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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  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
  49 #include <BRepGProp.hxx>
  50 #include <BRep_Tool.hxx>
  51 #include <GProp_GProps.hxx>
  52 #include <TopExp.hxx>
  53 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  54 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  55 #include <TopoDS.hxx>
  56
  57 #include <Standard_Failure.hxx>
  58 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  59
  60 #include <utilities.h>
  61
  62 #include <list>
  63 #include <vector>
  64 #include <map>
  65
  66 /*
  67   Netgen include files
  68 */
  69
  70 #ifndef OCCGEOMETRY
  71 #define OCCGEOMETRY
  72 #endif
  73 #include <occgeom.hpp>
  74 #include <ngexception.hpp>
  75 namespace nglib {
  76 #include <nglib.h>
  77 }
  78 namespace netgen {
  79 #ifdef NETGEN_V5
  80   extern int OCCGenerateMesh (OCCGeometry&, Mesh*&, MeshingParameters&, int, int);
  81 #else
  82   extern int OCCGenerateMesh (OCCGeometry&, Mesh*&, int, int, char*);
  83 #endif
  84 #if defined(NETGEN_V5) && defined(WIN32)
  85   DLL_HEADER
  86 #endif
  87 extern MeshingParameters mparam;
  88 #if defined(NETGEN_V5) && defined(WIN32)
  89   DLL_HEADER
  90 #endif
  91   extern volatile multithreadt multithread;
  92 }
  93 using namespace nglib;
  94 using namespace std;
  95
  96 //=============================================================================
  97 /*!
  98  *
  99  */
 100 //=============================================================================
 101
 102 NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D(int hypId, SMESH_Gen* gen)
 103   : SMESH_3D_Algo(hypId, gen)
 104 {
 105   _name = "NETGEN_3D";
 106   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 107   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 108   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 109   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 110
 111   _maxElementVolume = 0.;
 112
 113   _hypMaxElementVolume = NULL;
 114   _hypParameters = NULL;
 115   _viscousLayersHyp = NULL;
 116
 117   _requireShape = false; // can work without shape
 118 }
 119
 120 //=============================================================================
 121 /*!
 122  *
 123  */
 124 //=============================================================================
 125
 126 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 127 {
 128 }
 129
 130 //=============================================================================
 131 /*!
 132  *
 133  */
 134 //=============================================================================
 135
 136 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 137                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 138                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 139 {
 140   _hypMaxElementVolume = NULL;
 141   _hypParameters = NULL;
 142   _viscousLayersHyp = NULL;
 143   _maxElementVolume = DBL_MAX;
 144
 145   // for correct work of GetProgress():
 146   netgen::multithread.percent = 0.;
 147   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 148   _progressByTic = -1.;
 149
 150   list<const SMESHDS_Hypothesis*>::const_iterator itl;
 151   //const SMESHDS_Hypothesis* theHyp;
 152
 153   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 154     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 155   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 156   if ( h == hyps.end())
 157   {
 158     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 159     return true;  // can work with no hypothesis
 160   }
 161
 162   aStatus = HYP_OK;
 163   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 164   {
 165     if ( !_hypMaxElementVolume )
 166       _hypMaxElementVolume = dynamic_cast< const StdMeshers_MaxElementVolume*> ( *h );
 167     if ( !_viscousLayersHyp ) // several _viscousLayersHyp's allowed
 168       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 169     if ( ! _hypParameters )
 170       _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis*> ( *h );
 171
 172     if ( *h != _hypMaxElementVolume &&
 173          *h != _viscousLayersHyp &&
 174          *h != _hypParameters &&
 175          !dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*>(*h)) // several VL hyps allowed
 176       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 177   }
 178   if ( _hypMaxElementVolume && _hypParameters )
 179     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 180   else if ( aStatus == HYP_OK && _viscousLayersHyp )
 181     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 182
 183   if ( _hypMaxElementVolume )
 184     _maxElementVolume = _hypMaxElementVolume->GetMaxVolume();
 185
 186   return aStatus == HYP_OK;
 187 }
 188
 189 //=============================================================================
 190 /*!
 191  *Here we are going to use the NETGEN mesher
 192  */
 193 //=============================================================================
 194
 195 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 196                                      const TopoDS_Shape& aShape)
 197 {
 198   netgen::multithread.terminate = 0;
 199   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 200   _progressByTic = -1.;
 201
 202   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 203
 204   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 205   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 206   helper.SetElementsOnShape( true );
 207
 208   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 209   double Netgen_point[3];
 210   int Netgen_triangle[3];
 211
 212   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 213   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib._ngMesh;
 214
 215   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 216   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 217   {
 218     const int invalid_ID = -1;
 219
 220     SMESH::Controls::Area areaControl;
 221     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 222
 223     // maps nodes to ng ID
 224     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 225     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 226     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 227
 228     // find internal shapes
 229     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 230
 231     // ---------------------------------
 232     // Feed the Netgen with surface mesh
 233     // ---------------------------------
 234
 235     TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 236     bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 237
 238     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 239     if ( _viscousLayersHyp )
 240     {
 241       netgen::multithread.percent = 3;
 242       proxyMesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 243       if ( !proxyMesh )
 244         return false;
 245     }
 246     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 247     {
 248       netgen::multithread.percent = 6;
 249       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 250       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 251       proxyMesh.reset( Adaptor );
 252     }
 253
 254     for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 255     {
 256       const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 257       int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 258       bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 259       bool isRev = false;
 260       if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 261            helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 262         // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 263         // so we use it as less as possible
 264         isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 265
 266       const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 267       if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 268       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 269       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 270       {
 271         // check mesh face
 272         const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 273         if ( !elem )
 274           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 275         if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 276           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 277
 278         // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 279
 280         // add three nodes of triangle
 281         bool hasDegen = false;
 282         for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 283         {
 284           const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 285           const int shapeID = node->getshapeId();
 286           if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 287                helper.IsDegenShape( shapeID ))
 288           {
 289             // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 290             TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 291             node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 292             hasDegen = true;
 293           }
 294           int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 295           if ( ngID == invalid_ID )
 296           {
 297             ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 298             Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 299             Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 300             Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 301             Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 302           }
 303           Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 304         }
 305         // add triangle
 306         if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 307                           Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 308                           Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 309           continue;
 310
 311         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 312
 313         if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 314         {
 315           swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 316           Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 317         }
 318       } // loop on elements on a face
 319     } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 320
 321     // insert old nodes into nodeVec
 322     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 323     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 324     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 325       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 326     nodeToNetgenID.clear();
 327
 328     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 329     {
 330       netgen::OCCGeometry occgeo;
 331       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 332                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 333                                                    nodeVec,
 334                                                    internals);
 335     }
 336   }
 337
 338   // -------------------------
 339   // Generate the volume mesh
 340   // -------------------------
 341
 342   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, helper, nodeVec, Netgen_mesh));
 343 }
 344
 345 // namespace
 346 // {
 347 //   void limitVolumeSize( netgen::Mesh* ngMesh,
 348 //                         double        maxh )
 349 //   {
 350 //     // get average h of faces
 351 //     double faceh = 0;
 352 //     int nbh = 0;
 353 //     for (int i = 1; i <= ngMesh->GetNSE(); i++)
 354 //     {
 355 //       const netgen::Element2d& face = ngMesh->SurfaceElement(i);
 356 //       for (int j=1; j <= face.GetNP(); ++j)
 357 //       {
 358 //         const netgen::PointIndex & i1 = face.PNumMod(j);
 359 //         const netgen::PointIndex & i2 = face.PNumMod(j+1);
 360 //         if ( i1 < i2 )
 361 //         {
 362 //           const netgen::Point3d & p1 = ngMesh->Point( i1 );
 363 //           const netgen::Point3d & p2 = ngMesh->Point( i2 );
 364 //           faceh += netgen::Dist2( p1, p2 );
 365 //           nbh++;
 366 //         }
 367 //       }
 368 //     }
 369 //     faceh = Sqrt( faceh / nbh );
 370
 371 //     double compareh;
 372 //     if      ( faceh < 0.5 * maxh ) compareh = -1;
 373 //     else if ( faceh > 1.5 * maxh ) compareh = 1;
 374 //     else                           compareh = 0;
 375 //     // cerr << "faceh " << faceh << endl;
 376 //     // cerr << "init maxh " << maxh << endl;
 377 //     // cerr << "compareh " << compareh << endl;
 378
 379 //     if ( compareh > 0 )
 380 //       maxh *= 1.2;
 381 //     else
 382 //       maxh *= 0.8;
 383 //     // cerr << "maxh " << maxh << endl;
 384
 385 //     // get bnd box
 386 //     netgen::Point3d pmin, pmax;
 387 //     ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 388 //     const double dx = pmax.X() - pmin.X();
 389 //     const double dy = pmax.Y() - pmin.Y();
 390 //     const double dz = pmax.Z() - pmin.Z();
 391
 392 //     if ( ! & ngMesh->LocalHFunction() )
 393 //       ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, compareh <= 0 ? 0.1 : 0.5 );
 394
 395 //     // adjusted by SALOME_TESTS/Grids/smesh/bugs_08/I8
 396 //     const int nbX = Max( 2, int( dx / maxh * 2 ));
 397 //     const int nbY = Max( 2, int( dy / maxh * 2 ));
 398 //     const int nbZ = Max( 2, int( dz / maxh * 2 ));
 399
 400 //     netgen::Point3d p;
 401 //     for ( int i = 0; i <= nbX; ++i )
 402 //     {
 403 //       p.X() = pmin.X() +  i * dx / nbX;
 404 //       for ( int j = 0; j <= nbY; ++j )
 405 //       {
 406 //         p.Y() = pmin.Y() +  j * dy / nbY;
 407 //         for ( int k = 0; k <= nbZ; ++k )
 408 //         {
 409 //           p.Z() = pmin.Z() +  k * dz / nbZ;
 410 //           ngMesh->RestrictLocalH( p, maxh );
 411 //         }
 412 //       }
 413 //     }
 414 //   }
 415 // }
 416
 417 //================================================================================
 418 /*!
 419  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 420  */
 421 //================================================================================
 422
 423 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 424                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 425                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 426                                      Ng_Mesh *                       Netgen_mesh)
 427 {
 428   netgen::multithread.terminate = 0;
 429
 430   netgen::Mesh* ngMesh = (netgen::Mesh*)Netgen_mesh;
 431   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 432
 433 #ifndef NETGEN_V5
 434   char *optstr = 0;
 435 #endif
 436   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 437   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 438   int err = 1;
 439
 440   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 441   netgen::OCCGeometry occgeo;
 442
 443   if ( _hypParameters )
 444   {
 445     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 446
 447     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 448          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 449     {
 450       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 451       {
 452         netgen::Point3d pmin, pmax;
 453         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 454         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 455       }
 456       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 457
 458       try {
 459         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 460       } catch (netgen::NgException & ex) {
 461         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 462       }
 463     }
 464     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 465       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 466   }
 467   else if ( _hypMaxElementVolume )
 468   {
 469     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 470     // limitVolumeSize( ngMesh, netgen::mparam.maxh ); // result is unpredictable
 471   }
 472   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 473   {
 474     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 475     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 476   }
 477   else
 478   {
 479     netgen::Point3d pmin, pmax;
 480     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 481     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 482   }
 483
 484   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 485   {
 486     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 487   }
 488
 489   try
 490   {
 491     OCC_CATCH_SIGNALS;
 492
 493 #ifdef NETGEN_V5
 494     ngMesh->CalcLocalH(netgen::mparam.grading);
 495     err = netgen::OCCGenerateMesh(occgeo, ngMesh, netgen::mparam, startWith, endWith);
 496 #else
 497     ngMesh->CalcLocalH();
 498     err = netgen::OCCGenerateMesh(occgeo, ngMesh, startWith, endWith, optstr);
 499 #endif
 500     if(netgen::multithread.terminate)
 501       return false;
 502     if ( err )
 503       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 504   }
 505   catch (Standard_Failure& ex)
 506   {
 507     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 508     str << " at " << netgen::multithread.task
 509         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 510     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 511       str << ": " << ex.GetMessageString();
 512     error(str);
 513   }
 514   catch (netgen::NgException exc)
 515   {
 516     SMESH_Comment str("NgException");
 517     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 518       str << " at " << netgen::multithread.task;
 519     str << ": " << exc.What();
 520     error(str);
 521   }
 522   catch (...)
 523   {
 524     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 525     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 526       str << " at " << netgen::multithread.task;
 527     error(str);
 528   }
 529
 530   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 531   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 532
 533   // -------------------------------------------------------------------
 534   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 535   // -------------------------------------------------------------------
 536
 537   if ( err )
 538   {
 539     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 540     if ( ce && ce->HasBadElems() )
 541       error( ce );
 542   }
 543
 544   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 545   if ( isOK )
 546   {
 547     double Netgen_point[3];
 548     int    Netgen_tetrahedron[4];
 549
 550     // create and insert new nodes into nodeVec
 551     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 552     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 553     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 554     {
 555       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 556       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 557     }
 558
 559     // create tetrahedrons
 560     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 561     {
 562       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 563       try
 564       {
 565         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 566                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 567                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 568                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 569       }
 570       catch (...)
 571       {
 572       }
 573     }
 574   }
 575
 576   return !err;
 577 }
 578
 579 //================================================================================
 580 /*!
 581  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 582  */
 583 //================================================================================
 584
 585 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 586                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 587 {
 588   const int invalid_ID = -1;
 589
 590   netgen::multithread.terminate = 0;
 591   _progressByTic = -1.;
 592
 593   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 594   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 595     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 596                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 597
 598   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 599
 600   // ---------------------------------
 601   // Feed the Netgen with surface mesh
 602   // ---------------------------------
 603
 604   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 605   double Netgen_point[3];
 606   int Netgen_triangle[3];
 607
 608   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 609   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib._ngMesh;
 610
 611   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 612   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 613   {
 614     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 615     Adaptor->Compute(aMesh);
 616     proxyMesh.reset( Adaptor );
 617   }
 618
 619   // maps nodes to ng ID
 620   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 621   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 622   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 623
 624   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 625   while( fIt->more())
 626   {
 627     // check element
 628     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 629     if ( !elem )
 630       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 631     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 632       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 633
 634     // add three nodes of triangle
 635     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 636     {
 637       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 638       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 639       if ( ngID == invalid_ID )
 640       {
 641         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 642         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 643         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 644         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 645         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 646       }
 647       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 648     }
 649     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 650   }
 651   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 652
 653   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 654   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 655   // insert old nodes into nodeVec
 656   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 657   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 658     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 659   nodeToNetgenID.clear();
 660
 661   // -------------------------
 662   // Generate the volume mesh
 663   // -------------------------
 664
 665   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, Netgen_mesh));
 666 }
 667
 668 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 669 {
 670   SMESH_Algo::CancelCompute();
 671   netgen::multithread.terminate = 1;
 672 }
 673
 674 //================================================================================
 675 /*!
 676  * \brief Return Compute progress
 677  */
 678 //================================================================================
 679
 680 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 681 {
 682   double res;
 683   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 684   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 685   const double meshingRatio = 0.15;
 686   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 687
 688   if ( _progressByTic < 0. &&
 689        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 690          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 691   {
 692     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 693     //cout << netgen::multithread.task << " " <<_progressTic << "-" << netgen::multithread.percent << endl;
 694   }
 695   else // different otimizations
 696   {
 697     if ( _progressByTic < 0. )
 698       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 699     res = _progressByTic * _progressTic;
 700     //cout << netgen::multithread.task << " " << _progressTic << " " << res << endl;
 701   }
 702   return Min ( res, 0.98 );
 703 }
 704
 705 //=============================================================================
 706 /*!
 707  *
 708  */
 709 //=============================================================================
 710
 711 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 712                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 713                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 714 {
 715   int nbtri = 0, nbqua = 0;
 716   double fullArea = 0.0;
 717   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 718     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 719     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 720     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 721     if( anIt==aResMap.end() ) {
 722       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 723       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 724       return false;
 725     }
 726     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 727     nbtri += Max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 728     nbqua += Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 729     GProp_GProps G;
 730     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 731     double anArea = G.Mass();
 732     fullArea += anArea;
 733   }
 734
 735   // collect info from edges
 736   int nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 737   bool IsQuadratic = false;
 738   bool IsFirst = true;
 739   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 740   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 741     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 742     if( tmpMap.Contains(E) )
 743       continue;
 744     tmpMap.Add(E);
 745     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 746     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 747     if( anIt==aResMap.end() ) {
 748       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 749       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 750                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 751       return false;
 752     }
 753     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 754     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 755     nb1d_e += Max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 756     if(IsFirst) {
 757       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 758       IsFirst = false;
 759     }
 760   }
 761   tmpMap.Clear();
 762
 763   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 764   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 765   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 766
 767   GProp_GProps G;
 768   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 769   double aVolume = G.Mass();
 770   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 771   double CoeffQuality = 0.9;
 772   int nbVols = int( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
 773   int nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
 774   int nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
 775   std::vector<int> aVec(SMDSEntity_Last);
 776   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
 777   if( IsQuadratic ) {
 778     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
 779     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 780     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
 781   }
 782   else {
 783     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
 784     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 785     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
 786   }
 787   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 788   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
 789
 790   return true;
 791 }
 792
 793