198  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 199  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 200  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 201  */
 202 //=============================================================================
 203
 204 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 205 {
 206   SMESH_Mesh&       _mesh;
 207   bool              _is3D;
 208   //2D
 209   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 210   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 211   // 3D
 212   std::set<int>     _intShapes;
 213   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 214   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 215
 216 public:
 217   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 218
 219   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 220
 221   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 222
 223   // 2D meshing
 224   // edges
 225   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 226   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 227   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 228   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 229                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 230                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 231                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 232   // vertices
 233   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 234   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 235
 236   // 3D meshing
 237   // faces
 238   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 239   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 240   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 241   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 242   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 243                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 244                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 245                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 246   // vertices
 247   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 248   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 249   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 250
 251
 252 };
 253
 254 #endif