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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  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
  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, int studyId,
 103                              SMESH_Gen* gen)
 104   : SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
 105 {
 106   _name = "NETGEN_3D";
 107   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 108   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 109   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 110   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 111
 112   _maxElementVolume = 0.;
 113
 114   _hypMaxElementVolume = NULL;
 115   _hypParameters = NULL;
 116   _viscousLayersHyp = NULL;
 117
 118   _requireShape = false; // can work without shape
 119 }
 120
 121 //=============================================================================
 122 /*!
 123  *
 124  */
 125 //=============================================================================
 126
 127 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 128 {
 129 }
 130
 131 //=============================================================================
 132 /*!
 133  *
 134  */
 135 //=============================================================================
 136
 137 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 138                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 139                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 140 {
 141   _hypMaxElementVolume = NULL;
 142   _hypParameters = NULL;
 143   _viscousLayersHyp = NULL;
 144   _maxElementVolume = DBL_MAX;
 145
 146   // for correct work of GetProgress():
 147   netgen::multithread.percent = 0.;
 148   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 149   _progressByTic = -1.;
 150
 151   list<const SMESHDS_Hypothesis*>::const_iterator itl;
 152   //const SMESHDS_Hypothesis* theHyp;
 153
 154   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 155     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 156   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 157   if ( h == hyps.end())
 158   {
 159     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 160     return true;  // can work with no hypothesis
 161   }
 162
 163   aStatus = HYP_OK;
 164   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 165   {
 166     if ( !_hypMaxElementVolume )
 167       _hypMaxElementVolume = dynamic_cast< const StdMeshers_MaxElementVolume*> ( *h );
 168     if ( !_viscousLayersHyp ) // several _viscousLayersHyp's allowed
 169       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 170     if ( ! _hypParameters )
 171       _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis*> ( *h );
 172
 173     if ( *h != _hypMaxElementVolume &&
 174          *h != _viscousLayersHyp &&
 175          *h != _hypParameters &&
 176          !dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*>(*h)) // several VL hyps allowed
 177       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 178   }
 179   if ( _hypMaxElementVolume && _hypParameters )
 180     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 181   else if ( aStatus == HYP_OK && _viscousLayersHyp )
 182     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 183
 184   if ( _hypMaxElementVolume )
 185     _maxElementVolume = _hypMaxElementVolume->GetMaxVolume();
 186
 187   return aStatus == HYP_OK;
 188 }
 189
 190 //=============================================================================
 191 /*!
 192  *Here we are going to use the NETGEN mesher
 193  */
 194 //=============================================================================
 195
 196 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 197                                      const TopoDS_Shape& aShape)
 198 {
 199   netgen::multithread.terminate = 0;
 200   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 201   _progressByTic = -1.;
 202
 203   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 204
 205   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 206   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 207   helper.SetElementsOnShape( true );
 208
 209   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 210   double Netgen_point[3];
 211   int Netgen_triangle[3];
 212
 213   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 214   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib._ngMesh;
 215
 216   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 217   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 218   {
 219     const int invalid_ID = -1;
 220
 221     SMESH::Controls::Area areaControl;
 222     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 223
 224     // maps nodes to ng ID
 225     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 226     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 227     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 228
 229     // find internal shapes
 230     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 231
 232     // ---------------------------------
 233     // Feed the Netgen with surface mesh
 234     // ---------------------------------
 235
 236     TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 237     bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 238
 239     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 240     if ( _viscousLayersHyp )
 241     {
 242       netgen::multithread.percent = 3;
 243       proxyMesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 244       if ( !proxyMesh )
 245         return false;
 246     }
 247     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 248     {
 249       netgen::multithread.percent = 6;
 250       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 251       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 252       proxyMesh.reset( Adaptor );
 253     }
 254
 255     for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 256     {
 257       const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 258       int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 259       bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 260       bool isRev = false;
 261       if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 262            helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 263         // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 264         // so we use it as less as possible
 265         isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 266
 267       const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 268       if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 269       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 270       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 271       {
 272         // check mesh face
 273         const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 274         if ( !elem )
 275           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 276         if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 277           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 278
 279         // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 280
 281         // add three nodes of triangle
 282         bool hasDegen = false;
 283         for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 284         {
 285           const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 286           const int shapeID = node->getshapeId();
 287           if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 288                helper.IsDegenShape( shapeID ))
 289           {
 290             // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 291             TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 292             node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 293             hasDegen = true;
 294           }
 295           int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 296           if ( ngID == invalid_ID )
 297           {
 298             ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 299             Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 300             Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 301             Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 302             Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 303           }
 304           Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 305         }
 306         // add triangle
 307         if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 308                           Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 309                           Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 310           continue;
 311
 312         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 313
 314         if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 315         {
 316           swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 317           Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 318         }
 319       } // loop on elements on a face
 320     } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 321
 322     // insert old nodes into nodeVec
 323     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 324     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 325     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 326       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 327     nodeToNetgenID.clear();
 328
 329     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 330     {
 331       netgen::OCCGeometry occgeo;
 332       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 333                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 334                                                    nodeVec,
 335                                                    internals);
 336     }
 337   }
 338
 339   // -------------------------
 340   // Generate the volume mesh
 341   // -------------------------
 342
 343   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, helper, nodeVec, Netgen_mesh));
 344 }
 345
 346 // namespace
 347 // {
 348 //   void limitVolumeSize( netgen::Mesh* ngMesh,
 349 //                         double        maxh )
 350 //   {
 351 //     // get average h of faces
 352 //     double faceh = 0;
 353 //     int nbh = 0;
 354 //     for (int i = 1; i <= ngMesh->GetNSE(); i++)
 355 //     {
 356 //       const netgen::Element2d& face = ngMesh->SurfaceElement(i);
 357 //       for (int j=1; j <= face.GetNP(); ++j)
 358 //       {
 359 //         const netgen::PointIndex & i1 = face.PNumMod(j);
 360 //         const netgen::PointIndex & i2 = face.PNumMod(j+1);
 361 //         if ( i1 < i2 )
 362 //         {
 363 //           const netgen::Point3d & p1 = ngMesh->Point( i1 );
 364 //           const netgen::Point3d & p2 = ngMesh->Point( i2 );
 365 //           faceh += netgen::Dist2( p1, p2 );
 366 //           nbh++;
 367 //         }
 368 //       }
 369 //     }
 370 //     faceh = Sqrt( faceh / nbh );
 371
 372 //     double compareh;
 373 //     if      ( faceh < 0.5 * maxh ) compareh = -1;
 374 //     else if ( faceh > 1.5 * maxh ) compareh = 1;
 375 //     else                           compareh = 0;
 376 //     // cerr << "faceh " << faceh << endl;
 377 //     // cerr << "init maxh " << maxh << endl;
 378 //     // cerr << "compareh " << compareh << endl;
 379
 380 //     if ( compareh > 0 )
 381 //       maxh *= 1.2;
 382 //     else
 383 //       maxh *= 0.8;
 384 //     // cerr << "maxh " << maxh << endl;
 385
 386 //     // get bnd box
 387 //     netgen::Point3d pmin, pmax;
 388 //     ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 389 //     const double dx = pmax.X() - pmin.X();
 390 //     const double dy = pmax.Y() - pmin.Y();
 391 //     const double dz = pmax.Z() - pmin.Z();
 392
 393 //     if ( ! & ngMesh->LocalHFunction() )
 394 //       ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, compareh <= 0 ? 0.1 : 0.5 );
 395
 396 //     // adjusted by SALOME_TESTS/Grids/smesh/bugs_08/I8
 397 //     const int nbX = Max( 2, int( dx / maxh * 2 ));
 398 //     const int nbY = Max( 2, int( dy / maxh * 2 ));
 399 //     const int nbZ = Max( 2, int( dz / maxh * 2 ));
 400
 401 //     netgen::Point3d p;
 402 //     for ( int i = 0; i <= nbX; ++i )
 403 //     {
 404 //       p.X() = pmin.X() +  i * dx / nbX;
 405 //       for ( int j = 0; j <= nbY; ++j )
 406 //       {
 407 //         p.Y() = pmin.Y() +  j * dy / nbY;
 408 //         for ( int k = 0; k <= nbZ; ++k )
 409 //         {
 410 //           p.Z() = pmin.Z() +  k * dz / nbZ;
 411 //           ngMesh->RestrictLocalH( p, maxh );
 412 //         }
 413 //       }
 414 //     }
 415 //   }
 416 // }
 417
 418 //================================================================================
 419 /*!
 420  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 421  */
 422 //================================================================================
 423
 424 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 425                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 426                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 427                                      Ng_Mesh *                       Netgen_mesh)
 428 {
 429   netgen::multithread.terminate = 0;
 430
 431   netgen::Mesh* ngMesh = (netgen::Mesh*)Netgen_mesh;
 432   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 433
 434 #ifndef NETGEN_V5
 435   char *optstr = 0;
 436 #endif
 437   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 438   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 439   int err = 1;
 440
 441   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 442   netgen::OCCGeometry occgeo;
 443
 444   if ( _hypParameters )
 445   {
 446     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 447
 448     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 449          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 450     {
 451       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 452       {
 453         netgen::Point3d pmin, pmax;
 454         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 455         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 456       }
 457       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 458
 459       try {
 460         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 461       } catch (netgen::NgException & ex) {
 462         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 463       }
 464     }
 465     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 466       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 467   }
 468   else if ( _hypMaxElementVolume )
 469   {
 470     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 471     // limitVolumeSize( ngMesh, netgen::mparam.maxh ); // result is unpredictable
 472   }
 473   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 474   {
 475     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 476     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 477   }
 478   else
 479   {
 480     netgen::Point3d pmin, pmax;
 481     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 482     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 483   }
 484
 485   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 486   {
 487     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 488   }
 489
 490   try
 491   {
 492     OCC_CATCH_SIGNALS;
 493
 494 #ifdef NETGEN_V5
 495     ngMesh->CalcLocalH(netgen::mparam.grading);
 496     err = netgen::OCCGenerateMesh(occgeo, ngMesh, netgen::mparam, startWith, endWith);
 497 #else
 498     ngMesh->CalcLocalH();
 499     err = netgen::OCCGenerateMesh(occgeo, ngMesh, startWith, endWith, optstr);
 500 #endif
 501     if(netgen::multithread.terminate)
 502       return false;
 503     if ( err )
 504       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 505   }
 506   catch (Standard_Failure& ex)
 507   {
 508     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 509     str << " at " << netgen::multithread.task
 510         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 511     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 512       str << ": " << ex.GetMessageString();
 513     error(str);
 514   }
 515   catch (netgen::NgException exc)
 516   {
 517     SMESH_Comment str("NgException");
 518     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 519       str << " at " << netgen::multithread.task;
 520     str << ": " << exc.What();
 521     error(str);
 522   }
 523   catch (...)
 524   {
 525     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 526     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 527       str << " at " << netgen::multithread.task;
 528     error(str);
 529   }
 530
 531   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 532   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 533
 534   MESSAGE("End of Volume Mesh Generation. err=" << err <<
 535           ", nb new nodes: " << Netgen_NbOfNodesNew - Netgen_NbOfNodes <<
 536           ", nb tetra: " << Netgen_NbOfTetra);
 537
 538   // -------------------------------------------------------------------
 539   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 540   // -------------------------------------------------------------------
 541
 542   if ( err )
 543   {
 544     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 545     if ( ce && !ce->myBadElements.empty() )
 546       error( ce );
 547   }
 548
 549   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 550   if ( isOK )
 551   {
 552     double Netgen_point[3];
 553     int    Netgen_tetrahedron[4];
 554
 555     // create and insert new nodes into nodeVec
 556     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 557     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 558     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 559     {
 560       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 561       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 562     }
 563
 564     // create tetrahedrons
 565     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 566     {
 567       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 568       try
 569       {
 570         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 571                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 572                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 573                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 574       }
 575       catch (...)
 576       {
 577       }
 578     }
 579   }
 580
 581   return !err;
 582 }
 583
 584 //================================================================================
 585 /*!
 586  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 587  */
 588 //================================================================================
 589
 590 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 591                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 592 {
 593   const int invalid_ID = -1;
 594
 595   netgen::multithread.terminate = 0;
 596   _progressByTic = -1.;
 597
 598   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 599   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 600     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 601                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 602
 603   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 604
 605   // ---------------------------------
 606   // Feed the Netgen with surface mesh
 607   // ---------------------------------
 608
 609   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 610   double Netgen_point[3];
 611   int Netgen_triangle[3];
 612
 613   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 614   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib._ngMesh;
 615
 616   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 617   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 618   {
 619     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 620     Adaptor->Compute(aMesh);
 621     proxyMesh.reset( Adaptor );
 622   }
 623
 624   // maps nodes to ng ID
 625   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 626   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 627   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 628
 629   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 630   while( fIt->more())
 631   {
 632     // check element
 633     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 634     if ( !elem )
 635       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 636     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 637       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 638
 639     // add three nodes of triangle
 640     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 641     {
 642       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 643       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 644       if ( ngID == invalid_ID )
 645       {
 646         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 647         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 648         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 649         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 650         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 651       }
 652       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 653     }
 654     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 655   }
 656   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 657
 658   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 659   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 660   // insert old nodes into nodeVec
 661   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 662   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 663     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 664   nodeToNetgenID.clear();
 665
 666   // -------------------------
 667   // Generate the volume mesh
 668   // -------------------------
 669
 670   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, Netgen_mesh));
 671 }
 672
 673 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 674 {
 675   SMESH_Algo::CancelCompute();
 676   netgen::multithread.terminate = 1;
 677 }
 678
 679 //================================================================================
 680 /*!
 681  * \brief Return Compute progress
 682  */
 683 //================================================================================
 684
 685 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 686 {
 687   double res;
 688   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 689   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 690   const double meshingRatio = 0.15;
 691   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 692
 693   if ( _progressByTic < 0. &&
 694        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 695          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 696   {
 697     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 698     //cout << netgen::multithread.task << " " <<_progressTic << "-" << netgen::multithread.percent << endl;
 699   }
 700   else // different otimizations
 701   {
 702     if ( _progressByTic < 0. )
 703       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 704     res = _progressByTic * _progressTic;
 705     //cout << netgen::multithread.task << " " << _progressTic << " " << res << endl;
 706   }
 707   return Min ( res, 0.98 );
 708 }
 709
 710 //=============================================================================
 711 /*!
 712  *
 713  */
 714 //=============================================================================
 715
 716 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 717                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 718                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 719 {
 720   int nbtri = 0, nbqua = 0;
 721   double fullArea = 0.0;
 722   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 723     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 724     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 725     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 726     if( anIt==aResMap.end() ) {
 727       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 728       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 729       return false;
 730     }
 731     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 732     nbtri += Max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 733     nbqua += Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 734     GProp_GProps G;
 735     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 736     double anArea = G.Mass();
 737     fullArea += anArea;
 738   }
 739
 740   // collect info from edges
 741   int nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 742   bool IsQuadratic = false;
 743   bool IsFirst = true;
 744   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 745   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 746     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 747     if( tmpMap.Contains(E) )
 748       continue;
 749     tmpMap.Add(E);
 750     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 751     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 752     if( anIt==aResMap.end() ) {
 753       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 754       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 755                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 756       return false;
 757     }
 758     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 759     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 760     nb1d_e += Max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 761     if(IsFirst) {
 762       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 763       IsFirst = false;
 764     }
 765   }
 766   tmpMap.Clear();
 767
 768   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 769   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 770   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 771
 772   GProp_GProps G;
 773   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 774   double aVolume = G.Mass();
 775   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 776   double CoeffQuality = 0.9;
 777   int nbVols = int( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
 778   int nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
 779   int nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
 780   std::vector<int> aVec(SMDSEntity_Last);
 781   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
 782   if( IsQuadratic ) {
 783     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
 784     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 785     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
 786   }
 787   else {
 788     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
 789     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 790     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
 791   }
 792   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 793   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
 794
 795   return true;
 796 }
 797
 798