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
   8 // License as published by the Free Software Foundation; either
   9 // version 2.1 of the License.
  10 //
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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   std::streambuf* _coutBuffer;   // to re-/store cout.rdbuf()
  96 };
  97
  98 //=============================================================================
  99 /*!
 100  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
 101  */
 102 //=============================================================================
 103
 104 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
 105 {
 106  public:
 107   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 108
 109   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
 110                        const bool isVolume);
 111   ~NETGENPlugin_Mesher();
 112   void SetSelfPointer( NETGENPlugin_Mesher ** ptr );
 113
 114   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
 115   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
 116   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
 117
 118   bool Compute();
 119
 120   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
 121
 122   double GetProgress(const SMESH_Algo* holder,
 123                      const int *       algoProgressTic,
 124                      const double *    algoProgress) const;
 125
 126   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 127                                  const TopoDS_Shape&           shape,
 128                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 129                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 130                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 131
 132   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 133                                   const double        maxSize);
 134
 135   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh, const gp_XYZ& p, const double  size);
 136
 137   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 138                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 139                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 140                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 141                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 142                        SMESH_Comment&                      comment);
 143
 144   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 145                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 146                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 147                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 148                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 149
 150   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 151                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 152                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 153
 154   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 155                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 156                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 157                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 158
 159   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 160                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 161                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 162                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 163
 164   static SMESH_ComputeErrorPtr
 165     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 166                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 167                       const TSideVector&                    wires,
 168                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 169                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec);
 170
 171   void SetDefaultParameters();
 172
 173   static void RemoveTmpFiles();
 174
 175   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 176
 177
 178   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh,
 179                         const std::string&  pyFile); // debug
 180
 181  private:
 182
 183   SMESH_Mesh*          _mesh;
 184   const TopoDS_Shape&  _shape;
 185   bool                 _isVolume;
 186   bool                 _optimize;
 187   int                  _fineness;
 188   bool                 _isViscousLayers2D;
 189   netgen::Mesh*        _ngMesh;
 190   netgen::OCCGeometry* _occgeom;
 191
 192   int                  _curShapeIndex;
 193   volatile int         _progressTic;
 194   volatile double      _ticTime; // normalized [0,1] compute time per a SMESH_Algo::_progressTic
 195   volatile double      _totalTime;
 196
 197   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 198
 199   // a pointer to NETGENPlugin_Mesher* field of the holder, that will be
 200   // nullified at destruction of this
 201   NETGENPlugin_Mesher ** _ptrToMe;
 202 };
 203
 204 //=============================================================================
 205 /*!
 206  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 207  *
 208  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 209  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 210  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 211  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 212  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 213  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 214  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 215  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 216  * netgen mesh to emulate a "crack"
 217  *
 218  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 219  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 220  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 221  */
 222 //=============================================================================
 223
 224 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 225 {
 226   SMESH_Mesh&       _mesh;
 227   bool              _is3D;
 228   //2D
 229   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 230   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 231   // 3D
 232   std::set<int>     _intShapes;
 233   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 234   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 235
 236 public:
 237   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 238
 239   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 240
 241   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 242
 243   // 2D meshing
 244   // edges
 245   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 246   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 247   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 248   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 249                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 250                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 251                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 252   // vertices
 253   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 254   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 255
 256   // 3D meshing
 257   // faces
 258   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 259   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 260   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 261   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 262   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 263                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 264                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 265                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 266   // vertices
 267   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 268   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 269   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 270
 271
 272 };
 273
 274 #endif