src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_Mesher.hxx

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   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_IndexedMapOfShape;
  52 class NETGENPlugin_Hypothesis;
  53 class NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D;
  54 class NETGENPlugin_Internals;
  55 namespace netgen {
  56   class OCCGeometry;
  57   class Mesh;
  58 }
  59 //=============================================================================
  60 /*!
  61  * \brief Struct storing nb of entities in netgen mesh
  62  */
  63 //=============================================================================
  64
  65 struct NETGENPlugin_ngMeshInfo
  66 {
  67   int _nbNodes, _nbSegments, _nbFaces, _nbVolumes;
  68   char* _copyOfLocalH;
  69   NETGENPlugin_ngMeshInfo( netgen::Mesh* ngMesh=0);
  70   void transferLocalH( netgen::Mesh* fromMesh, netgen::Mesh* toMesh );
  71   void restoreLocalH ( netgen::Mesh* ngMesh);
  72 };
  73
  74 //================================================================================
  75 /*!
  76  * \brief It correctly initializes netgen library at constructor and
  77  *        correctly finishes using netgen library at destructor
  78  */
  79 //================================================================================
  80
  81 struct NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_NetgenLibWrapper
  82 {
  83   bool             _isComputeOk;
  84   nglib::Ng_Mesh * _ngMesh;
  85
  86   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  87   ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  88   void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
  89
  90  private:
  91   std::string getOutputFileName();
  92   void        removeOutputFile();
  93   std::string _outputFileName;
  94 };
  95
  96 //=============================================================================
  97 /*!
  98  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
  99  */
 100 //=============================================================================
 101
 102 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
 103 {
 104  public:
 105   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 106
 107   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
 108                        const bool isVolume);
 109
 110   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
 111   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
 112   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
 113
 114   bool Compute();
 115
 116   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
 117
 118   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 119                                  const TopoDS_Shape&           shape,
 120                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 121                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 122                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 123
 124   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 125                                   const double        maxSize);
 126
 127   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh, const gp_XYZ& p, const double  size);
 128
 129   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 130                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 131                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 132                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 133                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 134                        SMESH_Comment&                      comment);
 135
 136   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 137                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 138                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 139                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 140                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 141
 142   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 143                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 144                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 145
 146   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 147                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 148                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 149                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 150
 151   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 152                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 153                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 154                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 155
 156   static SMESH_ComputeErrorPtr
 157     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 158                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 159                       const TSideVector&                    wires,
 160                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 161                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec);
 162
 163   void SetDefaultParameters();
 164
 165   static void RemoveTmpFiles();
 166
 167   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 168
 169
 170   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh,
 171                         const std::string&  pyFile); // debug
 172
 173  private:
 174
 175   SMESH_Mesh*          _mesh;
 176   const TopoDS_Shape&  _shape;
 177   bool                 _isVolume;
 178   bool                 _optimize;
 179   int                  _fineness;
 180   bool                 _isViscousLayers2D;
 181
 182   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 183 };
 184
 185 //=============================================================================
 186 /*!
 187  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 188  *
 189  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 190  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 191  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 192  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 193  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 194  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 195  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 196  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 197  * netgen mesh to emulate a "crack"
 198  *
 199  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 200  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 201  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 202  */
 203 //=============================================================================
 204
 205 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 206 {
 207   SMESH_Mesh&       _mesh;
 208   bool              _is3D;
 209   //2D
 210   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 211   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 212   // 3D
 213   std::set<int>     _intShapes;
 214   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 215   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 216
 217 public:
 218   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 219
 220   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 221
 222   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 223
 224   // 2D meshing
 225   // edges
 226   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 227   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 228   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 229   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 230                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 231                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 232                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 233   // vertices
 234   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 235   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 236
 237   // 3D meshing
 238   // faces
 239   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 240   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 241   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 242   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 243   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 244                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 245                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 246                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 247   // vertices
 248   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 249   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 250   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 251
 252
 253 };
 254
 255 #endif