src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote.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
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  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
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  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_Remote.cxx
  25 // Created   : lundi 19 Septembre 2022
  26 // Author    : Yoann AUDOUIN (CEA)
  27 // Project   : SALOME
  28 //=============================================================================
  29 //
  30 //
  31 #include "NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote.hxx"
  32
  33 #include "NETGENPlugin_NETGEN_3D.hxx"
  34
  35 #include "NETGENPlugin_DriverParam.hxx"
  36 #include "NETGENPlugin_Hypothesis.hxx"
  37
  38 #include "Utils_SALOME_Exception.hxx"
  39
  40 #include <SMESH_Gen.hxx>
  41 #include <SMESH_Mesh.hxx>
  42 #include <SMESH_MesherHelper.hxx>
  43 #include <SMESH_DriverShape.hxx>
  44 #include <SMESH_DriverMesh.hxx>
  45 #include <SMESHDS_Mesh.hxx>
  46 #include <SMESH_MeshLocker.hxx>
  47
  48 #include <QString>
  49 #include <QProcess>
  50
  51 #ifdef WIN32
  52 #include <filesystem>
  53 namespace fs = std::filesystem;
  54 #else
  55 #include <boost/filesystem.hpp>
  56 namespace fs = boost::filesystem;
  57 #endif
  58
  59 /*
  60   Netgen include files
  61 */
  62
  63 #ifndef OCCGEOMETRY
  64 #define OCCGEOMETRY
  65 #endif
  66 #include <occgeom.hpp>
  67
  68 #ifdef NETGEN_V5
  69 #include <ngexception.hpp>
  70 #endif
  71 #ifdef NETGEN_V6
  72 #include <core/exception.hpp>
  73 #endif
  74
  75 namespace nglib {
  76 #include <nglib.h>
  77 }
  78 namespace netgen {
  79
  80   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  81   extern MeshingParameters mparam;
  82
  83   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  84   extern volatile multithreadt multithread;
  85 }
  86 using namespace nglib;
  87
  88 //=============================================================================
  89 /*!
  90  * Constructor
  91  */
  92 //=============================================================================
  93
  94 NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote::NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote(int hypId, SMESH_Gen * gen)
  95   : NETGENPlugin_NETGEN_3D(hypId, gen)
  96 {
  97   _name = "NETGEN_3D_Remote";
  98 }
  99
 100 //=============================================================================
 101 /*!
 102  * Destructor
 103  */
 104 //=============================================================================
 105
 106 NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote::~NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote()
 107 {
 108 }
 109
 110 /**
 111  * @brief Fill the structure netgen_param with the information from the hypothesis
 112  *
 113  * @param hyp the hypothesis
 114  * @param aParams the netgen_param structure
 115  */
 116 void NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote::fillParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis* hyp, netgen_params &aParams)
 117 {
 118   aParams.maxh               = hyp->GetMaxSize();
 119   aParams.minh               = hyp->GetMinSize();
 120   aParams.segmentsperedge    = hyp->GetNbSegPerEdge();
 121   aParams.grading            = hyp->GetGrowthRate();
 122   aParams.curvaturesafety    = hyp->GetNbSegPerRadius();
 123   aParams.secondorder        = hyp->GetSecondOrder() ? 1 : 0;
 124   aParams.quad               = hyp->GetQuadAllowed() ? 1 : 0;
 125   aParams.optimize           = hyp->GetOptimize();
 126   aParams.fineness           = hyp->GetFineness();
 127   aParams.uselocalh          = hyp->GetSurfaceCurvature();
 128   aParams.merge_solids       = hyp->GetFuseEdges();
 129   aParams.chordalError       = hyp->GetChordalErrorEnabled() ? hyp->GetChordalError() : -1.;
 130   aParams.optsteps2d         = aParams.optimize ? hyp->GetNbSurfOptSteps() : 0;
 131   aParams.optsteps3d         = aParams.optimize ? hyp->GetNbVolOptSteps()  : 0;
 132   aParams.elsizeweight       = hyp->GetElemSizeWeight();
 133   aParams.opterrpow          = hyp->GetWorstElemMeasure();
 134   aParams.delaunay           = hyp->GetUseDelauney();
 135   aParams.checkoverlap       = hyp->GetCheckOverlapping();
 136   aParams.checkchartboundary = hyp->GetCheckChartBoundary();
 137 #ifdef NETGEN_V6
 138   // std::string
 139   aParams.meshsizefilename = hyp->GetMeshSizeFile();
 140   aParams.closeedgefac = 2;
 141   aParams.nbThreads = hyp->GetNbThreads();
 142 #else
 143   // const char*
 144   aParams.meshsizefilename = hyp->GetMeshSizeFile();
 145   aParams.closeedgefac = 0;
 146 #endif
 147 }
 148
 149 //
 150
 151 /**
 152  * @brief write in a binary file the orientation for each surface element of the mesh
 153  *
 154  * @param aMesh The mesh
 155  * @param aShape the shape associated to the mesh
 156  * @param output_file name of the binary file
 157  */
 158 void NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote::exportElementOrientation(SMESH_Mesh& aMesh,
 159                                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 160                                                       const std::string output_file)
 161 {
 162   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 163   NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 164   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 165   std::map<vtkIdType, bool> elemOrientation;
 166
 167   for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 168   {
 169     const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 170     int faceID = aMesh.GetMeshDS()->ShapeToIndex( aShapeFace );
 171     bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 172     bool isRev = false;
 173     if ( !isInternalFace &&
 174           helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 175       // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 176       // so we use it as less as possible
 177       isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 178
 179     const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 180     if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 181
 182     SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 183     if ( _quadraticMesh &&
 184           dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 185     {
 186       // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 187       while ( iteratorElem->more() )
 188         helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 189
 190       iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 191     }
 192     while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 193     {
 194       // check mesh face
 195       const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 196       if ( !elem )
 197         error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 198       if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 199         error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 200       elemOrientation[elem->GetID()] = isRev;
 201     } // loop on elements on a face
 202   } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 203
 204   {
 205     std::ofstream df(output_file, ios::out|ios::binary);
 206     int size=elemOrientation.size();
 207
 208     df.write((char*)&size, sizeof(int));
 209     for(auto const& [id, orient]:elemOrientation){
 210       df.write((char*)&id, sizeof(vtkIdType));
 211       df.write((char*)&orient, sizeof(bool));
 212     }
 213   }
 214 }
 215
 216 /**
 217  * @brief Compute mesh associate to shape
 218  *
 219  * @param aMesh The mesh
 220  * @param aShape The shape
 221  * @return true fi there are some error
 222  */
 223 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 224                                            const TopoDS_Shape& aShape)
 225 {
 226   {
 227     SMESH_MeshLocker myLocker(&aMesh);
 228     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status hypStatus;
 229     NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis(aMesh, aShape, hypStatus);
 230   }
 231
 232
 233   // Temporary folder for run
 234 #ifdef WIN32
 235   fs::path tmp_folder = aMesh.tmp_folder / fs::path("Volume-%%%%-%%%%");
 236 #else
 237   fs::path tmp_folder = aMesh.tmp_folder / fs::unique_path(fs::path("Volume-%%%%-%%%%"));
 238 #endif
 239   fs::create_directories(tmp_folder);
 240   // Using MESH2D generated after all triangles where created.
 241   fs::path mesh_file=aMesh.tmp_folder / fs::path("Mesh2D.med");
 242   fs::path element_orientation_file=tmp_folder / fs::path("element_orientation.dat");
 243   fs::path new_element_file=tmp_folder / fs::path("new_elements.dat");
 244   fs::path tmp_mesh_file=tmp_folder / fs::path("tmp_mesh.med");
 245   // Not used kept for debug
 246   //fs::path output_mesh_file=tmp_folder / fs::path("output_mesh.med");
 247   fs::path shape_file=tmp_folder / fs::path("shape.brep");
 248   fs::path param_file=tmp_folder / fs::path("netgen3d_param.txt");
 249   fs::path log_file=tmp_folder / fs::path("run.log");
 250   fs::path cmd_file=tmp_folder / fs::path("cmd.log");
 251   std::string mesh_name = "MESH";
 252
 253   {
 254     SMESH_MeshLocker myLocker(&aMesh);
 255     //Writing Shape
 256     SMESH_DriverShape::exportShape(shape_file.string(), aShape);
 257
 258     //Writing hypo
 259     netgen_params aParams;
 260     fillParameters(_hypParameters, aParams);
 261
 262     exportNetgenParams(param_file.string(), aParams);
 263
 264     // Exporting element orientation
 265     exportElementOrientation(aMesh, aShape, element_orientation_file.string());
 266   }
 267
 268   // Calling run_mesher
 269   std::string cmd;
 270   fs::path run_mesher_exe =
 271     fs::path(std::getenv("NETGENPLUGIN_ROOT_DIR"))/
 272     fs::path("bin")/
 273     fs::path("salome")/
 274 #ifdef WIN32
 275     fs::path("NETGENPlugin_Runner.exe");
 276 #else
 277     fs::path("NETGENPlugin_Runner");
 278 #endif
 279
 280   cmd = run_mesher_exe.string() +
 281                   " NETGEN3D " + mesh_file.string() + " "
 282                                + shape_file.string() + " "
 283                                + param_file.string() + " "
 284                                + element_orientation_file.string() + " "
 285                                + new_element_file.string() + " "
 286                                + "NONE";
 287   // Writing command in log
 288   {
 289     std::ofstream flog(cmd_file.string());
 290     flog << cmd << endl;
 291     flog << endl;
 292   }
 293   MESSAGE("Running command: ");
 294   MESSAGE(cmd);
 295
 296
 297   // Building arguments for QProcess
 298   QString program = run_mesher_exe.string().c_str();
 299   QStringList arguments;
 300   arguments << "NETGEN3D";
 301   arguments << mesh_file.string().c_str();
 302   arguments << shape_file.string().c_str();
 303   arguments << param_file.string().c_str();
 304   arguments << element_orientation_file.string().c_str();
 305   arguments << new_element_file.string().c_str();
 306   arguments << "NONE";
 307   QString out_file = log_file.string().c_str();
 308   QProcess myProcess;
 309   myProcess.setStandardOutputFile(out_file);
 310
 311   myProcess.start(program, arguments);
 312   // Waiting for process to finish (argument -1 make it wait until the end of
 313   // the process otherwise it just waits 30 seconds)
 314   myProcess.waitForFinished(-1);
 315   int ret = myProcess.exitStatus();
 316
 317   if(ret != 0){
 318     // Run crahed
 319     std::string msg = "Issue with command: \n";
 320     msg += "See log for more details: " + log_file.string() + "\n";
 321     msg += cmd + "\n";
 322     throw SALOME_Exception(msg);
 323   }
 324
 325   {
 326     SMESH_MeshLocker myLocker(&aMesh);
 327     std::ifstream df(new_element_file.string(), ios::binary);
 328
 329     int Netgen_NbOfNodes;
 330     int Netgen_NbOfNodesNew;
 331     int Netgen_NbOfTetra;
 332     double Netgen_point[3];
 333     int    Netgen_tetrahedron[4];
 334     int nodeID;
 335
 336     SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 337     // This function is mandatory for setElementsOnShape to work
 338     helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 339     helper.SetElementsOnShape( true );
 340
 341     // Number of nodes in intial mesh
 342     df.read((char*) &Netgen_NbOfNodes, sizeof(int));
 343     // Number of nodes added by netgen
 344     df.read((char*) &Netgen_NbOfNodesNew, sizeof(int));
 345
 346     // Filling nodevec (correspondence netgen numbering mesh numbering)
 347     vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( Netgen_NbOfNodesNew + 1 );
 348     //vector<int> nodeTmpVec ( Netgen_NbOfNodesNew + 1 );
 349     SMESHDS_Mesh * meshDS = helper.GetMeshDS();
 350     for (int nodeIndex = 1 ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodes; ++nodeIndex )
 351     {
 352       //Id of the point
 353       df.read((char*) &nodeID, sizeof(int));
 354       nodeVec.at(nodeIndex) = meshDS->FindNode(nodeID);
 355     }
 356
 357     // Add new points and update nodeVec
 358     for (int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes +1 ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 359     {
 360       df.read((char *) &Netgen_point, sizeof(double)*3);
 361
 362       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0],
 363                                  Netgen_point[1],
 364                                  Netgen_point[2]);
 365     }
 366
 367     // Add tetrahedrons
 368     df.read((char*) &Netgen_NbOfTetra, sizeof(int));
 369
 370     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 371     {
 372       df.read((char*) &Netgen_tetrahedron, sizeof(int)*4);
 373       helper.AddVolume(
 374                     nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 375                     nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 376                     nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 377                     nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 378     }
 379   }
 380
 381   return true;
 382 }
 383
 384 /**
 385  * @brief Assign submeshes to compute
 386  *
 387  * @param aSubMesh submesh to add
 388  */
 389 void NETGENPlugin_NETGEN_3D_Remote::setSubMeshesToCompute(SMESH_subMesh * aSubMesh)
 390 {
 391   SMESH_MeshLocker myLocker(aSubMesh->GetFather());
 392   SMESH_Algo::setSubMeshesToCompute(aSubMesh);
 393 }