src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_NETGEN_3D.cxx

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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
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   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
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  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
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  15 //
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  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  * @brief Get an iterator on the Surface element with their orientation
 203  *
 204  */
 205
 206 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::getSurfaceElements(
 207     SMESH_Mesh&         aMesh,
 208     const TopoDS_Shape& aShape,
 209     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh,
 210     NETGENPlugin_Internals &internals,
 211     SMESH_MesherHelper &helper,
 212     std::map<const SMDS_MeshElement*, tuple<bool, bool>>& listElements
 213 )
 214 {
 215   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 216   TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 217   bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 218
 219   for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 220   {
 221     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 222     int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 223     bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 224     bool isRev = false;
 225     if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 226           helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 227       // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 228       // so we use it as less as possible
 229       isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 230
 231     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 232     if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 233
 234     SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 235     if ( _quadraticMesh &&
 236           dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 237     {
 238       // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 239       while ( iteratorElem->more() )
 240         helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 241
 242       iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 243     }
 244     while(iteratorElem->more()){
 245       const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 246       // check mesh face
 247       if ( !elem ){
 248         return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 249       }
 250       if ( elem->NbCornerNodes() != 3 ){
 251         return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 252       }
 253       listElements[elem] = tuple(isRev, isInternalFace);
 254     }
 255   }
 256
 257   return false;
 258 }
 259
 260
 261 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeFillNgMesh(
 262   SMESH_Mesh&         aMesh,
 263   const TopoDS_Shape& aShape,
 264   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 265   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 266   SMESH_MesherHelper &helper,
 267   int &Netgen_NbOfNodes)
 268 {
 269   netgen::multithread.terminate = 0;
 270   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 271   _progressByTic = -1.;
 272
 273   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 274
 275   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 276   helper.SetElementsOnShape( true );
 277
 278   Netgen_NbOfNodes = 0;
 279   double Netgen_point[3];
 280   int Netgen_triangle[3];
 281
 282   Ng_Mesh * Netgen_mesh = (Ng_Mesh*)ngLib._ngMesh;
 283
 284   {
 285     const int invalid_ID = -1;
 286
 287     SMESH::Controls::Area areaControl;
 288     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 289
 290     // maps nodes to ng ID
 291     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 292     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 293     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 294
 295     // find internal shapes
 296     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 297
 298     // ---------------------------------
 299     // Feed the Netgen with surface mesh
 300     // ---------------------------------
 301     bool isRev=false;
 302     bool isInternalFace=false;
 303
 304     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 305     if ( _viscousLayersHyp )
 306     {
 307       netgen::multithread.percent = 3;
 308       proxyMesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 309       if ( !proxyMesh )
 310         return false;
 311     }
 312     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 313     {
 314       netgen::multithread.percent = 6;
 315       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 316       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 317       proxyMesh.reset( Adaptor );
 318     }
 319
 320     std::map<const SMDS_MeshElement*, tuple<bool, bool>> listElements;
 321     bool ret = getSurfaceElements(aMesh, aShape, proxyMesh, internals, helper, listElements);
 322     if(ret)
 323       return ret;
 324
 325     for ( auto const& [elem, info] : listElements ) // loop on elements on a geom face
 326     {
 327       isRev = get<0>(info);
 328       isInternalFace = get<1>(info);
 329       // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 330
 331       // add three nodes of triangle
 332       bool hasDegen = false;
 333       for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 334       {
 335         const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 336         const int shapeID = node->getshapeId();
 337         if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 338               helper.IsDegenShape( shapeID ))
 339         {
 340           // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 341           TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 342           node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 343           hasDegen = true;
 344         }
 345         int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 346         if ( ngID == invalid_ID )
 347         {
 348           ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 349           Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 350           Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 351           Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 352           Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 353         }
 354         Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 355       }
 356       // add triangle
 357       if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 358                         Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 359                         Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 360         continue;
 361
 362       Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 363
 364       if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 365       {
 366         swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 367         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 368       }
 369     } // loop on elements on a face
 370
 371     // insert old nodes into nodeVec
 372     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 373     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 374     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 375       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 376     nodeToNetgenID.clear();
 377
 378     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 379     {
 380       netgen::OCCGeometry occgeo;
 381       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 382                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 383                                                    nodeVec,
 384                                                    internals);
 385     }
 386   }
 387   Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 388   return false;
 389 }
 390
 391 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computePrepareParam(
 392   SMESH_Mesh&         aMesh,
 393   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 394   netgen::OCCGeometry &occgeo,
 395   SMESH_MesherHelper &helper,
 396   int &endWith)
 397
 398 {
 399   netgen::multithread.terminate = 0;
 400
 401   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 402
 403   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 404
 405
 406   if ( _hypParameters )
 407   {
 408     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 409
 410     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 411          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 412     {
 413       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 414       {
 415         netgen::Point3d pmin, pmax;
 416         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 417         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 418       }
 419       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 420
 421       try {
 422         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 423       } catch (netgen::NgException & ex) {
 424         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 425       }
 426     }
 427     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 428       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 429   }
 430   else if ( _hypMaxElementVolume )
 431   {
 432     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 433     // limitVolumeSize( ngMesh, mparam.maxh ); // result is unpredictable
 434   }
 435   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 436   {
 437     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 438     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 439   }
 440   else
 441   {
 442     netgen::Point3d pmin, pmax;
 443     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 444     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 445   }
 446
 447   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 448   {
 449     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 450   }
 451   return false;
 452 }
 453
 454 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeRunMesher(
 455   netgen::OCCGeometry &occgeo,
 456   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 457   netgen::Mesh* ngMesh,
 458   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 459   int &startWith, int &endWith)
 460 {
 461   int err = 1;
 462
 463   try
 464   {
 465     OCC_CATCH_SIGNALS;
 466
 467     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 468     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 469
 470     if(netgen::multithread.terminate)
 471       return false;
 472     if ( err ){
 473       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 474     }
 475   }
 476   catch (Standard_Failure& ex)
 477   {
 478     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 479     str << " at " << netgen::multithread.task
 480         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 481     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 482       str << ": " << ex.GetMessageString();
 483     error(str);
 484   }
 485   catch (netgen::NgException& exc)
 486   {
 487     SMESH_Comment str("NgException");
 488     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 489       str << " at " << netgen::multithread.task;
 490     str << ": " << exc.What();
 491     error(str);
 492   }
 493   catch (...)
 494   {
 495     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 496     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 497       str << " at " << netgen::multithread.task;
 498     error(str);
 499   }
 500
 501   if ( err )
 502   {
 503     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 504     if ( ce && ce->HasBadElems() ){
 505       error( ce );
 506     }
 507   }
 508
 509   return false;
 510 }
 511
 512 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeFillMesh(
 513   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 514   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 515   SMESH_MesherHelper &helper,
 516   int &Netgen_NbOfNodes
 517   )
 518 {
 519   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 520
 521   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 522   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 523
 524   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 525   if ( isOK )
 526   {
 527     double Netgen_point[3];
 528     int    Netgen_tetrahedron[4];
 529
 530     // create and insert new nodes into nodeVec
 531     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 532     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 533     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 534     {
 535       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 536       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 537     }
 538
 539     // create tetrahedrons
 540     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 541     {
 542       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 543       try
 544       {
 545         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 546                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 547                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 548                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 549       }
 550       catch (...)
 551       {
 552       }
 553     }
 554   }
 555   return false;
 556 }
 557
 558 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(
 559   SMESH_Mesh&         aMesh,
 560   const TopoDS_Shape& aShape)
 561 {
 562   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 563   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 564   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 565   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 566   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 567   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 568   int Netgen_NbOfNodes;
 569
 570   computeFillNgMesh(aMesh, aShape, nodeVec, ngLib, helper, Netgen_NbOfNodes);
 571
 572   netgen::OCCGeometry occgeo;
 573   computePrepareParam(aMesh, ngLib, occgeo, helper, endWith);
 574   computeRunMesher(occgeo, nodeVec, ngLib._ngMesh, ngLib, startWith, endWith);
 575
 576   computeFillMesh(nodeVec, ngLib, helper, Netgen_NbOfNodes);
 577
 578   return false;
 579
 580 }
 581
 582 //================================================================================
 583 /*!
 584  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 585  */
 586 //================================================================================
 587
 588 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 589                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 590                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 591                                      NETGENPlugin_NetgenLibWrapper&  ngLib)
 592 {
 593   netgen::multithread.terminate = 0;
 594
 595   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 596   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 597   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 598
 599   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 600   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 601   int err = 1;
 602
 603   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 604   netgen::OCCGeometry occgeo;
 605
 606   if ( _hypParameters )
 607   {
 608     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 609
 610     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 611          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 612     {
 613       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 614       {
 615         netgen::Point3d pmin, pmax;
 616         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 617         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 618       }
 619       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 620
 621       try {
 622         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 623       } catch (netgen::NgException & ex) {
 624         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 625       }
 626     }
 627     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 628       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 629   }
 630   else if ( _hypMaxElementVolume )
 631   {
 632     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 633     // limitVolumeSize( ngMesh, mparam.maxh ); // result is unpredictable
 634   }
 635   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 636   {
 637     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 638     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 639   }
 640   else
 641   {
 642     netgen::Point3d pmin, pmax;
 643     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 644     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 645   }
 646
 647   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 648   {
 649     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 650   }
 651
 652   try
 653   {
 654     OCC_CATCH_SIGNALS;
 655
 656     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 657     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 658
 659     if(netgen::multithread.terminate)
 660       return false;
 661     if ( err )
 662       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 663   }
 664   catch (Standard_Failure& ex)
 665   {
 666     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 667     str << " at " << netgen::multithread.task
 668         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 669     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 670       str << ": " << ex.GetMessageString();
 671     error(str);
 672   }
 673   catch (netgen::NgException& exc)
 674   {
 675     SMESH_Comment str("NgException");
 676     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 677       str << " at " << netgen::multithread.task;
 678     str << ": " << exc.What();
 679     error(str);
 680   }
 681   catch (...)
 682   {
 683     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 684     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 685       str << " at " << netgen::multithread.task;
 686     error(str);
 687   }
 688
 689   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 690   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 691
 692   // -------------------------------------------------------------------
 693   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 694   // -------------------------------------------------------------------
 695
 696   if ( err )
 697   {
 698     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 699     if ( ce && ce->HasBadElems() )
 700       error( ce );
 701   }
 702
 703   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 704   if ( isOK )
 705   {
 706     double Netgen_point[3];
 707     int    Netgen_tetrahedron[4];
 708
 709     // create and insert new nodes into nodeVec
 710     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 711     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 712     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 713     {
 714       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 715       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 716     }
 717
 718     // create tetrahedrons
 719     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 720     {
 721       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 722       try
 723       {
 724         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 725                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 726                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 727                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 728       }
 729       catch (...)
 730       {
 731       }
 732     }
 733   }
 734
 735   return !err;
 736 }
 737
 738 //================================================================================
 739 /*!
 740  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 741  */
 742 //================================================================================
 743
 744 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 745                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 746 {
 747   const int invalid_ID = -1;
 748
 749   netgen::multithread.terminate = 0;
 750   _progressByTic = -1.;
 751
 752   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 753   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 754     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 755                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 756
 757   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 758
 759   // ---------------------------------
 760   // Feed the Netgen with surface mesh
 761   // ---------------------------------
 762
 763   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 764   double Netgen_point[3];
 765   int Netgen_triangle[3];
 766
 767   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 768   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 769
 770   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 771   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 772   {
 773     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 774     Adaptor->Compute(aMesh);
 775     proxyMesh.reset( Adaptor );
 776
 777     if ( aHelper->IsQuadraticMesh() )
 778     {
 779       SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 780       while( fIt->more())
 781         aHelper->AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( fIt->next() ));
 782     }
 783   }
 784
 785   // maps nodes to ng ID
 786   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 787   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 788   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 789
 790   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 791   while( fIt->more())
 792   {
 793     // check element
 794     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 795     if ( !elem )
 796       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 797     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 798       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 799
 800     // add three nodes of triangle
 801     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 802     {
 803       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 804       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 805       if ( ngID == invalid_ID )
 806       {
 807         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 808         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 809         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 810         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 811         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 812       }
 813       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 814     }
 815     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 816   }
 817   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 818
 819   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 820   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 821   // insert old nodes into nodeVec
 822   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 823   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 824     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 825   nodeToNetgenID.clear();
 826
 827   // -------------------------
 828   // Generate the volume mesh
 829   // -------------------------
 830
 831   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, ngLib ));
 832 }
 833
 834 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 835 {
 836   SMESH_Algo::CancelCompute();
 837   netgen::multithread.terminate = 1;
 838 }
 839
 840 //================================================================================
 841 /*!
 842  * \brief Return Compute progress
 843  */
 844 //================================================================================
 845
 846 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 847 {
 848   double res;
 849   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 850   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 851   const double meshingRatio = 0.15;
 852   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 853
 854   if ( _progressByTic < 0. &&
 855        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 856          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 857   {
 858     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 859   }
 860   else // different otimizations
 861   {
 862     if ( _progressByTic < 0. )
 863       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 864     res = _progressByTic * _progressTic;
 865   }
 866   return Min ( res, 0.98 );
 867 }
 868
 869 //=============================================================================
 870 /*!
 871  *
 872  */
 873 //=============================================================================
 874
 875 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 876                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 877                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 878 {
 879   smIdType nbtri = 0, nbqua = 0;
 880   double fullArea = 0.0;
 881   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 882     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 883     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 884     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 885     if( anIt==aResMap.end() ) {
 886       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 887       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 888       return false;
 889     }
 890     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 891     nbtri += std::max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 892     nbqua += std::max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 893     GProp_GProps G;
 894     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 895     double anArea = G.Mass();
 896     fullArea += anArea;
 897   }
 898
 899   // collect info from edges
 900   smIdType nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 901   bool IsQuadratic = false;
 902   bool IsFirst = true;
 903   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 904   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 905     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 906     if( tmpMap.Contains(E) )
 907       continue;
 908     tmpMap.Add(E);
 909     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 910     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 911     if( anIt==aResMap.end() ) {
 912       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 913       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 914                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 915       return false;
 916     }
 917     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 918     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 919     nb1d_e += std::max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 920     if(IsFirst) {
 921       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 922       IsFirst = false;
 923     }
 924   }
 925   tmpMap.Clear();
 926
 927   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/double(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 928   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 929   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 930
 931   GProp_GProps G;
 932   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 933   double aVolume = G.Mass();
 934   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 935   double CoeffQuality = 0.9;
 936   smIdType nbVols = (smIdType)( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
 937   smIdType nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
 938   smIdType nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
 939   std::vector<smIdType> aVec(SMDSEntity_Last);
 940   for(smIdType i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
 941   if( IsQuadratic ) {
 942     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
 943     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 944     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
 945   }
 946   else {
 947     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
 948     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 949     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
 950   }
 951   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 952   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
 953
 954   return true;
 955 }
 956
 957