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0020963: EDF 1528 SMESH: How to combine Netgen1D2D with sizemap with Quadrangle(Mappi...
[modules/smesh.git] / src / StdMeshers / StdMeshers_AutomaticLength.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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7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8 //  License as published by the Free Software Foundation; either
9 //  version 2.1 of the License.
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11 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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15 //
16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
19 //
20 //  See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
21 //
22
23 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
24 //  File   : StdMeshers_AutomaticLength.cxx
25 //  Author : Edward AGAPOV, OCC
26 //  Module : SMESH
27 //
28 #include "StdMeshers_AutomaticLength.hxx"
29
30 #include "SMESH_Mesh.hxx"
31 #include "SMESHDS_Mesh.hxx"
32 #include "SMESH_Algo.hxx"
33 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
34
35 #include "utilities.h"
36
37 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
38 #include <TopExp.hxx>
39 #include <TopoDS.hxx>
40 #include <TopoDS_Edge.hxx>
41
42 using namespace std;
43
44 //=============================================================================
45 /*!
46  *  
47  */
48 //=============================================================================
49
50 StdMeshers_AutomaticLength::StdMeshers_AutomaticLength(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
51   :SMESH_Hypothesis(hypId, studyId, gen)
52 {
53   _name = "AutomaticLength";
54   _param_algo_dim = 1; // is used by SMESH_Regular_1D
55
56   _mesh = 0;
57   _fineness = 0;
58 }
59
60 //=============================================================================
61 /*!
62  *  
63  */
64 //=============================================================================
65
66 StdMeshers_AutomaticLength::~StdMeshers_AutomaticLength()
67 {
68 }
69
70 //================================================================================
71 /*!
72  * \brief Set Fineness
73  * \param theFineness - The Fineness value [0.0-1.0],
74  *                        0 - coarse mesh
75  *                        1 - fine mesh
76  * 
77  * Raise if theFineness is out of range
78  * The "Initial Number of Elements on the Shortest Edge" (S0)
79  * is divided by (0.5 + 4.5 x theFineness)
80  */
81 //================================================================================
82
83 const double theCoarseConst = 0.5;
84 const double theFineConst   = 4.5;
85
86 void StdMeshers_AutomaticLength::SetFineness(double theFineness)
87   throw(SALOME_Exception)
88 {
89   if ( theFineness < 0.0 || theFineness > 1.0 )
90     throw SALOME_Exception(LOCALIZED("theFineness is out of range [0.0-1.0]"));
91
92   if ( _fineness != theFineness )
93   {
94     NotifySubMeshesHypothesisModification();
95     _fineness = theFineness;
96   }
97 }
98
99 namespace {
100
101   //================================================================================
102   /*!
103    * \brief Return pointer to TopoDS_TShape
104    * \param theShape - The TopoDS_Shape
105    * \retval inline const TopoDS_TShape* - result
106    */
107   //================================================================================
108
109   inline const TopoDS_TShape* getTShape(const TopoDS_Shape& theShape)
110   {
111     return theShape.TShape().operator->();
112   }
113
114   //================================================================================
115   /*!
116    * \brief computes segment length by S0 and edge length
117    */
118   //================================================================================
119
120   const double a14divPI = 14. / PI;
121
122   inline double segLength(double S0, double edgeLen, double minLen )
123   {
124     // PAL10237
125     // S = S0 * f(L/Lmin) where f(x) = 1 + (2/Pi * 7 * atan(x/5) )
126     // =>
127     // S = S0 * ( 1 + 14/PI * atan( L / ( 5 * Lmin )))
128     return S0 * ( 1. + a14divPI * atan( edgeLen / ( 5 * minLen )));
129   }
130
131   //================================================================================
132   /*!
133    * \brief Compute segment length for all edges
134    * \param theMesh - The mesh
135    * \param theTShapeToLengthMap - The map of edge to segment length
136    */
137   //================================================================================
138
139   void computeLengths( SMESHDS_Mesh*                       aMesh,
140                        map<const TopoDS_TShape*, double> & theTShapeToLengthMap,
141                        double &                            theS0,
142                        double &                            theMinLen)
143   {
144     theTShapeToLengthMap.clear();
145
146     TopoDS_Shape aMainShape = aMesh->ShapeToMesh();
147
148     // Find length of longest and shortest edge
149     double Lmin = DBL_MAX, Lmax = -DBL_MAX;
150     TopTools_IndexedMapOfShape edgeMap;
151     TopExp::MapShapes( aMainShape, TopAbs_EDGE, edgeMap);
152     for ( int i = 1; i <= edgeMap.Extent(); ++i )
153     {
154       TopoDS_Edge edge = TopoDS::Edge( edgeMap(i) );
155       //if ( BRep_Tool::Degenerated( edge )) continue;
156
157       Standard_Real L = SMESH_Algo::EdgeLength( edge );
158       if ( L < DBL_MIN ) continue;
159
160       if ( L > Lmax ) Lmax = L;
161       if ( L < Lmin ) Lmin = L;
162
163       // remember i-th edge length
164       theTShapeToLengthMap.insert( make_pair( getTShape( edge ), L ));
165     }
166
167     // Compute S0
168
169     // image attached to PAL10237
170
171     //   NbSeg
172     //     ^
173     //     |
174     //   10|\
175     //     | \
176     //     |  \
177     //     |   \
178     //    5|    --------
179     //     |
180     //     +------------>
181     //     1    10       Lmax/Lmin
182
183     const int NbSegMin = 5, NbSegMax = 10; //  on axis NbSeg
184     const double Lrat1 = 1., Lrat2 = 10.;  //  on axis Lmax/Lmin
185
186     double Lratio = Lmax/Lmin;
187     double NbSeg = NbSegMin;
188     if ( Lratio < Lrat2 )
189       NbSeg += ( Lrat2 - Lratio ) / ( Lrat2 - Lrat1 )  * ( NbSegMax - NbSegMin );
190
191     double S0 = Lmin / (int) NbSeg;
192     MESSAGE( "S0 = " << S0 << ", Lmin = " << Lmin << ", Nbseg = " << (int) NbSeg);
193
194     // Compute segments length for all edges
195     map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length = theTShapeToLengthMap.begin();
196     for ( ; tshape_length != theTShapeToLengthMap.end(); ++tshape_length )
197     {
198       double & L = tshape_length->second;
199       L = segLength( S0, L, Lmin );
200     }
201     theS0 = S0;
202     theMinLen = Lmin;
203   }
204 }
205
206 //=============================================================================
207 /*!
208  * \brief Computes segment length for an edge of given length
209  */
210 //=============================================================================
211
212 double StdMeshers_AutomaticLength::GetLength(const SMESH_Mesh* theMesh,
213                                              const double      theEdgeLength)
214   throw(SALOME_Exception)
215 {
216   if ( !theMesh ) throw SALOME_Exception(LOCALIZED("NULL Mesh"));
217
218   SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* > ( theMesh )->GetMeshDS();
219   if ( theMesh != _mesh )
220   {
221     computeLengths( aMeshDS, _TShapeToLength, _S0, _minLen );
222     _mesh = theMesh;
223   }
224   double L = segLength( _S0, theEdgeLength, _minLen );
225   return L / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness);
226 }
227
228 //=============================================================================
229 /*!
230  *  
231  */
232 //=============================================================================
233
234 double StdMeshers_AutomaticLength::GetLength(const SMESH_Mesh*   theMesh,
235                                              const TopoDS_Shape& anEdge)
236   throw(SALOME_Exception)
237 {
238   if ( !theMesh ) throw SALOME_Exception(LOCALIZED("NULL Mesh"));
239
240   if ( anEdge.IsNull() || anEdge.ShapeType() != TopAbs_EDGE )
241     throw SALOME_Exception(LOCALIZED("Bad edge shape"));
242
243   if ( theMesh != _mesh )
244   {
245     SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* > ( theMesh )->GetMeshDS();
246     computeLengths( aMeshDS, _TShapeToLength, _S0, _minLen );
247     _mesh = theMesh;
248   }
249
250   map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length =
251     _TShapeToLength.find( getTShape( anEdge ));
252
253   if ( tshape_length == _TShapeToLength.end() )
254     return 1; // it is a dgenerated edge
255
256   return tshape_length->second / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness);
257 }
258
259 //=============================================================================
260 /*!
261  *  
262  */
263 //=============================================================================
264
265 ostream & StdMeshers_AutomaticLength::SaveTo(ostream & save)
266 {
267   save << _fineness;
268   return save;
269 }
270
271 //=============================================================================
272 /*!
273  *  
274  */
275 //=============================================================================
276
277 istream & StdMeshers_AutomaticLength::LoadFrom(istream & load)
278 {
279   if ( ! ( load >> _fineness ))
280     load.clear(ios::badbit | load.rdstate());
281   return load;
282 }
283
284 //=============================================================================
285 /*!
286  *  
287  */
288 //=============================================================================
289
290 ostream & operator <<(ostream & save, StdMeshers_AutomaticLength & hyp)
291 {
292   return hyp.SaveTo( save );
293 }
294
295 //=============================================================================
296 /*!
297  *  
298  */
299 //=============================================================================
300
301 istream & operator >>(istream & load, StdMeshers_AutomaticLength & hyp)
302 {
303   return hyp.LoadFrom( load );
304 }
305
306 //================================================================================
307 /*!
308  * \brief Initialize Fineness by the mesh built on the geometry
309  * \param theMesh - the built mesh
310  * \param theShape - the geometry of interest
311  * \retval bool - true if parameter values have been successfully defined
312  */
313 //================================================================================
314
315 bool StdMeshers_AutomaticLength::SetParametersByMesh(const SMESH_Mesh*   theMesh,
316                                                      const TopoDS_Shape& theShape)
317 {
318   if ( !theMesh || theShape.IsNull() )
319     return false;
320
321   _fineness = 0;
322
323   SMESHDS_Mesh* aMeshDS = const_cast< SMESH_Mesh* >( theMesh )->GetMeshDS();
324
325   int nbEdges = 0;
326   TopTools_IndexedMapOfShape edgeMap;
327   TopExp::MapShapes( theShape, TopAbs_EDGE, edgeMap );
328   for ( int i = 1; i <= edgeMap.Extent(); ++i )
329   {
330     const TopoDS_Edge& edge = TopoDS::Edge( edgeMap( i ));
331
332     // assure the base automatic length is stored in _TShapeToLength
333     if ( i == 1 ) 
334       GetLength( theMesh, edge );
335
336     // get current segment length
337     double L = SMESH_Algo::EdgeLength( edge );
338     if ( L <= DBL_MIN )
339       continue;
340     SMESHDS_SubMesh * eSubMesh = aMeshDS->MeshElements( edge );
341     if ( !eSubMesh )
342       return false;
343     int nbSeg = eSubMesh->NbElements();
344     if ( nbSeg < 1 )
345       continue;
346     double segLen = L / nbSeg;
347
348     // get segment length from _TShapeToLength
349     map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator tshape_length =
350       _TShapeToLength.find( getTShape( edge ));
351     if ( tshape_length == _TShapeToLength.end() )
352       continue;
353     double autoLen = tshape_length->second;
354
355     // segLen = autoLen / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness) -->
356     _fineness += ( autoLen / segLen - theCoarseConst ) / theFineConst;
357
358     ++nbEdges;
359   }
360   if ( nbEdges )
361     _fineness /= nbEdges;
362
363   if (_fineness > 1.0)
364     _fineness = 1.0;
365   else if (_fineness < 0.0)
366     _fineness = 0.0;
367
368   return nbEdges;
369 }
370
371 //================================================================================
372 /*!
373  * \brief Initialize my parameter values by default parameters.
374  *  \retval bool - true if parameter values have been successfully defined
375  */
376 //================================================================================
377
378 bool StdMeshers_AutomaticLength::SetParametersByDefaults(const TDefaults&  /*theDflts*/,
379                                                          const SMESH_Mesh* /*theMesh*/)
380 {
381   return false;
382
383   // assure the base automatic length is stored in _TShapeToLength
384 //   GetLength( theMesh, elemLenght );
385
386 //   // find maximal edge length
387 //   double maxLen = 0;
388 //   map<const TopoDS_TShape*, double>::iterator
389 //     tshape_length = _TShapeToLength.begin(), slEnd = _TShapeToLength.end();
390 //   for ( ; tshape_length != slEnd; ++tshape_length )
391 //     if ( tshape_length->second > maxLen )
392 //       maxLen = tshape_length->second;
393
394 //   // automatic length for longest element
395 //   double autoLen = GetLength( theMesh, maxLen );
396
397 //   // elemLenght = autoLen / (theCoarseConst + theFineConst * _fineness) -->
398 //   _fineness = ( autoLen / elemLenght - theCoarseConst ) / theFineConst;
399
400 //   return true;
401 }
402
403