src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_NETGEN_3D.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2023  CEA, EDF, 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, or (at your option) any later version.
  10 //
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 // Lesser General Public License for more details.
  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 //=============================================================================
  24 // File      : NETGENPlugin_NETGEN_3D.cxx
  25 //             Moved here from SMESH_NETGEN_3D.cxx
  26 // Created   : lundi 27 Janvier 2003
  27 // Author    : Nadir BOUHAMOU (CEA)
  28 // Project   : SALOME
  29 //=============================================================================
  30 //
  31 #include "NETGENPlugin_NETGEN_3D.hxx"
  32
  33 #include "NETGENPlugin_Hypothesis.hxx"
  34
  35 #include <SMDS_MeshElement.hxx>
  36 #include <SMDS_MeshNode.hxx>
  37 #include <SMESHDS_Mesh.hxx>
  38 #include <SMESH_Comment.hxx>
  39 #include <SMESH_ControlsDef.hxx>
  40 #include <SMESH_Gen.hxx>
  41 #include <SMESH_Mesh.hxx>
  42 #include <SMESH_MeshEditor.hxx>
  43 #include <SMESH_MesherHelper.hxx>
  44 #include <SMESH_subMesh.hxx>
  45 #include <StdMeshers_MaxElementVolume.hxx>
  46 #include <StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.hxx>
  47 #include <StdMeshers_ViscousLayers.hxx>
  48 #include <SMESH_subMesh.hxx>
  49
  50
  51 #include <BRepGProp.hxx>
  52 #include <BRep_Tool.hxx>
  53 #include <GProp_GProps.hxx>
  54 #include <TopExp.hxx>
  55 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  56 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  57 #include <TopoDS.hxx>
  58
  59 #include <Standard_Failure.hxx>
  60 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  61
  62 #include <utilities.h>
  63
  64 #include <list>
  65 #include <vector>
  66 #include <map>
  67
  68 #include <cstdlib>
  69
  70 /*
  71   Netgen include files
  72 */
  73
  74 #ifndef OCCGEOMETRY
  75 #define OCCGEOMETRY
  76 #endif
  77 #include <occgeom.hpp>
  78
  79 #ifdef NETGEN_V5
  80 #include <ngexception.hpp>
  81 #endif
  82 #ifdef NETGEN_V6
  83 #include <core/exception.hpp>
  84 #endif
  85
  86 namespace nglib {
  87 #include <nglib.h>
  88 }
  89 namespace netgen {
  90
  91   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  92   extern MeshingParameters mparam;
  93
  94   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  95   extern volatile multithreadt multithread;
  96 }
  97 using namespace nglib;
  98 using namespace std;
  99
 100 //=============================================================================
 101 /*!
 102  *
 103  */
 104 //=============================================================================
 105
 106 NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D(int hypId, SMESH_Gen* gen)
 107   : SMESH_3D_Algo(hypId, gen)
 108 {
 109   _name = "NETGEN_3D";
 110   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 111   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 112   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 113   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 114
 115   _maxElementVolume = 0.;
 116
 117   _hypMaxElementVolume = NULL;
 118   _hypParameters = NULL;
 119   _viscousLayersHyp = NULL;
 120
 121   _requireShape = false; // can work without shape
 122 }
 123
 124 //=============================================================================
 125 /*!
 126  *
 127  */
 128 //=============================================================================
 129
 130 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 131 {
 132 }
 133
 134 //=============================================================================
 135 /*!
 136  *
 137  */
 138 //=============================================================================
 139
 140 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 141                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 142                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 143 {
 144   _hypMaxElementVolume = NULL;
 145   _hypParameters = NULL;
 146   _viscousLayersHyp = NULL;
 147   _maxElementVolume = DBL_MAX;
 148
 149   // for correct work of GetProgress():
 150   //netgen::multithread.percent = 0.;
 151   //netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 152   _progressByTic = -1.;
 153
 154   list<const SMESHDS_Hypothesis*>::const_iterator itl;
 155   //const SMESHDS_Hypothesis* theHyp;
 156
 157   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 158     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 159   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 160   if ( h == hyps.end())
 161   {
 162     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 163     return true;  // can work with no hypothesis
 164   }
 165
 166   aStatus = HYP_OK;
 167   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 168   {
 169     if ( !_hypMaxElementVolume )
 170       _hypMaxElementVolume = dynamic_cast< const StdMeshers_MaxElementVolume*> ( *h );
 171     if ( !_viscousLayersHyp ) // several _viscousLayersHyp's allowed
 172       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 173     if ( ! _hypParameters )
 174       _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis*> ( *h );
 175
 176     if ( *h != _hypMaxElementVolume &&
 177          *h != _viscousLayersHyp &&
 178          *h != _hypParameters &&
 179          !dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*>(*h)) // several VL hyps allowed
 180       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 181   }
 182   if ( _hypMaxElementVolume && _hypParameters )
 183     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 184   else if ( aStatus == HYP_OK && _viscousLayersHyp )
 185     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 186
 187   if ( _hypMaxElementVolume )
 188     _maxElementVolume = _hypMaxElementVolume->GetMaxVolume();
 189
 190   return aStatus == HYP_OK;
 191 }
 192
 193
 194
 195 //=============================================================================
 196 /*!
 197  *Here we are going to use the NETGEN mesher
 198  */
 199 //=============================================================================
 200
 201
 202 /**
 203  * @brief Compute the list of already meshed Surface elements and info
 204  *        on their orientation and if they are internal
 205  *
 206  * @param aMesh Global Mesh
 207  * @param aShape Shape associated to the mesh
 208  * @param proxyMesh pointer to mesh used fo find the elements
 209  * @param internals information on internal sub shapes
 210  * @param helper helper associated to the mesh
 211  * @param listElements map of surface element associated with
 212  *                     their orientation and internal status
 213  * @return true if their was some error
 214  */
 215 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::getSurfaceElements(
 216     SMESH_Mesh&         aMesh,
 217     const TopoDS_Shape& aShape,
 218     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh,
 219     NETGENPlugin_Internals &internals,
 220     SMESH_MesherHelper &helper,
 221     std::map<const SMDS_MeshElement*, tuple<bool, bool>, TIDCompare>& listElements
 222 )
 223 {
 224   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 225   TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 226   bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 227
 228   for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 229   {
 230     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 231     int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 232     bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 233     bool isRev = false;
 234     if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 235           helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 236       // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 237       // so we use it as less as possible
 238       isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 239
 240     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 241     if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 242
 243     SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 244     if ( _quadraticMesh &&
 245           dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 246     {
 247       // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 248       while ( iteratorElem->more() )
 249         helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 250
 251       iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 252     }
 253     while(iteratorElem->more()){
 254       const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 255       // check mesh face
 256       if ( !elem ){
 257         return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 258       }
 259       if ( elem->NbCornerNodes() != 3 ){
 260         return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 261       }
 262       listElements[elem] = tuple(isRev, isInternalFace);
 263     }
 264   }
 265
 266   return false;
 267 }
 268
 269 /**
 270  * @brief Part of Compute: adding already meshed elements
 271  *        into netgen structure
 272  *
 273  * @param aMesh Global mesh
 274  * @param aShape Shape associated with the mesh
 275  * @param nodeVec Mapping between nodes mesh id and netgen structure id
 276  * @param ngLib Wrapper on netgen lib
 277  * @param helper helper assocaited to the mesh
 278  * @param Netgen_NbOfNodes Number of nodes in netge structure
 279  * @return true if there was some error
 280  */
 281
 282 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeFillNgMesh(
 283   SMESH_Mesh&         aMesh,
 284   const TopoDS_Shape& aShape,
 285   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 286   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 287   SMESH_MesherHelper &helper,
 288   int &Netgen_NbOfNodes)
 289 {
 290   netgen::multithread.terminate = 0;
 291   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 292   _progressByTic = -1.;
 293
 294   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 295
 296   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 297   helper.SetElementsOnShape( true );
 298
 299   Netgen_NbOfNodes = 0;
 300   double Netgen_point[3];
 301   int Netgen_triangle[3];
 302
 303   Ng_Mesh * Netgen_mesh = (Ng_Mesh*)ngLib._ngMesh;
 304
 305   {
 306     const int invalid_ID = -1;
 307
 308     SMESH::Controls::Area areaControl;
 309     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 310
 311     // maps nodes to ng ID
 312     // map must be sorted by ID to ensure that we will have the same number of
 313     // 3D element if we recompute
 314     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 315     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 316     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 317
 318     // find internal shapes
 319     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 320
 321     // ---------------------------------
 322     // Feed the Netgen with surface mesh
 323     // ---------------------------------
 324     bool isRev=false;
 325     bool isInternalFace=false;
 326
 327     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 328     if ( _viscousLayersHyp )
 329     {
 330       netgen::multithread.percent = 3;
 331       proxyMesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 332       if ( !proxyMesh )
 333         return false;
 334     }
 335     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 336     {
 337       netgen::multithread.percent = 6;
 338       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 339       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 340       proxyMesh.reset( Adaptor );
 341     }
 342
 343     // map must be sorted by ID to ensure that we will have the same number of
 344     // 3D element if we recompute
 345     std::map<const SMDS_MeshElement*, tuple<bool, bool>, TIDCompare> listElements;
 346     bool ret = getSurfaceElements(aMesh, aShape, proxyMesh, internals, helper, listElements);
 347     if(ret)
 348       return ret;
 349
 350     for ( auto const& [elem, info] : listElements ) // loop on elements on a geom face
 351     {
 352       isRev = get<0>(info);
 353       isInternalFace = get<1>(info);
 354       // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 355
 356       // add three nodes of triangle
 357       bool hasDegen = false;
 358       for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 359       {
 360         const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 361         const int shapeID = node->getshapeId();
 362         if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 363               helper.IsDegenShape( shapeID ))
 364         {
 365           // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 366           TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 367           node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 368           hasDegen = true;
 369         }
 370         int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 371         if ( ngID == invalid_ID )
 372         {
 373           ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 374           Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 375           Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 376           Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 377           Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 378         }
 379         Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 380       }
 381       // add triangle
 382       if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 383                         Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 384                         Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 385         continue;
 386
 387       Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 388
 389       if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 390       {
 391         swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 392         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 393       }
 394     } // loop on elements on a face
 395
 396     // insert old nodes into nodeVec
 397     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 398     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 399     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 400       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 401     nodeToNetgenID.clear();
 402
 403     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 404     {
 405       netgen::OCCGeometry occgeo;
 406       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 407                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 408                                                    nodeVec,
 409                                                    internals);
 410     }
 411   }
 412   Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 413   return false;
 414 }
 415
 416 /**
 417  * @brief Part of Compute: Setting the netgen parameters from the Hypothesis
 418  *
 419  * @param aMesh Global mesh
 420  * @param ngLib Wrapper on netgen lib
 421  * @param occgeo Mapping between nodes mesh id and netgen structure id
 422  * @param helper helper assocaited to the mesh
 423  * @param endWith end step of netgen
 424  * @return true if there was some error
 425  */
 426 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computePrepareParam(
 427   SMESH_Mesh&         aMesh,
 428   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 429   netgen::OCCGeometry &occgeo,
 430   SMESH_MesherHelper &helper,
 431   int &endWith)
 432
 433 {
 434   netgen::multithread.terminate = 0;
 435
 436   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 437
 438   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 439
 440
 441   if ( _hypParameters )
 442   {
 443     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 444
 445     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 446          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 447     {
 448       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 449       {
 450         netgen::Point3d pmin, pmax;
 451         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 452         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 453       }
 454       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 455
 456       try {
 457         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 458       } catch (netgen::NgException & ex) {
 459         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 460       }
 461     }
 462     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 463       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 464   }
 465   else if ( _hypMaxElementVolume )
 466   {
 467     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 468     // limitVolumeSize( ngMesh, mparam.maxh ); // result is unpredictable
 469   }
 470   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 471   {
 472     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 473     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 474   }
 475   else
 476   {
 477     netgen::Point3d pmin, pmax;
 478     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 479     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 480   }
 481
 482   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 483   {
 484     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 485   }
 486   return false;
 487 }
 488
 489 /**
 490  * @brief Part of Compute: call to the netgen mesher
 491  *
 492  * @param occgeo netgen geometry structure
 493  * @param nodeVec Mapping between nodes mesh id and netgen structure id
 494  * @param ngMesh netgen mesh structure
 495  * @param ngLib Wrapper on netgen lib
 496  * @param startWith starting step of netgen
 497  * @param endWith end step of netgen
 498  * @return true if there was some error
 499  */
 500 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeRunMesher(
 501   netgen::OCCGeometry &occgeo,
 502   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 503   netgen::Mesh* ngMesh,
 504   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 505   int &startWith, int &endWith)
 506 {
 507   int err = 1;
 508
 509   try
 510   {
 511     OCC_CATCH_SIGNALS;
 512
 513     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 514     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 515
 516     if(netgen::multithread.terminate)
 517       return false;
 518     if ( err ){
 519       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 520     }
 521   }
 522   catch (Standard_Failure& ex)
 523   {
 524     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 525     str << " at " << netgen::multithread.task
 526         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 527     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 528       str << ": " << ex.GetMessageString();
 529     error(str);
 530   }
 531   catch (netgen::NgException& exc)
 532   {
 533     SMESH_Comment str("NgException");
 534     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 535       str << " at " << netgen::multithread.task;
 536     str << ": " << exc.What();
 537     error(str);
 538   }
 539   catch (...)
 540   {
 541     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 542     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 543       str << " at " << netgen::multithread.task;
 544     error(str);
 545   }
 546
 547   if ( err )
 548   {
 549     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 550     if ( ce && ce->HasBadElems() ){
 551       error( ce );
 552     }
 553   }
 554
 555   return false;
 556 }
 557
 558 /**
 559  * @brief Part of Compute: Adding new element created by mesher to SMESH_Mesh
 560  *
 561  * @param nodeVec Mapping between nodes mesh id and netgen structure id
 562  * @param ngLib Wrapper on netgen lib
 563  * @param helper tool associated to the mesh to add element
 564  * @param Netgen_NbOfNodes Number of nodes in netgen structure
 565  * @return true if there was some error
 566  */
 567 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeFillMesh(
 568   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 569   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 570   SMESH_MesherHelper &helper,
 571   int &Netgen_NbOfNodes
 572   )
 573 {
 574   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 575
 576   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 577   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 578
 579   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 580   if ( isOK )
 581   {
 582     double Netgen_point[3];
 583     int    Netgen_tetrahedron[4];
 584
 585     // create and insert new nodes into nodeVec
 586     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 587     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 588     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 589     {
 590       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 591       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 592     }
 593
 594     // create tetrahedrons
 595     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 596     {
 597       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 598       try
 599       {
 600         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 601                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 602                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 603                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 604       }
 605       catch (...)
 606       {
 607       }
 608     }
 609   }
 610   return false;
 611 }
 612
 613
 614 /**
 615  * @brief Compute mesh associate to shape
 616  *
 617  * @param aMesh The mesh
 618  * @param aShape The shape
 619  * @return true fi there are some error
 620  */
 621 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(
 622   SMESH_Mesh&         aMesh,
 623   const TopoDS_Shape& aShape)
 624 {
 625   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 626   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 627   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 628   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 629   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 630   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 631   int Netgen_NbOfNodes;
 632
 633   computeFillNgMesh(aMesh, aShape, nodeVec, ngLib, helper, Netgen_NbOfNodes);
 634
 635   netgen::OCCGeometry occgeo;
 636   computePrepareParam(aMesh, ngLib, occgeo, helper, endWith);
 637   computeRunMesher(occgeo, nodeVec, ngLib._ngMesh, ngLib, startWith, endWith);
 638
 639   computeFillMesh(nodeVec, ngLib, helper, Netgen_NbOfNodes);
 640
 641   return false;
 642
 643 }
 644
 645 //================================================================================
 646 /*!
 647  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 648  */
 649 //================================================================================
 650
 651 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 652                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 653                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 654                                      NETGENPlugin_NetgenLibWrapper&  ngLib)
 655 {
 656   netgen::multithread.terminate = 0;
 657
 658   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 659   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 660   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 661
 662   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 663   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 664   int err = 1;
 665
 666   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 667   netgen::OCCGeometry occgeo;
 668
 669   if ( _hypParameters )
 670   {
 671     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 672
 673     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 674          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 675     {
 676       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 677       {
 678         netgen::Point3d pmin, pmax;
 679         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 680         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 681       }
 682       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 683
 684       try {
 685         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 686       } catch (netgen::NgException & ex) {
 687         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 688       }
 689     }
 690     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 691       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 692   }
 693   else if ( _hypMaxElementVolume )
 694   {
 695     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 696     // limitVolumeSize( ngMesh, mparam.maxh ); // result is unpredictable
 697   }
 698   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 699   {
 700     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 701     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 702   }
 703   else
 704   {
 705     netgen::Point3d pmin, pmax;
 706     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 707     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 708   }
 709
 710   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 711   {
 712     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 713   }
 714
 715   try
 716   {
 717     OCC_CATCH_SIGNALS;
 718
 719     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 720     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 721
 722     if(netgen::multithread.terminate)
 723       return false;
 724     if ( err )
 725       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 726   }
 727   catch (Standard_Failure& ex)
 728   {
 729     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 730     str << " at " << netgen::multithread.task
 731         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 732     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 733       str << ": " << ex.GetMessageString();
 734     error(str);
 735   }
 736   catch (netgen::NgException& exc)
 737   {
 738     SMESH_Comment str("NgException");
 739     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 740       str << " at " << netgen::multithread.task;
 741     str << ": " << exc.What();
 742     error(str);
 743   }
 744   catch (...)
 745   {
 746     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 747     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 748       str << " at " << netgen::multithread.task;
 749     error(str);
 750   }
 751
 752   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 753   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 754
 755   // -------------------------------------------------------------------
 756   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 757   // -------------------------------------------------------------------
 758
 759   if ( err )
 760   {
 761     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 762     if ( ce && ce->HasBadElems() )
 763       error( ce );
 764   }
 765
 766   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 767   if ( isOK )
 768   {
 769     double Netgen_point[3];
 770     int    Netgen_tetrahedron[4];
 771
 772     // create and insert new nodes into nodeVec
 773     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 774     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 775     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 776     {
 777       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 778       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 779     }
 780
 781     // create tetrahedrons
 782     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 783     {
 784       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 785       try
 786       {
 787         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 788                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 789                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 790                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 791       }
 792       catch (...)
 793       {
 794       }
 795     }
 796   }
 797
 798   return !err;
 799 }
 800
 801 //================================================================================
 802 /*!
 803  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 804  */
 805 //================================================================================
 806
 807 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 808                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 809 {
 810   const int invalid_ID = -1;
 811
 812   netgen::multithread.terminate = 0;
 813   _progressByTic = -1.;
 814
 815   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 816   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 817     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 818                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 819
 820   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 821
 822   // ---------------------------------
 823   // Feed the Netgen with surface mesh
 824   // ---------------------------------
 825
 826   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 827   double Netgen_point[3];
 828   int Netgen_triangle[3];
 829
 830   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 831   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 832
 833   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 834   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 835   {
 836     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 837     Adaptor->Compute(aMesh);
 838     proxyMesh.reset( Adaptor );
 839
 840     if ( aHelper->IsQuadraticMesh() )
 841     {
 842       SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 843       while( fIt->more())
 844         aHelper->AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( fIt->next() ));
 845     }
 846   }
 847
 848   // maps nodes to ng ID
 849   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 850   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 851   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 852
 853   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 854   while( fIt->more())
 855   {
 856     // check element
 857     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 858     if ( !elem )
 859       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 860     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 861       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 862
 863     // add three nodes of triangle
 864     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 865     {
 866       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 867       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 868       if ( ngID == invalid_ID )
 869       {
 870         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 871         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 872         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 873         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 874         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 875       }
 876       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 877     }
 878     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 879   }
 880   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 881
 882   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 883   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 884   // insert old nodes into nodeVec
 885   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 886   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 887     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 888   nodeToNetgenID.clear();
 889
 890   // -------------------------
 891   // Generate the volume mesh
 892   // -------------------------
 893
 894   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, ngLib ));
 895 }
 896
 897 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 898 {
 899   SMESH_Algo::CancelCompute();
 900   netgen::multithread.terminate = 1;
 901 }
 902
 903 //================================================================================
 904 /*!
 905  * \brief Return Compute progress
 906  */
 907 //================================================================================
 908
 909 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 910 {
 911   double res;
 912   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 913   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 914   const double meshingRatio = 0.15;
 915   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 916
 917   if ( _progressByTic < 0. &&
 918        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 919          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 920   {
 921     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 922   }
 923   else // different otimizations
 924   {
 925     if ( _progressByTic < 0. )
 926       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 927     res = _progressByTic * _progressTic;
 928   }
 929   return Min ( res, 0.98 );
 930 }
 931
 932 //=============================================================================
 933 /*!
 934  *
 935  */
 936 //=============================================================================
 937
 938 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 939                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 940                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 941 {
 942   smIdType nbtri = 0, nbqua = 0;
 943   double fullArea = 0.0;
 944   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 945     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 946     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 947     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 948     if( anIt==aResMap.end() ) {
 949       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 950       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 951       return false;
 952     }
 953     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 954     nbtri += std::max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 955     nbqua += std::max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 956     GProp_GProps G;
 957     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 958     double anArea = G.Mass();
 959     fullArea += anArea;
 960   }
 961
 962   // collect info from edges
 963   smIdType nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 964   bool IsQuadratic = false;
 965   bool IsFirst = true;
 966   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 967   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 968     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 969     if( tmpMap.Contains(E) )
 970       continue;
 971     tmpMap.Add(E);
 972     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 973     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 974     if( anIt==aResMap.end() ) {
 975       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 976       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 977                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 978       return false;
 979     }
 980     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 981     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 982     nb1d_e += std::max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 983     if(IsFirst) {
 984       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 985       IsFirst = false;
 986     }
 987   }
 988   tmpMap.Clear();
 989
 990   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/double(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 991   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 992   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 993
 994   GProp_GProps G;
 995   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 996   double aVolume = G.Mass();
 997   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 998   double CoeffQuality = 0.9;
 999   smIdType nbVols = (smIdType)( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
1000   smIdType nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
1001   smIdType nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
1002   std::vector<smIdType> aVec(SMDSEntity_Last);
1003   for(smIdType i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
1004   if( IsQuadratic ) {
1005     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
1006     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
1007     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
1008   }
1009   else {
1010     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
1011     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
1012     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
1013   }
1014   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
1015   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
1016
1017   return true;
1018 }
1019
1020