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