src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA.cxx

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   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
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  18 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22
  23 //=============================================================================
  24 // File      : NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA.cxx
  25 // Created   : lundi 19 Septembre 2022
  26 // Author    : Yoann AUDOUIN (CEA)
  27 // Project   : SALOME
  28 //=============================================================================
  29 //
  30 //
  31 #include "NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA.hxx"
  32
  33 #include "NETGENPlugin_DriverParam.hxx"
  34 #include "NETGENPlugin_Hypothesis.hxx"
  35 #include "StdMeshers_MaxElementVolume.hxx"
  36
  37 #include <SMESH_Gen.hxx>
  38 #include <SMESH_Mesh.hxx>
  39 #include <SMESH_MesherHelper.hxx>
  40 #include <SMESH_DriverShape.hxx>
  41 #include <SMESH_DriverMesh.hxx>
  42 #include <SMESHDS_Mesh.hxx>
  43
  44
  45 #include <boost/filesystem.hpp>
  46 namespace fs = boost::filesystem;
  47
  48 /*
  49   Netgen include files
  50 */
  51
  52 #ifndef OCCGEOMETRY
  53 #define OCCGEOMETRY
  54 #endif
  55 #include <occgeom.hpp>
  56
  57 #ifdef NETGEN_V5
  58 #include <ngexception.hpp>
  59 #endif
  60 #ifdef NETGEN_V6
  61 #include <core/exception.hpp>
  62 #endif
  63
  64 namespace nglib {
  65 #include <nglib.h>
  66 }
  67 namespace netgen {
  68
  69   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  70   extern MeshingParameters mparam;
  71
  72   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  73   extern volatile multithreadt multithread;
  74 }
  75 using namespace nglib;
  76
  77 //=============================================================================
  78 /*!
  79  *
  80  */
  81 //=============================================================================
  82
  83 NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA::NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA()
  84   : NETGENPlugin_NETGEN_3D(0, _gen=new SMESH_Gen())
  85 {
  86   _name = "NETGEN_3D_SA";
  87 }
  88
  89 //=============================================================================
  90 /*!
  91  *
  92  */
  93 //=============================================================================
  94
  95 NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA::~NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA()
  96 {
  97   if(_gen)
  98     delete _gen;
  99 }
 100
 101
 102 /*
 103  *
 104  */
 105
 106 void NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA::fillHyp(netgen_params aParams, SMESH_Gen* gen)
 107 {
 108   if(aParams.has_netgen_param){
 109     NETGENPlugin_Hypothesis * hypParameters = new NETGENPlugin_Hypothesis(0, gen);
 110
 111     hypParameters->SetMaxSize(aParams.maxh);
 112     hypParameters->SetMinSize(aParams.minh);
 113     hypParameters->SetNbSegPerEdge(aParams.segmentsperedge);
 114     hypParameters->SetGrowthRate(aParams.grading);
 115     hypParameters->SetNbSegPerRadius(aParams.curvaturesafety);
 116     hypParameters->SetSecondOrder(aParams.secondorder);
 117     hypParameters->SetQuadAllowed(aParams.quad);
 118     hypParameters->SetOptimize(aParams.optimize);
 119     hypParameters->SetFineness((NETGENPlugin_Hypothesis::Fineness)aParams.fineness);
 120     hypParameters->SetSurfaceCurvature(aParams.uselocalh);
 121     hypParameters->SetFuseEdges(aParams.merge_solids);
 122     hypParameters->SetChordalErrorEnabled(aParams.chordalError);
 123     if(aParams.optimize){
 124       hypParameters->SetNbSurfOptSteps(aParams.optsteps2d);
 125       hypParameters->SetNbVolOptSteps(aParams.optsteps3d);
 126     }
 127     hypParameters->SetElemSizeWeight(aParams.elsizeweight);
 128     hypParameters->SetWorstElemMeasure(aParams.opterrpow);
 129     hypParameters->SetUseDelauney(aParams.delaunay);
 130     hypParameters->SetCheckOverlapping(aParams.checkoverlap);
 131     hypParameters->SetCheckChartBoundary(aParams.checkchartboundary);
 132     hypParameters->SetMeshSizeFile(aParams.meshsizefilename);
 133
 134     _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis *> (hypParameters);
 135   }
 136   if(aParams.has_maxelementvolume_hyp){
 137     _hypMaxElementVolume = new StdMeshers_MaxElementVolume(1, gen);
 138     _maxElementVolume = aParams.maxElementVolume;
 139   }
 140   // TODO: Handle viscous layer
 141 }
 142
 143 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA::computeFillNewElementFile(
 144     std::vector< const SMDS_MeshNode* > &nodeVec,
 145     NETGENPlugin_NetgenLibWrapper &ngLib,
 146     std::string new_element_file,
 147     int &Netgen_NbOfNodes
 148 )
 149 {
 150   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 151
 152   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 153   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 154
 155   bool isOK = ( Netgen_NbOfTetra > 0 );
 156   if ( isOK && !new_element_file.empty() )
 157   {
 158     std::ofstream df(new_element_file, ios::out|ios::binary);
 159
 160     double Netgen_point[3];
 161     int    Netgen_tetrahedron[4];
 162
 163     // Writing nodevec (correspondence netgen numbering mesh numbering)
 164     // Number of nodes
 165     df.write((char*) &Netgen_NbOfNodes, sizeof(int));
 166     df.write((char*) &Netgen_NbOfNodesNew, sizeof(int));
 167     for (int nodeIndex = 1 ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodes; ++nodeIndex )
 168     {
 169       //Id of the point
 170       int id = nodeVec.at(nodeIndex)->GetID();
 171       df.write((char*) &id, sizeof(int));
 172     }
 173
 174     // Writing info on new points
 175     for (int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes +1 ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 176     {
 177       Ng_GetPoint(Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 178       // Coordinates of the point
 179       df.write((char *) &Netgen_point, sizeof(double)*3);
 180     }
 181
 182     // create tetrahedrons
 183     df.write((char*) &Netgen_NbOfTetra, sizeof(int));
 184     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 185     {
 186       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 187       df.write((char*) &Netgen_tetrahedron, sizeof(int)*4);
 188     }
 189   }
 190   return false;
 191 }
 192
 193
 194 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA::Compute(TopoDS_Shape &aShape, SMESH_Mesh& aMesh, netgen_params& aParams,
 195                      std::string new_element_file, bool output_mesh)
 196 {
 197   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 198   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 199   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 200   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 201   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 202   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 203   int Netgen_NbOfNodes=0;
 204
 205   NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeFillNgMesh(aMesh, aShape, nodeVec, ngLib, helper, Netgen_NbOfNodes);
 206
 207   netgen::OCCGeometry occgeo;
 208   NETGENPlugin_NETGEN_3D::computePrepareParam(aMesh, ngLib, occgeo, helper, endWith);
 209
 210   NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeRunMesher(occgeo, nodeVec, ngLib._ngMesh, ngLib, startWith, endWith);
 211
 212   computeFillNewElementFile(nodeVec, ngLib, new_element_file, Netgen_NbOfNodes);
 213
 214   if(output_mesh)
 215     NETGENPlugin_NETGEN_3D::computeFillMesh(nodeVec, ngLib, helper, Netgen_NbOfNodes);
 216
 217   return false;
 218 }
 219
 220 int NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA::run(const std::string input_mesh_file,
 221           const std::string shape_file,
 222           const std::string hypo_file,
 223           const std::string element_orientation_file,
 224           const std::string new_element_file,
 225           const std::string output_mesh_file,
 226           int nbThreads)
 227 {
 228
 229   _element_orientation_file = element_orientation_file;
 230   // Importing mesh
 231   SMESH_Gen gen;
 232
 233   std::unique_ptr<SMESH_Mesh> myMesh(gen.CreateMesh(false));
 234
 235   importMesh(input_mesh_file, *myMesh);
 236
 237   // Importing shape
 238   TopoDS_Shape myShape;
 239   importShape(shape_file, myShape);
 240
 241   // Importing hypothesis
 242   netgen_params myParams;
 243
 244   importNetgenParams(hypo_file, myParams);
 245   fillHyp(myParams, &gen);
 246   // Setting number of threads for netgen
 247   myParams.nbThreads = nbThreads;
 248
 249   MESSAGE("Meshing with netgen3d");
 250   int ret = Compute(myShape, *myMesh, myParams,
 251                       new_element_file,
 252                       !output_mesh_file.empty());
 253
 254
 255   if(ret){
 256     std::cerr << "Meshing failed" << std::endl;
 257     return ret;
 258   }
 259
 260   if(!output_mesh_file.empty()){
 261     std::string meshName = "MESH";
 262     exportMesh(output_mesh_file, *myMesh, meshName);
 263   }
 264
 265   return ret;
 266 }
 267
 268
 269 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D_SA::getSurfaceElements(
 270     SMESH_Mesh&         aMesh,
 271     const TopoDS_Shape& aShape,
 272     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh,
 273     NETGENPlugin_Internals &internals,
 274     SMESH_MesherHelper &helper,
 275     std::map<const SMDS_MeshElement*, tuple<bool, bool>>& listElements
 276     )
 277 {
 278   // To remove compilation warnings
 279   (void) aShape;
 280   (void) proxyMesh;
 281   (void) internals;
 282   (void) helper;
 283   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 284
 285   // Get list of elements + their orientation from element_orientation file
 286   std::map<vtkIdType, bool> elemOrientation;
 287   {
 288     // Setting all element orientation to false if there no element orientation file
 289     if(_element_orientation_file.empty()){
 290       MESSAGE("No element orientation file");
 291
 292       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = meshDS->elementsIterator(SMDSAbs_Face);
 293       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 294         {
 295           // check mesh face
 296           const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 297           elemOrientation[elem->GetID()] = false;
 298         }
 299     } else {
 300       MESSAGE("Reading from elements from file: " << _element_orientation_file);
 301       std::ifstream df(_element_orientation_file, ios::binary|ios::in);
 302       int nbElement;
 303       bool orient;
 304
 305       // Warning of the use of vtkIdType (I had issue when run_mesher was compiled with internal vtk) and salome not
 306       // Sizeof was the same but how he othered the type was different
 307       // Maybe using another type (uint64_t) instead would be better
 308       vtkIdType id;
 309       df.read((char*)&nbElement, sizeof(int));
 310
 311       for(int ielem=0;ielem<nbElement;++ielem){
 312         df.read((char*) &id, sizeof(vtkIdType));
 313         df.read((char*) &orient, sizeof(bool));
 314         elemOrientation[id] = orient;
 315       }
 316     }
 317   }
 318
 319   // Adding elements from Mesh
 320   SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = meshDS->elementsIterator(SMDSAbs_Face);
 321   bool isRev;
 322
 323   bool isIn;
 324
 325   while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 326   {
 327     // check mesh face
 328     const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 329     if ( !elem ){
 330       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 331     }
 332     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 ){
 333       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 334     }
 335     // Keeping only element that are in the element orientation file
 336     isIn = elemOrientation.count(elem->GetID())==1;
 337     if(!isIn)
 338       continue;
 339     // Get orientation
 340     // Netgen requires that all the triangle point outside
 341     isRev = elemOrientation[elem->GetID()];
 342     listElements[elem] = tuple(isRev, false);
 343   }
 344
 345   return false;
 346 }