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[plugins/netgenplugin.git] / src / NETGENPlugin / NETGENPlugin_Mesher.hxx
index dc3a92f280344ef6f1305823bf23e153e1754f3f..40640a262d7efa99337829e2f35c439ecfa38d15 100644 (file)
-//  NETGENPlugin : C++ implementation
+// Copyright (C) 2007-2019  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
+//
+// Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
+// CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
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+// This library is free software; you can redistribute it and/or
+// modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+// License as published by the Free Software Foundation; either
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-//  Copyright (C) 2006  OPEN CASCADE, CEA/DEN, EDF R&D
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-//  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of 
-//  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU 
-//  Lesser General Public License for more details. 
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-//  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA 
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-//  See http://www.opencascade.org/SALOME/ or email : webmaster.salome@opencascade.org 
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+// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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+// Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
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+// See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
+//
+
+//  NETGENPlugin : C++ implementation
 // File      : NETGENPlugin_Mesher.hxx
 // Author    : Michael Sazonov (OCN)
 // Date      : 31/03/2006
 // Project   : SALOME
-// $Header$
-//=============================================================================
-
+//
 #ifndef _NETGENPlugin_Mesher_HXX_
 #define _NETGENPlugin_Mesher_HXX_
 
+#include "NETGENPlugin_Defs.hxx"
+
+#include <StdMeshers_FaceSide.hxx>
+#include <SMDS_MeshElement.hxx>
+#include <SMESH_Algo.hxx>
+#include <SMESH_ProxyMesh.hxx>
+
+#include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
+
+namespace nglib {
+#include <nglib.h>
+}
+
+#include <map>
+#include <vector>
+#include <set>
+
+class NETGENPlugin_Hypothesis;
+class NETGENPlugin_Internals;
+class NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D;
 class SMESHDS_Mesh;
+class SMESH_Comment;
+class SMESH_Mesh;
+class SMESH_MesherHelper;
+class StdMeshers_ViscousLayers;
 class TopoDS_Shape;
-class NETGENPlugin_Hypothesis;
+namespace netgen {
+  class OCCGeometry;
+  class Mesh;
+}
+//=============================================================================
+/*!
+ * \brief Struct storing nb of entities in netgen mesh
+ */
+//=============================================================================
+
+struct NETGENPlugin_ngMeshInfo
+{
+  int   _nbNodes, _nbSegments, _nbFaces, _nbVolumes;
+  bool  _elementsRemoved; // case where netgen can remove free nodes
+  char* _copyOfLocalH;
+  NETGENPlugin_ngMeshInfo( netgen::Mesh* ngMesh=0, bool checkRemovedElems=false );
+  void transferLocalH( netgen::Mesh* fromMesh, netgen::Mesh* toMesh );
+  void restoreLocalH ( netgen::Mesh* ngMesh);
+};
+
+//================================================================================
+/*!
+ * \brief It correctly initializes netgen library at constructor and
+ *        correctly finishes using netgen library at destructor
+ */
+//================================================================================
+
+struct NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_NetgenLibWrapper
+{
+  bool             _isComputeOk;
+  nglib::Ng_Mesh * _ngMesh;
+
+  NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
+  ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
+  void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
+
+  static void RemoveTmpFiles();
+  static int& instanceCounter();
+
+ private:
+  std::string getOutputFileName();
+  void        removeOutputFile();
+  std::string _outputFileName;
 
+  ostream *       _ngcout;
+  ostream *       _ngcerr;
+  std::streambuf* _coutBuffer;   // to re-/store cout.rdbuf()
+};
+
+//=============================================================================
 /*!
  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
  */
+//=============================================================================
 
-class NETGENPlugin_Mesher 
+class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher 
 {
  public:
   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 
-  NETGENPlugin_Mesher (SMESHDS_Mesh* meshDS, const TopoDS_Shape& aShape,
+  NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
                        const bool isVolume);
+  ~NETGENPlugin_Mesher();
+  void SetSelfPointer( NETGENPlugin_Mesher ** ptr );
 
-  void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis* hyp);
+  void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
+  void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
+  void SetParameters(const StdMeshers_ViscousLayers*         hyp );
+  void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
+
+  void SetLocalSizeForChordalError( netgen::OCCGeometry& occgeo, netgen::Mesh& ngMesh );
+  static void SetLocalSize( netgen::OCCGeometry& occgeo, netgen::Mesh& ngMesh );
 
   bool Compute();
 
+  bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
+
+  double GetProgress(const SMESH_Algo* holder,
+                     const int *       algoProgressTic,
+                     const double *    algoProgress) const;
+
+  static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
+                                 const TopoDS_Shape&           shape,
+                                 SMESH_Mesh&                   mesh,
+                                 std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
+                                 NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
+
+  static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
+                                  const double        maxSize);
+
+  static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh,
+                                const gp_XYZ& p,
+                                double        size,
+                                const bool    overrideMinH=true);
+
+  static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
+                       netgen::Mesh&                       ngMesh,
+                       const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
+                       SMESH_Mesh&                         sMesh,
+                       std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
+                       SMESH_Comment&                      comment,
+                       SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0);
+
+  bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
+                  netgen::Mesh&                       ngMesh,
+                  std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
+                  const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
+                  SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0,
+                  SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
+
+  static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
+                          netgen::Mesh&              ngMesh,
+                          NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
+
+  static bool FixFaceMesh(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
+                          netgen::Mesh&              ngMesh,
+                          const int                  faceID);
+
+  static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
+                                    netgen::Mesh&                       ngMesh,
+                                    std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
+                                    NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
+
+  static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
+                                    netgen::Mesh&                       ngMesh,
+                                    std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
+                                    NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
+
+  static SMESH_ComputeErrorPtr
+    AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
+                      netgen::OCCGeometry&                  geom,
+                      const TSideVector&                    wires,
+                      SMESH_MesherHelper&                   helper,
+                      std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec,
+                      const bool                            overrideMinH=true);
+
+  void SetDefaultParameters();
+
+  static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
+
+
+  static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh ); // debug
+
  private:
-  SMESHDS_Mesh*        _meshDS;
+
+  SMESH_Mesh*          _mesh;
   const TopoDS_Shape&  _shape;
   bool                 _isVolume;
   bool                 _optimize;
+  int                  _fineness;
+  bool                 _isViscousLayers2D;
+  double               _chordalError;
+  netgen::Mesh*        _ngMesh;
+  netgen::OCCGeometry* _occgeom;
+
+  int                  _curShapeIndex;
+  volatile int         _progressTic;
+  volatile double      _ticTime; // normalized [0,1] compute time per a SMESH_Algo::_progressTic
+  volatile double      _totalTime;
+
+  const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
+  const StdMeshers_ViscousLayers*   _viscousLayersHyp;
+
+  // a pointer to NETGENPlugin_Mesher* field of the holder, that will be
+  // nullified at destruction of this
+  NETGENPlugin_Mesher ** _ptrToMe;
+};
+
+//=============================================================================
+/*!
+ * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
+ *
+ * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
+ * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
+ * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
+ * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
+ * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
+ * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
+ * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
+ * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
+ * netgen mesh to emulate a "crack"
+ *
+ * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
+ * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
+ * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
+ */
+//=============================================================================
+
+class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
+{
+  SMESH_Mesh&       _mesh;
+  bool              _is3D;
+  //2D
+  std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
+  std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
+  // 3D
+  std::set<int>     _intShapes;
+  std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
+  std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
+
+public:
+  NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
+
+  SMESH_Mesh& getMesh() const;
+
+  bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
+
+  // 2D meshing
+  // edges 
+  bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
+  bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
+  const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
+  void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
+                         TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
+                         TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
+                         std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
+  // vertices
+  bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
+  const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
+
+  // 3D meshing
+  // faces
+  bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
+  bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
+  void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
+  bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
+  void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
+                         TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
+                         std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
+                         std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
+  // vertices
+  bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
+  bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
+  const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
+
+
 };
 
 #endif