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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   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
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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 // TODO: remove use of netgen_param
  36 #include "NETGENPlugin_DriverParam.hxx"
  37
  38 #include <SMDS_MeshElement.hxx>
  39 #include <SMDS_MeshNode.hxx>
  40 #include <SMESHDS_Mesh.hxx>
  41 #include <SMESH_Comment.hxx>
  42 #include <SMESH_ControlsDef.hxx>
  43 #include <SMESH_Gen.hxx>
  44 #include <SMESH_Mesh.hxx>
  45 #include <SMESH_MeshEditor.hxx>
  46 #include <SMESH_MesherHelper.hxx>
  47 #include <SMESH_subMesh.hxx>
  48 #include <StdMeshers_MaxElementVolume.hxx>
  49 #include <StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.hxx>
  50 #include <StdMeshers_ViscousLayers.hxx>
  51 #include <SMESH_subMesh.hxx>
  52
  53
  54 #include <BRepGProp.hxx>
  55 #include <BRep_Tool.hxx>
  56 #include <GProp_GProps.hxx>
  57 #include <TopExp.hxx>
  58 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  59 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  60 #include <TopoDS.hxx>
  61
  62 #include <Standard_Failure.hxx>
  63 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  64
  65 #include <utilities.h>
  66
  67 #include <list>
  68 #include <vector>
  69 #include <map>
  70
  71 #include <cstdlib>
  72
  73 /*
  74   Netgen include files
  75 */
  76
  77 #ifndef OCCGEOMETRY
  78 #define OCCGEOMETRY
  79 #endif
  80 #include <occgeom.hpp>
  81
  82 #ifdef NETGEN_V5
  83 #include <ngexception.hpp>
  84 #endif
  85 #ifdef NETGEN_V6
  86 #include <core/exception.hpp>
  87 #endif
  88
  89 namespace nglib {
  90 #include <nglib.h>
  91 }
  92 namespace netgen {
  93
  94   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  95   extern MeshingParameters mparam;
  96
  97   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  98   extern volatile multithreadt multithread;
  99 }
 100 using namespace nglib;
 101 using namespace std;
 102
 103 //=============================================================================
 104 /*!
 105  *
 106  */
 107 //=============================================================================
 108
 109 NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D(int hypId, SMESH_Gen* gen)
 110   : SMESH_3D_Algo(hypId, gen)
 111 {
 112   _name = "NETGEN_3D";
 113   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 114   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 115   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 116   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 117
 118   _maxElementVolume = 0.;
 119
 120   _hypMaxElementVolume = NULL;
 121   _hypParameters = NULL;
 122   _viscousLayersHyp = NULL;
 123
 124   _requireShape = false; // can work without shape
 125 }
 126
 127 //=============================================================================
 128 /*!
 129  *
 130  */
 131 //=============================================================================
 132
 133 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 134 {
 135 }
 136
 137 //=============================================================================
 138 /*!
 139  *
 140  */
 141 //=============================================================================
 142
 143 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 144                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 145                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 146 {
 147   _hypMaxElementVolume = NULL;
 148   _hypParameters = NULL;
 149   _viscousLayersHyp = NULL;
 150   _maxElementVolume = DBL_MAX;
 151
 152   // for correct work of GetProgress():
 153   //netgen::multithread.percent = 0.;
 154   //netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 155   _progressByTic = -1.;
 156
 157   list<const SMESHDS_Hypothesis*>::const_iterator itl;
 158   //const SMESHDS_Hypothesis* theHyp;
 159
 160   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 161     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 162   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 163   if ( h == hyps.end())
 164   {
 165     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 166     return true;  // can work with no hypothesis
 167   }
 168
 169   aStatus = HYP_OK;
 170   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 171   {
 172     if ( !_hypMaxElementVolume )
 173       _hypMaxElementVolume = dynamic_cast< const StdMeshers_MaxElementVolume*> ( *h );
 174     if ( !_viscousLayersHyp ) // several _viscousLayersHyp's allowed
 175       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 176     if ( ! _hypParameters )
 177       _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis*> ( *h );
 178
 179     if ( *h != _hypMaxElementVolume &&
 180          *h != _viscousLayersHyp &&
 181          *h != _hypParameters &&
 182          !dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*>(*h)) // several VL hyps allowed
 183       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 184   }
 185   if ( _hypMaxElementVolume && _hypParameters )
 186     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 187   else if ( aStatus == HYP_OK && _viscousLayersHyp )
 188     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 189
 190   if ( _hypMaxElementVolume )
 191     _maxElementVolume = _hypMaxElementVolume->GetMaxVolume();
 192
 193   return aStatus == HYP_OK;
 194 }
 195
 196
 197
 198 //=============================================================================
 199 /*!
 200  *Here we are going to use the NETGEN mesher
 201  */
 202 //=============================================================================
 203
 204 /**
 205  * @brief Get an iterator on the Surface element with their orientation
 206  *
 207  */
 208
 209 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::getSurfaceElements(
 210     SMESH_Mesh&         aMesh,
 211     const TopoDS_Shape& aShape,
 212     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh,
 213     NETGENPlugin_Internals &internals,
 214     SMESH_MesherHelper &helper,
 215     netgen_params &aParams,
 216     std::map<const SMDS_MeshElement*, tuple<bool, bool>>& listElements
 217 )
 218 {
 219   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 220   TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 221   bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 222
 223   for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 224   {
 225     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 226     int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 227     bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 228     bool isRev = false;
 229     if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 230           helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 231       // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 232       // so we use it as less as possible
 233       isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 234
 235     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 236     if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 237
 238     SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 239     if ( aParams._quadraticMesh &&
 240           dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 241     {
 242       // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 243       while ( iteratorElem->more() )
 244         helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 245
 246       iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 247     }
 248     while(iteratorElem->more()){
 249       const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 250       // check mesh face
 251       if ( !elem ){
 252         aParams._error = COMPERR_BAD_INPUT_MESH;
 253         aParams._comment = "Null element encounters";
 254         return true;
 255       }
 256       if ( elem->NbCornerNodes() != 3 ){
 257         aParams._error = COMPERR_BAD_INPUT_MESH;
 258         aParams._comment = "Not triangle element encounters";
 259         return true;
 260       }
 261       listElements[elem] = tuple(isRev, isInternalFace);
 262     }
 263   }
 264
 265   return false;
 266 }
 267
 268
 269 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeFillNgMesh(
 270   SMESH_Mesh&         aMesh,
 271   const TopoDS_Shape& aShape,
 272   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 273   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 274   SMESH_MesherHelper &helper,
 275   netgen_params &aParams,
 276   int &Netgen_NbOfNodes)
 277 {
 278   netgen::multithread.terminate = 0;
 279   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 280   aParams._progressByTic = -1.;
 281
 282   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 283
 284   aParams._quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 285   helper.SetElementsOnShape( true );
 286
 287   Netgen_NbOfNodes = 0;
 288   double Netgen_point[3];
 289   int Netgen_triangle[3];
 290
 291   Ng_Mesh * Netgen_mesh = (Ng_Mesh*)ngLib._ngMesh;
 292
 293   {
 294     const int invalid_ID = -1;
 295
 296     SMESH::Controls::Area areaControl;
 297     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 298
 299     // maps nodes to ng ID
 300     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 301     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 302     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 303
 304     // find internal shapes
 305     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 306
 307     // ---------------------------------
 308     // Feed the Netgen with surface mesh
 309     // ---------------------------------
 310     bool isRev=false;
 311     bool isInternalFace=false;
 312
 313     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 314     if ( aParams._viscousLayersHyp )
 315     {
 316       netgen::multithread.percent = 3;
 317       proxyMesh = aParams._viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 318       if ( !proxyMesh )
 319         return false;
 320     }
 321     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 322     {
 323       netgen::multithread.percent = 6;
 324       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 325       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 326       proxyMesh.reset( Adaptor );
 327     }
 328
 329     std::map<const SMDS_MeshElement*, tuple<bool, bool>> listElements;
 330     bool ret = getSurfaceElements(aMesh, aShape, proxyMesh, internals, helper, aParams, listElements);
 331     if(ret)
 332       return ret;
 333
 334     for ( auto const& [elem, info] : listElements ) // loop on elements on a geom face
 335     {
 336       isRev = get<0>(info);
 337       isInternalFace = get<1>(info);
 338       // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 339
 340       // add three nodes of triangle
 341       bool hasDegen = false;
 342       for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 343       {
 344         const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 345         const int shapeID = node->getshapeId();
 346         if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 347               helper.IsDegenShape( shapeID ))
 348         {
 349           // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 350           TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 351           node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 352           hasDegen = true;
 353         }
 354         int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 355         if ( ngID == invalid_ID )
 356         {
 357           ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 358           Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 359           Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 360           Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 361           Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 362         }
 363         Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 364       }
 365       // add triangle
 366       if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 367                         Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 368                         Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 369         continue;
 370
 371       Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 372
 373       if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 374       {
 375         swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 376         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 377       }
 378     } // loop on elements on a face
 379
 380     // insert old nodes into nodeVec
 381     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 382     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 383     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 384       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 385     nodeToNetgenID.clear();
 386
 387     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 388     {
 389       netgen::OCCGeometry occgeo;
 390       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 391                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 392                                                    nodeVec,
 393                                                    internals);
 394     }
 395   }
 396   Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 397   return false;
 398 }
 399
 400 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computePrepareParam(
 401   SMESH_Mesh&         aMesh,
 402   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 403   netgen::OCCGeometry &occgeo,
 404   SMESH_MesherHelper &helper,
 405   netgen_params &aParams,
 406   int &endWith)
 407
 408 {
 409   netgen::multithread.terminate = 0;
 410
 411   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 412
 413   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 414
 415
 416   if ( aParams._hypParameters )
 417   {
 418     aMesher.SetParameters( aParams._hypParameters );
 419
 420     if ( !aParams._hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 421          !aParams._hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 422     {
 423       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 424       {
 425         netgen::Point3d pmin, pmax;
 426         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 427         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, aParams._hypParameters->GetGrowthRate() );
 428       }
 429       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 430
 431       try {
 432         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 433       } catch (netgen::NgException & ex) {
 434         aParams._error = COMPERR_BAD_PARMETERS;
 435         aParams._comment = ex.What();
 436         return false;
 437       }
 438     }
 439     if ( !aParams._hypParameters->GetOptimize() )
 440       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 441   }
 442   else if ( aParams._hypMaxElementVolume )
 443   {
 444     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( aParams.maxElementVolume, 1/3. );
 445     // limitVolumeSize( ngMesh, mparam.maxh ); // result is unpredictable
 446   }
 447   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 448   {
 449     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 450     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 451   }
 452   else
 453   {
 454     netgen::Point3d pmin, pmax;
 455     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 456     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 457   }
 458
 459   if ( !aParams._hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 460   {
 461     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 462   }
 463   return false;
 464 }
 465
 466 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeRunMesher(
 467   netgen::OCCGeometry &occgeo,
 468   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 469   netgen::Mesh* ngMesh,
 470   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 471   netgen_params &aParams,
 472   int &startWith, int &endWith)
 473 {
 474   int err = 1;
 475
 476   try
 477   {
 478     OCC_CATCH_SIGNALS;
 479
 480     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 481     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 482
 483     if(netgen::multithread.terminate)
 484       return false;
 485     if ( err ){
 486       aParams._comment = SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task;
 487       return true;
 488     }
 489   }
 490   catch (Standard_Failure& ex)
 491   {
 492     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 493     str << " at " << netgen::multithread.task
 494         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 495     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 496       str << ": " << ex.GetMessageString();
 497     aParams._comment = str;
 498     return true;
 499   }
 500   catch (netgen::NgException& exc)
 501   {
 502     SMESH_Comment str("NgException");
 503     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 504       str << " at " << netgen::multithread.task;
 505     str << ": " << exc.What();
 506     aParams._comment = str;
 507     return true;
 508   }
 509   catch (...)
 510   {
 511     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 512     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 513       str << " at " << netgen::multithread.task;
 514     aParams._comment = str;
 515     return true;
 516   }
 517
 518   if ( err )
 519   {
 520     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 521     if ( ce && ce->HasBadElems() ){
 522       aParams._error = ce->myName;
 523       aParams._comment = ce->myComment;
 524       return true;
 525     }
 526   }
 527
 528   return false;
 529 }
 530
 531 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeFillMesh(
 532   vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 533   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 534   SMESH_MesherHelper &helper,
 535   int &Netgen_NbOfNodes
 536   )
 537 {
 538   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 539
 540   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 541   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 542
 543   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 544   if ( isOK )
 545   {
 546     double Netgen_point[3];
 547     int    Netgen_tetrahedron[4];
 548
 549     // create and insert new nodes into nodeVec
 550     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 551     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 552     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 553     {
 554       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 555       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 556     }
 557
 558     // create tetrahedrons
 559     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 560     {
 561       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 562       try
 563       {
 564         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 565                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 566                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 567                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 568       }
 569       catch (...)
 570       {
 571       }
 572     }
 573   }
 574   return false;
 575 }
 576
 577 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(
 578   SMESH_Mesh&         aMesh,
 579   const TopoDS_Shape& aShape)
 580 {
 581   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 582   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 583   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 584   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 585   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 586   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 587   int Netgen_NbOfNodes;
 588
 589   netgen_params aParams;
 590
 591   aParams._hypParameters = const_cast<NETGENPlugin_Hypothesis*>(_hypParameters);
 592   aParams._hypMaxElementVolume = const_cast<StdMeshers_MaxElementVolume*>(_hypMaxElementVolume);
 593   aParams.maxElementVolume = _maxElementVolume;
 594   aParams._progressByTic = _progressByTic;
 595   aParams._quadraticMesh = _quadraticMesh;
 596   aParams._viscousLayersHyp = const_cast<StdMeshers_ViscousLayers*>(_viscousLayersHyp);
 597
 598   bool ret;
 599   ret = computeFillNgMesh(aMesh, aShape, nodeVec, ngLib, helper, aParams, Netgen_NbOfNodes);
 600   if(ret)
 601     return error( aParams._error, aParams._comment);
 602
 603   netgen::OCCGeometry occgeo;
 604   computePrepareParam(aMesh, ngLib, occgeo, helper, aParams, endWith);
 605   ret = computeRunMesher(occgeo, nodeVec, ngLib._ngMesh, ngLib, aParams, startWith, endWith);
 606   if(ret){
 607     if(aParams._error)
 608       return error(aParams._error, aParams._comment);
 609
 610     error(aParams._comment);
 611     return true;
 612   }
 613   computeFillMesh(nodeVec, ngLib, helper, Netgen_NbOfNodes);
 614
 615   return false;
 616
 617 }
 618
 619 //================================================================================
 620 /*!
 621  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 622  */
 623 //================================================================================
 624
 625 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 626                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 627                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 628                                      NETGENPlugin_NetgenLibWrapper&  ngLib)
 629 {
 630   auto time0 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
 631
 632   netgen::multithread.terminate = 0;
 633
 634   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 635   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 636   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 637
 638   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 639   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 640   int err = 1;
 641
 642   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 643   netgen::OCCGeometry occgeo;
 644
 645   if ( _hypParameters )
 646   {
 647     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 648
 649     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 650          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 651     {
 652       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 653       {
 654         netgen::Point3d pmin, pmax;
 655         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 656         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 657       }
 658       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 659
 660       try {
 661         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 662       } catch (netgen::NgException & ex) {
 663         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 664       }
 665     }
 666     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 667       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 668   }
 669   else if ( _hypMaxElementVolume )
 670   {
 671     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 672     // limitVolumeSize( ngMesh, mparam.maxh ); // result is unpredictable
 673   }
 674   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 675   {
 676     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 677     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 678   }
 679   else
 680   {
 681     netgen::Point3d pmin, pmax;
 682     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 683     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 684   }
 685
 686   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 687   {
 688     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 689   }
 690
 691   try
 692   {
 693     OCC_CATCH_SIGNALS;
 694     auto time0 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
 695
 696     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 697     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 698
 699     if(netgen::multithread.terminate)
 700       return false;
 701     if ( err )
 702       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 703   }
 704   catch (Standard_Failure& ex)
 705   {
 706     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 707     str << " at " << netgen::multithread.task
 708         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 709     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 710       str << ": " << ex.GetMessageString();
 711     error(str);
 712   }
 713   catch (netgen::NgException& exc)
 714   {
 715     SMESH_Comment str("NgException");
 716     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 717       str << " at " << netgen::multithread.task;
 718     str << ": " << exc.What();
 719     error(str);
 720   }
 721   catch (...)
 722   {
 723     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 724     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 725       str << " at " << netgen::multithread.task;
 726     error(str);
 727   }
 728   auto time1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
 729   auto elapsed = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(time1-time0);
 730   std::cout << "Time for seq:compute: " << elapsed.count() * 1e-9 << std::endl;
 731
 732   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 733   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 734
 735   // -------------------------------------------------------------------
 736   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 737   // -------------------------------------------------------------------
 738
 739   if ( err )
 740   {
 741     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 742     if ( ce && ce->HasBadElems() )
 743       error( ce );
 744   }
 745
 746   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 747   if ( isOK )
 748   {
 749     double Netgen_point[3];
 750     int    Netgen_tetrahedron[4];
 751
 752     // create and insert new nodes into nodeVec
 753     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 754     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 755     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 756     {
 757       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 758       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 759     }
 760
 761     // create tetrahedrons
 762     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 763     {
 764       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 765       try
 766       {
 767         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 768                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 769                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 770                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 771       }
 772       catch (...)
 773       {
 774       }
 775     }
 776   }
 777   auto time2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
 778   elapsed = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(time2-time1);
 779   std::cout << "Time for seq:compute: " << elapsed.count() * 1e-9 << std::endl;
 780
 781
 782   return !err;
 783 }
 784
 785 //================================================================================
 786 /*!
 787  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 788  */
 789 //================================================================================
 790
 791 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 792                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 793 {
 794   const int invalid_ID = -1;
 795
 796   netgen::multithread.terminate = 0;
 797   _progressByTic = -1.;
 798
 799   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 800   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 801     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 802                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 803
 804   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 805
 806   // ---------------------------------
 807   // Feed the Netgen with surface mesh
 808   // ---------------------------------
 809
 810   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 811   double Netgen_point[3];
 812   int Netgen_triangle[3];
 813
 814   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 815   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 816
 817   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 818   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 819   {
 820     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 821     Adaptor->Compute(aMesh);
 822     proxyMesh.reset( Adaptor );
 823
 824     if ( aHelper->IsQuadraticMesh() )
 825     {
 826       SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 827       while( fIt->more())
 828         aHelper->AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( fIt->next() ));
 829     }
 830   }
 831
 832   // maps nodes to ng ID
 833   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 834   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 835   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 836
 837   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 838   while( fIt->more())
 839   {
 840     // check element
 841     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 842     if ( !elem )
 843       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 844     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 845       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 846
 847     // add three nodes of triangle
 848     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 849     {
 850       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 851       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 852       if ( ngID == invalid_ID )
 853       {
 854         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 855         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 856         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 857         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 858         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 859       }
 860       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 861     }
 862     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 863   }
 864   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 865
 866   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 867   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 868   // insert old nodes into nodeVec
 869   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 870   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 871     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 872   nodeToNetgenID.clear();
 873
 874   // -------------------------
 875   // Generate the volume mesh
 876   // -------------------------
 877
 878   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, ngLib ));
 879 }
 880
 881 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 882 {
 883   SMESH_Algo::CancelCompute();
 884   netgen::multithread.terminate = 1;
 885 }
 886
 887 //================================================================================
 888 /*!
 889  * \brief Return Compute progress
 890  */
 891 //================================================================================
 892
 893 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 894 {
 895   double res;
 896   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 897   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 898   const double meshingRatio = 0.15;
 899   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 900
 901   if ( _progressByTic < 0. &&
 902        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 903          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 904   {
 905     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 906     //cout << netgen::multithread.task << " " <<_progressTic << "-" << netgen::multithread.percent << endl;
 907   }
 908   else // different otimizations
 909   {
 910     if ( _progressByTic < 0. )
 911       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 912     res = _progressByTic * _progressTic;
 913     //cout << netgen::multithread.task << " " << _progressTic << " " << res << endl;
 914   }
 915   return Min ( res, 0.98 );
 916 }
 917
 918 //=============================================================================
 919 /*!
 920  *
 921  */
 922 //=============================================================================
 923
 924 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 925                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 926                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 927 {
 928   smIdType nbtri = 0, nbqua = 0;
 929   double fullArea = 0.0;
 930   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 931     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 932     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 933     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 934     if( anIt==aResMap.end() ) {
 935       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 936       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 937       return false;
 938     }
 939     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 940     nbtri += std::max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 941     nbqua += std::max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 942     GProp_GProps G;
 943     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 944     double anArea = G.Mass();
 945     fullArea += anArea;
 946   }
 947
 948   // collect info from edges
 949   smIdType nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 950   bool IsQuadratic = false;
 951   bool IsFirst = true;
 952   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 953   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 954     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 955     if( tmpMap.Contains(E) )
 956       continue;
 957     tmpMap.Add(E);
 958     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 959     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 960     if( anIt==aResMap.end() ) {
 961       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 962       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 963                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 964       return false;
 965     }
 966     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 967     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 968     nb1d_e += std::max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 969     if(IsFirst) {
 970       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 971       IsFirst = false;
 972     }
 973   }
 974   tmpMap.Clear();
 975
 976   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/double(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 977   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 978   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 979
 980   GProp_GProps G;
 981   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 982   double aVolume = G.Mass();
 983   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 984   double CoeffQuality = 0.9;
 985   smIdType nbVols = (smIdType)( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
 986   smIdType nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
 987   smIdType nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
 988   std::vector<smIdType> aVec(SMDSEntity_Last);
 989   for(smIdType i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
 990   if( IsQuadratic ) {
 991     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
 992     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 993     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
 994   }
 995   else {
 996     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
 997     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 998     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
 999   }
1000   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
1001   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
1002
1003   return true;
1004 }
1005
1006