src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_NETGEN_3D.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2022  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, 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 "DriverStep.hxx"
  36 #include "DriverMesh.hxx"
  37 #include "netgen_param.hxx"
  38
  39 #include <SMDS_MeshElement.hxx>
  40 #include <SMDS_MeshNode.hxx>
  41 #include <SMESHDS_Mesh.hxx>
  42 #include <SMESH_Comment.hxx>
  43 #include <SMESH_ControlsDef.hxx>
  44 #include <SMESH_Gen.hxx>
  45 #include <SMESH_Mesh.hxx>
  46 #include <SMESH_MeshEditor.hxx>
  47 #include <SMESH_MesherHelper.hxx>
  48 #include <SMESH_subMesh.hxx>
  49 #include <StdMeshers_MaxElementVolume.hxx>
  50 #include <StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.hxx>
  51 #include <StdMeshers_ViscousLayers.hxx>
  52 #include <SMESH_subMesh.hxx>
  53
  54 #include <BRepGProp.hxx>
  55 #include <BRep_Tool.hxx>
  56 #include <GProp_GProps.hxx>
  57 #include <TopExp.hxx>
  58 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  59 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  60 #include <TopoDS.hxx>
  61
  62 #include <Standard_Failure.hxx>
  63 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  64
  65 #include <utilities.h>
  66
  67 #include <list>
  68 #include <vector>
  69 #include <map>
  70
  71 #include <cstdlib>
  72 #include <boost/filesystem.hpp>
  73 namespace fs = boost::filesystem;
  74
  75 /*
  76   Netgen include files
  77 */
  78
  79 #ifndef OCCGEOMETRY
  80 #define OCCGEOMETRY
  81 #endif
  82 #include <occgeom.hpp>
  83
  84 #ifdef NETGEN_V5
  85 #include <ngexception.hpp>
  86 #endif
  87 #ifdef NETGEN_V6
  88 #include <core/exception.hpp>
  89 #endif
  90
  91 namespace nglib {
  92 #include <nglib.h>
  93 }
  94 namespace netgen {
  95
  96   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  97   extern MeshingParameters mparam;
  98
  99   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
 100   extern volatile multithreadt multithread;
 101 }
 102 using namespace nglib;
 103 using namespace std;
 104
 105 //=============================================================================
 106 /*!
 107  *
 108  */
 109 //=============================================================================
 110
 111 NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D(int hypId, SMESH_Gen* gen)
 112   : SMESH_3D_Algo(hypId, gen)
 113 {
 114   _name = "NETGEN_3D";
 115   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 116   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 117   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 118   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 119
 120   _maxElementVolume = 0.;
 121
 122   _hypMaxElementVolume = NULL;
 123   _hypParameters = NULL;
 124   _viscousLayersHyp = NULL;
 125
 126   _requireShape = false; // can work without shape
 127 }
 128
 129 //=============================================================================
 130 /*!
 131  *
 132  */
 133 //=============================================================================
 134
 135 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 136 {
 137 }
 138
 139 //=============================================================================
 140 /*!
 141  *
 142  */
 143 //=============================================================================
 144
 145 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 146                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 147                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 148 {
 149   _hypMaxElementVolume = NULL;
 150   _hypParameters = NULL;
 151   _viscousLayersHyp = NULL;
 152   _maxElementVolume = DBL_MAX;
 153
 154   // for correct work of GetProgress():
 155   //netgen::multithread.percent = 0.;
 156   //netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 157   _progressByTic = -1.;
 158
 159   list<const SMESHDS_Hypothesis*>::const_iterator itl;
 160   //const SMESHDS_Hypothesis* theHyp;
 161
 162   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 163     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 164   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 165   if ( h == hyps.end())
 166   {
 167     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 168     return true;  // can work with no hypothesis
 169   }
 170
 171   aStatus = HYP_OK;
 172   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 173   {
 174     if ( !_hypMaxElementVolume )
 175       _hypMaxElementVolume = dynamic_cast< const StdMeshers_MaxElementVolume*> ( *h );
 176     if ( !_viscousLayersHyp ) // several _viscousLayersHyp's allowed
 177       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 178     if ( ! _hypParameters )
 179       _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis*> ( *h );
 180
 181     if ( *h != _hypMaxElementVolume &&
 182          *h != _viscousLayersHyp &&
 183          *h != _hypParameters &&
 184          !dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*>(*h)) // several VL hyps allowed
 185       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 186   }
 187   if ( _hypMaxElementVolume && _hypParameters )
 188     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 189   else if ( aStatus == HYP_OK && _viscousLayersHyp )
 190     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 191
 192   if ( _hypMaxElementVolume )
 193     _maxElementVolume = _hypMaxElementVolume->GetMaxVolume();
 194
 195   return aStatus == HYP_OK;
 196 }
 197
 198
 199 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::FillParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis* hyp, netgen_params &aParams)
 200 {
 201   aParams.maxh               = hyp->GetMaxSize();
 202   aParams.minh               = hyp->GetMinSize();
 203   aParams.segmentsperedge    = hyp->GetNbSegPerEdge();
 204   aParams.grading            = hyp->GetGrowthRate();
 205   aParams.curvaturesafety    = hyp->GetNbSegPerRadius();
 206   aParams.secondorder        = hyp->GetSecondOrder() ? 1 : 0;
 207   aParams.quad               = hyp->GetQuadAllowed() ? 1 : 0;
 208   aParams.optimize           = hyp->GetOptimize();
 209   aParams.fineness           = hyp->GetFineness();
 210   aParams.uselocalh          = hyp->GetSurfaceCurvature();
 211   aParams.merge_solids       = hyp->GetFuseEdges();
 212   aParams.chordalError       = hyp->GetChordalErrorEnabled() ? hyp->GetChordalError() : -1.;
 213   aParams.optsteps2d         = aParams.optimize ? hyp->GetNbSurfOptSteps() : 0;
 214   aParams.optsteps3d         = aParams.optimize ? hyp->GetNbVolOptSteps()  : 0;
 215   aParams.elsizeweight       = hyp->GetElemSizeWeight();
 216   aParams.opterrpow          = hyp->GetWorstElemMeasure();
 217   aParams.delaunay           = hyp->GetUseDelauney();
 218   aParams.checkoverlap       = hyp->GetCheckOverlapping();
 219   aParams.checkchartboundary = hyp->GetCheckChartBoundary();
 220 #ifdef NETGEN_V6
 221   // std::string
 222   aParams.meshsizefilename = hyp->GetMeshSizeFile();
 223 #else
 224   // const char*
 225   aParams.meshsizefilename = hyp->GetMeshSizeFile().empty() ? 0 : hyp->GetMeshSizeFile().c_str();
 226 #endif
 227 #ifdef NETGEN_V6
 228   aParams.closeedgefac = 2;
 229 #else
 230   aParams.closeedgefac = 0;
 231 #endif
 232 }
 233
 234 // wirte in a binary file the orientation for each 2D element of the mesh
 235 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::exportElementOrientation(SMESH_Mesh& aMesh,
 236                                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 237                                                       netgen_params& aParams,
 238                                                       const std::string output_file)
 239 {
 240   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 241   NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 242   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 243   std::map<vtkIdType, bool> elemOrientation;
 244
 245   for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 246   {
 247     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 248     int faceID = aMesh.GetMeshDS()->ShapeToIndex( aShapeFace );
 249     bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 250     bool isRev = false;
 251     if ( !isInternalFace &&
 252           helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 253       // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 254       // so we use it as less as possible
 255       isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 256
 257     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 258     if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 259
 260     SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 261     if ( aParams._quadraticMesh &&
 262           dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 263     {
 264       // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 265       while ( iteratorElem->more() )
 266         helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 267
 268       iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 269     }
 270     while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 271     {
 272       // check mesh face
 273       const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 274       if ( !elem )
 275         error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 276       if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 277         error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 278       elemOrientation[elem->GetID()] = isRev;
 279     } // loop on elements on a face
 280   } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 281
 282   std::ofstream df(output_file, ios::out|ios::binary);
 283   int size=elemOrientation.size();
 284
 285   df.write((char*)&size, sizeof(int));
 286   for(auto const& [id, orient]:elemOrientation){
 287     df.write((char*)&id, sizeof(vtkIdType));
 288     df.write((char*)&orient, sizeof(bool));
 289   }
 290   df.close();
 291 }
 292
 293 int NETGENPlugin_NETGEN_3D::RemoteCompute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 294                                           const TopoDS_Shape& aShape)
 295 {
 296   aMesh.Lock();
 297   SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status hypStatus;
 298   CheckHypothesis(aMesh, aShape, hypStatus);
 299
 300   // Temporary folder for run
 301   fs::path tmp_folder = aMesh.tmp_folder / fs::unique_path(fs::path("Volume-%%%%-%%%%"));
 302   fs::create_directories(tmp_folder);
 303   // Using MESH2D generated after all triangles where created.
 304   fs::path mesh_file=aMesh.tmp_folder / fs::path("Mesh2D.med");
 305   fs::path element_orientation_file=tmp_folder / fs::path("element_orientation.dat");
 306   fs::path new_element_file=tmp_folder / fs::path("new_elements.dat");
 307   fs::path tmp_mesh_file=tmp_folder / fs::path("tmp_mesh.med");
 308   // TODO: Remove that file we do not use it
 309   fs::path output_mesh_file=tmp_folder / fs::path("output_mesh.med");
 310   fs::path shape_file=tmp_folder / fs::path("shape.step");
 311   fs::path param_file=tmp_folder / fs::path("netgen3d_param.txt");
 312   fs::path log_file=tmp_folder / fs::path("run_mesher.log");
 313   //TODO: Handle variable mesh_name
 314   std::string mesh_name = "Maillage_1";
 315
 316   //Writing Shape
 317   export_shape(shape_file.string(), aShape);
 318   //Writing hypo
 319   netgen_params aParams;
 320   FillParameters(_hypParameters, aParams);
 321
 322   export_netgen_params(param_file.string(), aParams);
 323
 324   // Exporting element orientation
 325   exportElementOrientation(aMesh, aShape, aParams, element_orientation_file.string());
 326
 327   aMesh.Unlock();
 328   // Calling run_mesher
 329   // TODO: check if we need to handle the .exe for windows
 330   std::string cmd;
 331   fs::path run_mesher_exe =
 332     fs::path(std::getenv("NETGENPLUGIN_ROOT_DIR"))/
 333     fs::path("bin")/
 334     fs::path("salome")/
 335     fs::path("run_mesher");
 336   cmd = run_mesher_exe.string() +
 337                   " NETGEN3D " + mesh_file.string() + " "
 338                                + shape_file.string() + " "
 339                                + param_file.string() + " "
 340                                + element_orientation_file.string() + " "
 341                                + new_element_file.string() + " "
 342                                + std::to_string(0) + " "
 343                                + output_mesh_file.string() +
 344                                " >> " + log_file.string();
 345
 346   //std::cout << "Running command: " << std::endl;
 347   //std::cout << cmd << std::endl;
 348
 349   // Writing command in log
 350   std::ofstream flog(log_file.string());
 351   flog << cmd << endl;
 352   flog.close();
 353
 354   // TODO: Replace system by something else to handle redirection for windows
 355   int ret = system(cmd.c_str());
 356
 357   // TODO: better error handling (display log ?)
 358   if(ret != 0){
 359     // Run crahed
 360     //throw Exception("Meshing failed");
 361     std::cerr << "Issue with command: " << std::endl;
 362     std::cerr << cmd << std::endl;
 363     return false;
 364   }
 365
 366
 367   aMesh.Lock();
 368   std::ifstream df(new_element_file.string(), ios::binary);
 369
 370   int Netgen_NbOfNodes;
 371   int Netgen_NbOfNodesNew;
 372   int Netgen_NbOfTetra;
 373   double Netgen_point[3];
 374   int    Netgen_tetrahedron[4];
 375   int nodeID;
 376
 377   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 378   // This function
 379   int _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 380   helper.SetElementsOnShape( true );
 381
 382   // Number of nodes in intial mesh
 383   df.read((char*) &Netgen_NbOfNodes, sizeof(int));
 384   // Number of nodes added by netgen
 385   df.read((char*) &Netgen_NbOfNodesNew, sizeof(int));
 386
 387   // Filling nodevec (correspondence netgen numbering mesh numbering)
 388   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( Netgen_NbOfNodesNew + 1 );
 389   for (int nodeIndex = 1 ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodes; ++nodeIndex )
 390   {
 391     //Id of the point
 392     df.read((char*) &nodeID, sizeof(int));
 393     nodeVec.at(nodeIndex) = nullptr;
 394     SMDS_NodeIteratorPtr iteratorNode = aMesh.GetMeshDS()->nodesIterator();
 395     while(iteratorNode->more()){
 396       const SMDS_MeshNode* node = iteratorNode->next();
 397       if(node->GetID() == nodeID){
 398         nodeVec.at(nodeIndex) = node;
 399         break;
 400       }
 401     }
 402     if(nodeVec.at(nodeIndex) == nullptr){
 403       std::cout << "Error could not identify id";
 404       return false;
 405     }
 406   }
 407
 408   // Add new points and update nodeVec
 409   for (int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes +1 ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 410   {
 411     df.read((char *) &Netgen_point, sizeof(double)*3);
 412
 413     nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0],
 414                                            Netgen_point[1],
 415                                            Netgen_point[2]);
 416   }
 417
 418   // Add tetrahedrons
 419   df.read((char*) &Netgen_NbOfTetra, sizeof(int));
 420   for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 421   {
 422     df.read((char*) &Netgen_tetrahedron, sizeof(int)*4);
 423     helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 424                       nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 425                       nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 426                       nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 427   }
 428   df.close();
 429
 430   aMesh.Unlock();
 431
 432   return true;
 433 }
 434
 435 //=============================================================================
 436 /*!
 437  *Here we are going to use the NETGEN mesher
 438  */
 439 //=============================================================================
 440
 441 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 442                                      const TopoDS_Shape& aShape)
 443 {
 444   if(aMesh.IsParallel())
 445     return RemoteCompute(aMesh, aShape);
 446
 447   netgen::multithread.terminate = 0;
 448   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 449   _progressByTic = -1.;
 450
 451   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 452
 453   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 454   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 455   helper.SetElementsOnShape( true );
 456
 457   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 458   double Netgen_point[3];
 459   int Netgen_triangle[3];
 460
 461   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 462   Ng_Mesh * Netgen_mesh = (Ng_Mesh*)ngLib._ngMesh;
 463
 464   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 465   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 466   {
 467     const int invalid_ID = -1;
 468
 469     SMESH::Controls::Area areaControl;
 470     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 471
 472     // maps nodes to ng ID
 473     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 474     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 475     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 476
 477     // find internal shapes
 478     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 479
 480     // ---------------------------------
 481     // Feed the Netgen with surface mesh
 482     // ---------------------------------
 483
 484     TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 485     bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 486
 487     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 488     if ( _viscousLayersHyp )
 489     {
 490       netgen::multithread.percent = 3;
 491       proxyMesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 492       if ( !proxyMesh )
 493         return false;
 494     }
 495     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 496     {
 497       netgen::multithread.percent = 6;
 498       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 499       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 500       proxyMesh.reset( Adaptor );
 501     }
 502
 503     for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 504     {
 505       const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 506       int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 507       bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 508       bool isRev = false;
 509       if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 510            helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 511         // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 512         // so we use it as less as possible
 513         isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 514
 515       const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 516       if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 517
 518       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 519       if ( _quadraticMesh &&
 520            dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 521       {
 522         // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 523         while ( iteratorElem->more() )
 524           helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 525
 526         iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 527       }
 528       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 529       {
 530         // check mesh face
 531         const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 532         if ( !elem )
 533           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 534         if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 535           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 536
 537         // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 538
 539         // add three nodes of triangle
 540         bool hasDegen = false;
 541         for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 542         {
 543           const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 544           const int shapeID = node->getshapeId();
 545           if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 546                helper.IsDegenShape( shapeID ))
 547           {
 548             // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 549             TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 550             node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 551             hasDegen = true;
 552           }
 553           int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 554           if ( ngID == invalid_ID )
 555           {
 556             ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 557             Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 558             Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 559             Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 560             Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 561           }
 562           Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 563         }
 564         // add triangle
 565         if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 566                           Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 567                           Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 568           continue;
 569
 570         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 571
 572         if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 573         {
 574           swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 575           Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 576         }
 577       } // loop on elements on a face
 578     } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 579
 580     // insert old nodes into nodeVec
 581     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 582     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 583     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 584       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 585     nodeToNetgenID.clear();
 586
 587     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 588     {
 589       netgen::OCCGeometry occgeo;
 590       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 591                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 592                                                    nodeVec,
 593                                                    internals);
 594     }
 595   }
 596
 597   // -------------------------
 598   // Generate the volume mesh
 599   // -------------------------
 600
 601   return (ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, helper, nodeVec, ngLib ));
 602 }
 603
 604 // namespace
 605 // {
 606 //   void limitVolumeSize( netgen::Mesh* ngMesh,
 607 //                         double        maxh )
 608 //   {
 609 //     // get average h of faces
 610 //     double faceh = 0;
 611 //     int nbh = 0;
 612 //     for (int i = 1; i <= ngMesh->GetNSE(); i++)
 613 //     {
 614 //       const netgen::Element2d& face = ngMesh->SurfaceElement(i);
 615 //       for (int j=1; j <= face.GetNP(); ++j)
 616 //       {
 617 //         const netgen::PointIndex & i1 = face.PNumMod(j);
 618 //         const netgen::PointIndex & i2 = face.PNumMod(j+1);
 619 //         if ( i1 < i2 )
 620 //         {
 621 //           const netgen::Point3d & p1 = ngMesh->Point( i1 );
 622 //           const netgen::Point3d & p2 = ngMesh->Point( i2 );
 623 //           faceh += netgen::Dist2( p1, p2 );
 624 //           nbh++;
 625 //         }
 626 //       }
 627 //     }
 628 //     faceh = Sqrt( faceh / nbh );
 629
 630 //     double compareh;
 631 //     if      ( faceh < 0.5 * maxh ) compareh = -1;
 632 //     else if ( faceh > 1.5 * maxh ) compareh = 1;
 633 //     else                           compareh = 0;
 634 //     // cerr << "faceh " << faceh << endl;
 635 //     // cerr << "init maxh " << maxh << endl;
 636 //     // cerr << "compareh " << compareh << endl;
 637
 638 //     if ( compareh > 0 )
 639 //       maxh *= 1.2;
 640 //     else
 641 //       maxh *= 0.8;
 642 //     // cerr << "maxh " << maxh << endl;
 643
 644 //     // get bnd box
 645 //     netgen::Point3d pmin, pmax;
 646 //     ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 647 //     const double dx = pmax.X() - pmin.X();
 648 //     const double dy = pmax.Y() - pmin.Y();
 649 //     const double dz = pmax.Z() - pmin.Z();
 650
 651 //     if ( ! & ngMesh->LocalHFunction() )
 652 //       ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, compareh <= 0 ? 0.1 : 0.5 );
 653
 654 //     // adjusted by SALOME_TESTS/Grids/smesh/bugs_08/I8
 655 //     const int nbX = Max( 2, int( dx / maxh * 2 ));
 656 //     const int nbY = Max( 2, int( dy / maxh * 2 ));
 657 //     const int nbZ = Max( 2, int( dz / maxh * 2 ));
 658
 659 //     netgen::Point3d p;
 660 //     for ( int i = 0; i <= nbX; ++i )
 661 //     {
 662 //       p.X() = pmin.X() +  i * dx / nbX;
 663 //       for ( int j = 0; j <= nbY; ++j )
 664 //       {
 665 //         p.Y() = pmin.Y() +  j * dy / nbY;
 666 //         for ( int k = 0; k <= nbZ; ++k )
 667 //         {
 668 //           p.Z() = pmin.Z() +  k * dz / nbZ;
 669 //           ngMesh->RestrictLocalH( p, maxh );
 670 //         }
 671 //       }
 672 //     }
 673 //   }
 674 // }
 675
 676 //================================================================================
 677 /*!
 678  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 679  */
 680 //================================================================================
 681
 682 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 683                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 684                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 685                                      NETGENPlugin_NetgenLibWrapper&  ngLib)
 686 {
 687   netgen::multithread.terminate = 0;
 688
 689   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 690   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 691   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 692
 693   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 694   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 695   int err = 1;
 696
 697   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 698   netgen::OCCGeometry occgeo;
 699
 700   if ( _hypParameters )
 701   {
 702     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 703
 704     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 705          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 706     {
 707       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 708       {
 709         netgen::Point3d pmin, pmax;
 710         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 711         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 712       }
 713       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 714
 715       try {
 716         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 717       } catch (netgen::NgException & ex) {
 718         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 719       }
 720     }
 721     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 722       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 723   }
 724   else if ( _hypMaxElementVolume )
 725   {
 726     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 727     // limitVolumeSize( ngMesh, mparam.maxh ); // result is unpredictable
 728   }
 729   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 730   {
 731     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 732     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 733   }
 734   else
 735   {
 736     netgen::Point3d pmin, pmax;
 737     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 738     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 739   }
 740
 741   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 742   {
 743     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 744   }
 745
 746   try
 747   {
 748     OCC_CATCH_SIGNALS;
 749
 750     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 751     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 752
 753     if(netgen::multithread.terminate)
 754       return false;
 755     if ( err )
 756       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 757   }
 758   catch (Standard_Failure& ex)
 759   {
 760     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 761     str << " at " << netgen::multithread.task
 762         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 763     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 764       str << ": " << ex.GetMessageString();
 765     error(str);
 766   }
 767   catch (netgen::NgException& exc)
 768   {
 769     SMESH_Comment str("NgException");
 770     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 771       str << " at " << netgen::multithread.task;
 772     str << ": " << exc.What();
 773     error(str);
 774   }
 775   catch (...)
 776   {
 777     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 778     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 779       str << " at " << netgen::multithread.task;
 780     error(str);
 781   }
 782
 783   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 784   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 785
 786   // -------------------------------------------------------------------
 787   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 788   // -------------------------------------------------------------------
 789
 790   if ( err )
 791   {
 792     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 793     if ( ce && ce->HasBadElems() )
 794       error( ce );
 795   }
 796
 797   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 798   if ( isOK )
 799   {
 800     double Netgen_point[3];
 801     int    Netgen_tetrahedron[4];
 802
 803     // create and insert new nodes into nodeVec
 804     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 805     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 806     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 807     {
 808       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 809       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 810     }
 811
 812     // create tetrahedrons
 813     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 814     {
 815       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 816       try
 817       {
 818         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 819                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 820                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 821                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 822       }
 823       catch (...)
 824       {
 825       }
 826     }
 827   }
 828
 829   return !err;
 830 }
 831
 832 //================================================================================
 833 /*!
 834  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 835  */
 836 //================================================================================
 837
 838 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 839                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 840 {
 841   const int invalid_ID = -1;
 842
 843   netgen::multithread.terminate = 0;
 844   _progressByTic = -1.;
 845
 846   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 847   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 848     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 849                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 850
 851   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 852
 853   // ---------------------------------
 854   // Feed the Netgen with surface mesh
 855   // ---------------------------------
 856
 857   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 858   double Netgen_point[3];
 859   int Netgen_triangle[3];
 860
 861   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 862   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 863
 864   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 865   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 866   {
 867     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 868     Adaptor->Compute(aMesh);
 869     proxyMesh.reset( Adaptor );
 870
 871     if ( aHelper->IsQuadraticMesh() )
 872     {
 873       SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 874       while( fIt->more())
 875         aHelper->AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( fIt->next() ));
 876     }
 877   }
 878
 879   // maps nodes to ng ID
 880   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 881   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 882   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 883
 884   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 885   while( fIt->more())
 886   {
 887     // check element
 888     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 889     if ( !elem )
 890       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 891     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 892       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 893
 894     // add three nodes of triangle
 895     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 896     {
 897       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 898       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 899       if ( ngID == invalid_ID )
 900       {
 901         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 902         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 903         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 904         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 905         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 906       }
 907       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 908     }
 909     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 910   }
 911   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 912
 913   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 914   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 915   // insert old nodes into nodeVec
 916   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 917   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 918     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 919   nodeToNetgenID.clear();
 920
 921   // -------------------------
 922   // Generate the volume mesh
 923   // -------------------------
 924
 925   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, ngLib ));
 926 }
 927
 928 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 929 {
 930   SMESH_Algo::CancelCompute();
 931   netgen::multithread.terminate = 1;
 932 }
 933
 934 //================================================================================
 935 /*!
 936  * \brief Return Compute progress
 937  */
 938 //================================================================================
 939
 940 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 941 {
 942   double res;
 943   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 944   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 945   const double meshingRatio = 0.15;
 946   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 947
 948   if ( _progressByTic < 0. &&
 949        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 950          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 951   {
 952     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 953     //cout << netgen::multithread.task << " " <<_progressTic << "-" << netgen::multithread.percent << endl;
 954   }
 955   else // different otimizations
 956   {
 957     if ( _progressByTic < 0. )
 958       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 959     res = _progressByTic * _progressTic;
 960     //cout << netgen::multithread.task << " " << _progressTic << " " << res << endl;
 961   }
 962   return Min ( res, 0.98 );
 963 }
 964
 965 //=============================================================================
 966 /*!
 967  *
 968  */
 969 //=============================================================================
 970
 971 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 972                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 973                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 974 {
 975   smIdType nbtri = 0, nbqua = 0;
 976   double fullArea = 0.0;
 977   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 978     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 979     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 980     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 981     if( anIt==aResMap.end() ) {
 982       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 983       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 984       return false;
 985     }
 986     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 987     nbtri += std::max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 988     nbqua += std::max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 989     GProp_GProps G;
 990     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 991     double anArea = G.Mass();
 992     fullArea += anArea;
 993   }
 994
 995   // collect info from edges
 996   smIdType nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 997   bool IsQuadratic = false;
 998   bool IsFirst = true;
 999   TopTools_MapOfShape tmpMap;
1000   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
1001     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
1002     if( tmpMap.Contains(E) )
1003       continue;
1004     tmpMap.Add(E);
1005     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
1006     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
1007     if( anIt==aResMap.end() ) {
1008       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
1009       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
1010                                             "Submesh can not be evaluated",this));
1011       return false;
1012     }
1013     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
1014     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
1015     nb1d_e += std::max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
1016     if(IsFirst) {
1017       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
1018       IsFirst = false;
1019     }
1020   }
1021   tmpMap.Clear();
1022
1023   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/double(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
1024   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
1025   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
1026
1027   GProp_GProps G;
1028   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
1029   double aVolume = G.Mass();
1030   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
1031   double CoeffQuality = 0.9;
1032   smIdType nbVols = (smIdType)( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
1033   smIdType nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
1034   smIdType nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
1035   std::vector<smIdType> aVec(SMDSEntity_Last);
1036   for(smIdType i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
1037   if( IsQuadratic ) {
1038     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
1039     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
1040     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
1041   }
1042   else {
1043     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
1044     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
1045     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
1046   }
1047   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
1048   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
1049
1050   return true;
1051 }
1052
1053