src/SMESH/SMESH_MeshEditor.hxx

   1 //  SMESH SMESH_I : idl implementation based on 'SMESH' unit's calsses
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003  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
   8 //  License as published by the Free Software Foundation; either
   9 //  version 2.1 of the License.
  10 //
  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
  14 //  Lesser General Public License for more details.
  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.opencascade.org/SALOME/ or email : webmaster.salome@opencascade.org
  21 //
  22 //
  23 //
  24 // File      : SMESH_MeshEditor.hxx
  25 // Created   : Mon Apr 12 14:56:19 2004
  26 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  27 // Module    : SMESH
  28
  29
  30 #ifndef SMESH_MeshEditor_HeaderFile
  31 #define SMESH_MeshEditor_HeaderFile
  32
  33 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  34 #include "SMESH_Controls.hxx"
  35
  36 #include <list>
  37 #include <map>
  38
  39 class SMDS_MeshElement;
  40 class SMDS_MeshFace;
  41 class SMDS_MeshNode;
  42 class gp_Ax1;
  43 class gp_Vec;
  44 class gp_Pnt;
  45
  46 class SMESH_MeshEditor {
  47  public:
  48
  49   SMESH_MeshEditor( SMESH_Mesh* theMesh );
  50
  51   bool Remove (const std::list< int >& theElemIDs, const bool isNodes);
  52   // Remove a node or an element.
  53   // Modify a compute state of sub-meshes which become empty
  54
  55   bool InverseDiag (const SMDS_MeshElement * theTria1,
  56                     const SMDS_MeshElement * theTria2 );
  57   // Replace two neighbour triangles with ones built on the same 4 nodes
  58   // but having other common link.
  59   // Return False if args are improper
  60
  61   bool InverseDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
  62                     const SMDS_MeshNode * theNode2 );
  63   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
  64   // with ones built on the same 4 nodes but having other common link.
  65   // Return false if proper faces not found
  66
  67   bool DeleteDiag (const SMDS_MeshNode * theNode1,
  68                    const SMDS_MeshNode * theNode2 );
  69   // Replace two neighbour triangles sharing theNode1-theNode2 link
  70   // with a quadrangle built on the same 4 nodes.
  71   // Return false if proper faces not found
  72
  73   bool Reorient (const SMDS_MeshElement * theFace);
  74   // Reverse the normal of theFace
  75   // Return false if theFace is null
  76
  77
  78   bool TriToQuad (std::set<const SMDS_MeshElement*> &  theElems,
  79                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion,
  80                   const double                         theMaxAngle);
  81   // Fuse neighbour triangles into quadrangles.
  82   // theCriterion is used to choose a neighbour to fuse with.
  83   // theMaxAngle is a max angle between element normals at which
  84   // fusion is still performed; theMaxAngle is mesured in radians.
  85
  86   bool QuadToTri (std::set<const SMDS_MeshElement*> &  theElems,
  87                   SMESH::Controls::NumericalFunctorPtr theCriterion);
  88   // Cut quadrangles into triangles.
  89   // theCriterion is used to choose a diagonal to cut
  90
  91   bool QuadToTri (std::set<const SMDS_MeshElement*> & theElems,
  92                   const bool                          the13Diag);
  93   // Cut quadrangles into triangles
  94
  95
  96   enum SmoothMethod { LAPLACIAN = 0, CENTROIDAL };
  97
  98   void Smooth (std::set<const SMDS_MeshElement*> & theElements,
  99                std::set<const SMDS_MeshNode*> &    theFixedNodes,
 100                const SmoothMethod                  theSmoothMethod,
 101                const int                           theNbIterations,
 102                double                              theTgtAspectRatio = 1.0);
 103   // Smooth theElements using theSmoothMethod during theNbIterations
 104   // or until a worst element has aspect ratio <= theTgtAspectRatio.
 105   // Aspect Ratio varies in range [1.0, inf].
 106   // If theElements is empty, the whole mesh is smoothed.
 107   // theFixedNodes contains additionally fixed nodes. Nodes built
 108   // on edges and boundary nodes are always fixed.
 109
 110
 111   void RotationSweep (std::set<const SMDS_MeshElement*> & theElements,
 112                       const gp_Ax1&                       theAxis,
 113                       const double                        theAngle,
 114                       const int                           theNbSteps,
 115                       const double                        theToler);
 116   // Generate new elements by rotation of theElements around theAxis
 117   // by theAngle by theNbSteps
 118
 119   void ExtrusionSweep (std::set<const SMDS_MeshElement*> & theElements,
 120                        const gp_Vec&                       theStep,
 121                        const int                           theNbSteps);
 122   // Generate new elements by extrusion of theElements
 123   // by theStep by theNbSteps
 124
 125   enum Extrusion_Error {
 126     EXTR_OK,
 127     EXTR_NO_ELEMENTS,
 128     EXTR_PATH_NOT_EDGE,
 129     EXTR_BAD_PATH_SHAPE,
 130     EXTR_BAD_STARTING_NODE,
 131     EXTR_BAD_ANGLES_NUMBER,
 132     EXTR_CANT_GET_TANGENT
 133     };
 134
 135   Extrusion_Error ExtrusionAlongTrack (std::set<const SMDS_MeshElement*> & theElements,
 136                                        SMESH_subMesh*                      theTrackPattern,
 137                                        const SMDS_MeshNode*                theNodeStart,
 138                                        const bool                          theHasAngles,
 139                                        std::list<double>&                  theAngles,
 140                                        const bool                          theHasRefPoint,
 141                                        const gp_Pnt&                       theRefPoint);
 142   // Generate new elements by extrusion of theElements along path given by theTrackPattern,
 143   // theHasAngles are the rotation angles, base point can be given by theRefPoint
 144
 145   void Transform (std::set<const SMDS_MeshElement*> & theElements,
 146                   const gp_Trsf&                      theTrsf,
 147                   const bool                          theCopy);
 148   // Move or copy theElements applying theTrsf to their nodes
 149
 150   typedef std::list< std::list< const SMDS_MeshNode* > > TListOfListOfNodes;
 151
 152   void FindCoincidentNodes (std::set<const SMDS_MeshNode*> & theNodes,
 153                             const double                     theTolerance,
 154                             TListOfListOfNodes &             theGroupsOfNodes);
 155   // Return list of group of nodes close to each other within theTolerance.
 156   // Search among theNodes or in the whole mesh if theNodes is empty.
 157
 158   void MergeNodes (TListOfListOfNodes & theNodeGroups);
 159   // In each group, the cdr of nodes are substituted by the first one
 160   // in all elements.
 161
 162   void MergeEqualElements();
 163   // Remove all but one of elements built on the same nodes.
 164   // Return nb of successfully merged groups.
 165
 166   static bool CheckFreeBorderNodes(const SMDS_MeshNode* theNode1,
 167                                    const SMDS_MeshNode* theNode2,
 168                                    const SMDS_MeshNode* theNode3 = 0);
 169   // Return true if the three nodes are on a free border
 170
 171   enum Sew_Error {
 172     SEW_OK,
 173     // for SewFreeBorder()
 174     SEW_BORDER1_NOT_FOUND,
 175     SEW_BORDER2_NOT_FOUND,
 176     SEW_BOTH_BORDERS_NOT_FOUND,
 177     SEW_BAD_SIDE_NODES,
 178     SEW_VOLUMES_TO_SPLIT,
 179     // for SewSideElements()
 180     SEW_DIFF_NB_OF_ELEMENTS,
 181     SEW_TOPO_DIFF_SETS_OF_ELEMENTS,
 182     SEW_BAD_SIDE1_NODES,
 183     SEW_BAD_SIDE2_NODES
 184     };
 185
 186
 187   Sew_Error SewFreeBorder (const SMDS_MeshNode* theBorderFirstNode,
 188                            const SMDS_MeshNode* theBorderSecondNode,
 189                            const SMDS_MeshNode* theBorderLastNode,
 190                            const SMDS_MeshNode* theSide2FirstNode,
 191                            const SMDS_MeshNode* theSide2SecondNode,
 192                            const SMDS_MeshNode* theSide2ThirdNode = 0,
 193                            bool                 theSide2IsFreeBorder = true);
 194   // Sew the free border to the side2 by replacing nodes in
 195   // elements on the free border with nodes of the elements
 196   // of the side 2. If nb of links in the free border and
 197   // between theSide2FirstNode and theSide2LastNode are different,
 198   // additional nodes are inserted on a link provided that no
 199   // volume elements share the splitted link.
 200   // The side 2 is a free border if theSide2IsFreeBorder == true.
 201   // Sewing is peformed between the given first, second and last
 202   // nodes on the sides.
 203   // theBorderFirstNode is merged with theSide2FirstNode.
 204   // if (!theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode gives
 205   // the last node on the side 2, which will be merged with
 206   // theBorderLastNode.
 207   // if (theSide2IsFreeBorder) then theSide2SecondNode will
 208   // be merged with theBorderSecondNode.
 209   // if (theSide2IsFreeBorder && theSide2ThirdNode == 0) then
 210   // the 2 free borders are sewn link by link and no additional
 211   // nodes are inserted.
 212   // Return false, if sewing failed.
 213
 214   Sew_Error SewSideElements (std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide1,
 215                              std::set<const SMDS_MeshElement*>& theSide2,
 216                              const SMDS_MeshNode*               theFirstNode1ToMerge,
 217                              const SMDS_MeshNode*               theFirstNode2ToMerge,
 218                              const SMDS_MeshNode*               theSecondNode1ToMerge,
 219                              const SMDS_MeshNode*               theSecondNode2ToMerge);
 220   // Sew two sides of a mesh. Nodes belonging to theSide1 are
 221   // merged with nodes of elements of theSide2.
 222   // Number of elements in theSide1 and in theSide2 must be
 223   // equal and they should have similar node connectivity.
 224   // The nodes to merge should belong to side s borders and
 225   // the first node should be linked to the second.
 226
 227   void InsertNodesIntoLink(const SMDS_MeshElement*          theFace,
 228                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode1,
 229                            const SMDS_MeshNode*             theBetweenNode2,
 230                            std::list<const SMDS_MeshNode*>& theNodesToInsert);
 231   // insert theNodesToInsert into theFace between theBetweenNode1
 232   // and theBetweenNode2 and split theElement.
 233
 234   static int SortQuadNodes (const SMDS_Mesh * theMesh,
 235                             int               theNodeIds[] );
 236   // Set 4 nodes of a quadrangle face in a good order.
 237   // Swap 1<->2 or 2<->3 nodes and correspondingly return
 238   // 1 or 2 else 0.
 239
 240   static bool SortHexaNodes (const SMDS_Mesh * theMesh,
 241                              int               theNodeIds[] );
 242   // Set 8 nodes of a hexahedron in a good order.
 243   // Return success status
 244
 245   static void AddToSameGroups (const SMDS_MeshElement* elemToAdd,
 246                                const SMDS_MeshElement* elemInGroups,
 247                                SMESHDS_Mesh *          aMesh);
 248   // Add elemToAdd to the groups the elemInGroups belongs to
 249
 250   static const SMDS_MeshElement*
 251     FindFaceInSet(const SMDS_MeshNode*                     n1,
 252                   const SMDS_MeshNode*                     n2,
 253                   const std::set<const SMDS_MeshElement*>& elemSet,
 254                   const std::set<const SMDS_MeshElement*>& avoidSet);
 255   // Return a face having linked nodes n1 and n2 and which is
 256   // - not in avoidSet,
 257   // - in elemSet provided that !elemSet.empty()
 258
 259   int FindShape (const SMDS_MeshElement * theElem);
 260   // Return an index of the shape theElem is on
 261   // or zero if a shape not found
 262
 263
 264   SMESH_Mesh * GetMesh() { return myMesh; }
 265
 266   SMESHDS_Mesh * GetMeshDS() { return myMesh->GetMeshDS(); }
 267
 268
 269  private:
 270
 271   SMESH_Mesh * myMesh;
 272
 273 };
 274
 275 #endif