src/StdMeshers/StdMeshers_Hexa_3D.cxx

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   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
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  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_Hexa_3D.cxx
  25 //           Moved here from SMESH_Hexa_3D.cxx
  26 //  Author : Paul RASCLE, EDF
  27 //  Module : SMESH
  28 //
  29 #include "StdMeshers_Hexa_3D.hxx"
  30
  31 #include "StdMeshers_CompositeHexa_3D.hxx"
  32 #include "StdMeshers_FaceSide.hxx"
  33 #include "StdMeshers_HexaFromSkin_3D.hxx"
  34 #include "StdMeshers_Penta_3D.hxx"
  35 #include "StdMeshers_Prism_3D.hxx"
  36 #include "StdMeshers_Quadrangle_2D.hxx"
  37 #include "StdMeshers_ViscousLayers.hxx"
  38
  39 #include "SMESH_Comment.hxx"
  40 #include "SMESH_Gen.hxx"
  41 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  42 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  43 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  44
  45 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  46
  47 #include <TopExp.hxx>
  48 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  49 #include <TopTools_SequenceOfShape.hxx>
  50 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  51 #include <TopoDS.hxx>
  52
  53 #include "utilities.h"
  54 #include "Utils_ExceptHandlers.hxx"
  55
  56 typedef SMESH_Comment TComm;
  57
  58 using namespace std;
  59
  60 static SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &,
  61                                                     const TopoDS_Shape &,
  62                                                     SMESH_ProxyMesh* proxyMesh=0);
  63
  64 static bool EvaluatePentahedralMesh(SMESH_Mesh &, const TopoDS_Shape &,
  65                                     MapShapeNbElems &);
  66
  67 //=============================================================================
  68 /*!
  69  * Constructor
  70  */
  71 //=============================================================================
  72
  73 StdMeshers_Hexa_3D::StdMeshers_Hexa_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
  74   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  75 {
  76   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::StdMeshers_Hexa_3D");
  77   _name = "Hexa_3D";
  78   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit /shape type
  79   _requireShape = false;
  80   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
  81 }
  82
  83 //=============================================================================
  84 /*!
  85  * Destructor
  86  */
  87 //=============================================================================
  88
  89 StdMeshers_Hexa_3D::~StdMeshers_Hexa_3D()
  90 {
  91   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::~StdMeshers_Hexa_3D");
  92 }
  93
  94 //=============================================================================
  95 /*!
  96  * Retrieves defined hypotheses
  97  */
  98 //=============================================================================
  99
 100 bool StdMeshers_Hexa_3D::CheckHypothesis
 101                          (SMESH_Mesh&                          aMesh,
 102                           const TopoDS_Shape&                  aShape,
 103                           SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
 104 {
 105   // check nb of faces in the shape
 106 /*  PAL16229
 107   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_GEOMETRY;
 108   int nbFaces = 0;
 109   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next())
 110     if ( ++nbFaces > 6 )
 111       break;
 112   if ( nbFaces != 6 )
 113     return false;
 114 */
 115
 116   _viscousLayersHyp = NULL;
 117
 118   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 119     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 120   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 121   if ( h == hyps.end())
 122   {
 123     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 124     return true;
 125   }
 126
 127   // only StdMeshers_ViscousLayers can be used
 128   aStatus = HYP_OK;
 129   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 130   {
 131     if ( !(_viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h )))
 132       break;
 133   }
 134   if ( !_viscousLayersHyp )
 135     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 136   else
 137     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 138
 139   return aStatus == HYP_OK;
 140 }
 141
 142 namespace
 143 {
 144   //=============================================================================
 145
 146   typedef boost::shared_ptr< FaceQuadStruct > FaceQuadStructPtr;
 147   typedef std::vector<gp_XYZ>                 TXYZColumn;
 148
 149   // symbolic names of box sides
 150   enum EBoxSides{ B_BOTTOM=0, B_RIGHT, B_TOP, B_LEFT, B_FRONT, B_BACK, B_NB_SIDES };
 151
 152   // symbolic names of sides of quadrangle
 153   enum EQuadSides{ Q_BOTTOM=0, Q_RIGHT, Q_TOP, Q_LEFT, Q_NB_SIDES };
 154
 155   enum EAxes{ COO_X=1, COO_Y, COO_Z };
 156
 157   //=============================================================================
 158   /*!
 159    * \brief Container of nodes of structured mesh on a qudrangular geom FACE
 160    */
 161   struct _FaceGrid
 162   {
 163     // face sides
 164     FaceQuadStructPtr _quad;
 165
 166     // map of (node parameter on EDGE) to (column (vector) of nodes)
 167     TParam2ColumnMap _u2nodesMap;
 168
 169     // node column's taken form _u2nodesMap taking into account sub-shape orientation
 170     vector<TNodeColumn> _columns;
 171
 172     // columns of normalized parameters of nodes within the unitary cube
 173     vector<TXYZColumn> _ijkColumns;
 174
 175     // geometry of a cube side
 176     TopoDS_Face _sideF;
 177
 178     const SMDS_MeshNode* GetNode(int iCol, int iRow) const
 179     {
 180       return _columns[iCol][iRow];
 181     }
 182     gp_XYZ GetXYZ(int iCol, int iRow) const
 183     {
 184       return SMESH_TNodeXYZ( GetNode( iCol, iRow ));
 185     }
 186     gp_XYZ& GetIJK(int iCol, int iRow)
 187     {
 188       return _ijkColumns[iCol][iRow];
 189     }
 190   };
 191
 192   //================================================================================
 193   /*!
 194    * \brief Convertor of a pair of integers to a sole index
 195    */
 196   struct _Indexer
 197   {
 198     int _xSize, _ySize;
 199     _Indexer( int xSize, int ySize ): _xSize(xSize), _ySize(ySize) {}
 200     int size() const { return _xSize * _ySize; }
 201     int operator()(const int x, const int y) const { return y * _xSize + x; }
 202   };
 203
 204   //================================================================================
 205   /*!
 206    * \brief Appends a range of node columns from a map to another map
 207    */
 208   template< class TMapIterator >
 209   void append( TParam2ColumnMap& toMap, TMapIterator from, TMapIterator to )
 210   {
 211     const SMDS_MeshNode* lastNode = toMap.rbegin()->second[0];
 212     const SMDS_MeshNode* firstNode = from->second[0];
 213     if ( lastNode == firstNode )
 214       from++;
 215     double u = toMap.rbegin()->first;
 216     for (; from != to; ++from )
 217     {
 218       u += 1;
 219       TParam2ColumnMap::iterator u2nn = toMap.insert( toMap.end(), make_pair ( u, TNodeColumn()));
 220       u2nn->second.swap( from->second );
 221     }
 222   }
 223
 224   //================================================================================
 225   /*!
 226    * \brief Finds FaceQuadStruct having a side equal to a given one and rearranges
 227    *  the found FaceQuadStruct::side to have the given side at a Q_BOTTOM place
 228    */
 229   FaceQuadStructPtr getQuadWithBottom( StdMeshers_FaceSidePtr side,
 230                                        FaceQuadStructPtr      quad[ 6 ])
 231   {
 232     FaceQuadStructPtr foundQuad;
 233     for ( int i = 1; i < 6; ++i )
 234     {
 235       if ( !quad[i] ) continue;
 236       for ( unsigned iS = 0; iS < quad[i]->side.size(); ++iS )
 237       {
 238         const StdMeshers_FaceSidePtr side2 = quad[i]->side[iS];
 239         if (( side->FirstVertex().IsSame( side2->FirstVertex() ) ||
 240               side->FirstVertex().IsSame( side2->LastVertex() ))
 241             &&
 242             ( side->LastVertex().IsSame( side2->FirstVertex() ) ||
 243               side->LastVertex().IsSame( side2->LastVertex() ))
 244             )
 245         {
 246           if ( iS != Q_BOTTOM )
 247           {
 248             vector< FaceQuadStruct::Side > newSides;
 249             for ( unsigned j = iS; j < quad[i]->side.size(); ++j )
 250               newSides.push_back( quad[i]->side[j] );
 251             for ( unsigned j = 0; j < iS; ++j )
 252               newSides.push_back( quad[i]->side[j] );
 253             quad[i]->side.swap( newSides );
 254           }
 255           foundQuad.swap(quad[i]);
 256           return foundQuad;
 257         }
 258       }
 259     }
 260     return foundQuad;
 261   }
 262   //================================================================================
 263   /*!
 264    * \brief Returns true if the 1st base node of sideGrid1 belongs to sideGrid2
 265    */
 266   //================================================================================
 267
 268   bool beginsAtSide( const _FaceGrid&     sideGrid1,
 269                      const _FaceGrid&     sideGrid2,
 270                      SMESH_ProxyMesh::Ptr proxymesh )
 271   {
 272     const TNodeColumn& col0  = sideGrid2._u2nodesMap.begin()->second;
 273     const TNodeColumn& col1  = sideGrid2._u2nodesMap.rbegin()->second;
 274     const SMDS_MeshNode* n00 = col0.front();
 275     const SMDS_MeshNode* n01 = col0.back();
 276     const SMDS_MeshNode* n10 = col1.front();
 277     const SMDS_MeshNode* n11 = col1.back();
 278     const SMDS_MeshNode* n = (sideGrid1._u2nodesMap.begin()->second)[0];
 279     if ( proxymesh )
 280     {
 281       n00 = proxymesh->GetProxyNode( n00 );
 282       n10 = proxymesh->GetProxyNode( n10 );
 283       n01 = proxymesh->GetProxyNode( n01 );
 284       n11 = proxymesh->GetProxyNode( n11 );
 285       n   = proxymesh->GetProxyNode( n );
 286     }
 287     return ( n == n00 || n == n01 || n == n10 || n == n11 );
 288   }
 289
 290   //================================================================================
 291   /*!
 292    * \brief Fill in _FaceGrid::_ijkColumns
 293    *  \param [in,out] fg - a _FaceGrid
 294    *  \param [in] i1 - coordinate index along _columns
 295    *  \param [in] i2 - coordinate index along _columns[i]
 296    *  \param [in] v3 - value of the constant parameter
 297    */
 298   //================================================================================
 299
 300   void computeIJK( _FaceGrid& fg, int i1, int i2, double v3 )
 301   {
 302     gp_XYZ ijk( v3, v3, v3 );
 303     const size_t nbCol = fg._columns.size();
 304     const size_t nbRow = fg._columns[0].size();
 305
 306     fg._ijkColumns.resize( nbCol );
 307     for ( size_t i = 0; i < nbCol; ++i )
 308       fg._ijkColumns[ i ].resize( nbRow, ijk );
 309
 310     vector< double > len( nbRow );
 311     len[0] = 0;
 312     for ( size_t i = 0; i < nbCol; ++i )
 313     {
 314       gp_Pnt pPrev = fg.GetXYZ( i, 0 );
 315       for ( size_t j = 1; j < nbRow; ++j )
 316       {
 317         gp_Pnt p = fg.GetXYZ( i, j );
 318         len[ j ] = len[ j-1 ] + p.Distance( pPrev );
 319         pPrev = p;
 320       }
 321       for ( size_t j = 0; j < nbRow; ++j )
 322         fg.GetIJK( i, j ).SetCoord( i2, len[ j ]/len.back() );
 323     }
 324
 325     len.resize( nbCol );
 326     for ( size_t j = 0; j < nbRow; ++j )
 327     {
 328       gp_Pnt pPrev = fg.GetXYZ( 0, j );
 329       for ( size_t i = 1; i < nbCol; ++i )
 330       {
 331         gp_Pnt p = fg.GetXYZ( i, j );
 332         len[ i ] = len[ i-1 ] + p.Distance( pPrev );
 333         pPrev = p;
 334       }
 335       for ( size_t i = 0; i < nbCol; ++i )
 336         fg.GetIJK( i, j ).SetCoord( i1, len[ i ]/len.back() );
 337     }
 338   }
 339 }
 340
 341 //=============================================================================
 342 /*!
 343  * Generates hexahedron mesh on hexaedron like form using algorithm from
 344  * "Application de l'interpolation transfinie � la cr�ation de maillages
 345  *  C0 ou G1 continus sur des triangles, quadrangles, tetraedres, pentaedres
 346  *  et hexaedres d�form�s."
 347  * Alain PERONNET - 8 janvier 1999
 348  */
 349 //=============================================================================
 350
 351 bool StdMeshers_Hexa_3D::Compute(SMESH_Mesh &         aMesh,
 352                                  const TopoDS_Shape & aShape)
 353 {
 354   // PAL14921. Enable catching std::bad_alloc and Standard_OutOfMemory outside
 355   //Unexpect aCatch(SalomeException);
 356   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::Compute");
 357   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 358
 359   // Shape verification
 360   // ----------------------
 361
 362   // shape must be a solid (or a shell) with 6 faces
 363   TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_SHELL);
 364   if ( !exp.More() )
 365     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "No SHELL in the geometry");
 366   if ( exp.Next(), exp.More() )
 367     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "More than one SHELL in the geometry");
 368
 369   TopTools_IndexedMapOfShape FF;
 370   TopExp::MapShapes( aShape, TopAbs_FACE, FF);
 371   if ( FF.Extent() != 6)
 372   {
 373     static StdMeshers_CompositeHexa_3D compositeHexa(_gen->GetANewId(), 0, _gen);
 374     if ( !compositeHexa.Compute( aMesh, aShape ))
 375       return error( compositeHexa.GetComputeError() );
 376     return true;
 377   }
 378
 379   // Find sides of a cube
 380   // ---------------------
 381
 382   FaceQuadStructPtr quad[ 6 ];
 383   StdMeshers_Quadrangle_2D quadAlgo( _gen->GetANewId(), GetStudyId(), _gen);
 384   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 385   {
 386     if ( !( quad[i] = FaceQuadStructPtr( quadAlgo.CheckNbEdges( aMesh, FF( i+1 )))))
 387       return error( quadAlgo.GetComputeError() );
 388     if ( quad[i]->side.size() != 4 )
 389       return error( COMPERR_BAD_SHAPE, "Not a quadrangular box side" );
 390   }
 391
 392   _FaceGrid aCubeSide[ 6 ];
 393
 394   swap( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad, quad[0] );
 395   swap( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[ Q_RIGHT],// direct the normal of bottom quad inside cube
 396         aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[ Q_LEFT ] );
 397
 398   aCubeSide[B_FRONT]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_BOTTOM], quad );
 399   aCubeSide[B_RIGHT]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_RIGHT ], quad );
 400   aCubeSide[B_BACK ]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_TOP   ], quad );
 401   aCubeSide[B_LEFT ]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_LEFT  ], quad );
 402   if ( aCubeSide[B_FRONT ]._quad )
 403     aCubeSide[B_TOP]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_FRONT ]._quad->side[Q_TOP ], quad );
 404
 405   for ( int i = 1; i < 6; ++i )
 406     if ( !aCubeSide[i]._quad )
 407       return error( COMPERR_BAD_SHAPE );
 408
 409   // Make viscous layers
 410   // --------------------
 411
 412   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxymesh;
 413   if ( _viscousLayersHyp )
 414   {
 415     proxymesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape, /*makeN2NMap=*/ true );
 416     if ( !proxymesh )
 417       return false;
 418   }
 419
 420   // Check if there are triangles on cube sides
 421   // -------------------------------------------
 422
 423   if ( aMesh.NbTriangles() > 0 )
 424   {
 425     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 426     {
 427       const TopoDS_Face& sideF = aCubeSide[i]._quad->face;
 428       const SMESHDS_SubMesh* smDS =
 429         proxymesh ? proxymesh->GetSubMesh( sideF ) : meshDS->MeshElements( sideF );
 430       if ( !SMESH_MesherHelper::IsSameElemGeometry( smDS, SMDSGeom_QUADRANGLE,
 431                                                     /*nullSubMeshRes=*/false ))
 432       {
 433         SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape, proxymesh.get());
 434         return error( err );
 435       }
 436     }
 437   }
 438
 439   // Check presence of regular grid mesh on FACEs of the cube
 440   // ------------------------------------------------------------
 441
 442   // tool creating quadratic elements if needed
 443   SMESH_MesherHelper helper (aMesh);
 444   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 445
 446   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 447   {
 448     const TopoDS_Face& F = aCubeSide[i]._quad->face;
 449     StdMeshers_FaceSidePtr baseQuadSide = aCubeSide[i]._quad->side[ Q_BOTTOM ];
 450     list<TopoDS_Edge> baseEdges( baseQuadSide->Edges().begin(), baseQuadSide->Edges().end() );
 451
 452     // assure correctness of node positions on baseE:
 453     // helper.GetNodeU() will fix positions if they are wrong
 454     helper.ToFixNodeParameters( true );
 455     for ( int iE = 0; iE < baseQuadSide->NbEdges(); ++iE )
 456     {
 457       const TopoDS_Edge& baseE = baseQuadSide->Edge( iE );
 458       if ( SMESHDS_SubMesh* smDS = meshDS->MeshElements( baseE ))
 459       {
 460         bool ok;
 461         helper.SetSubShape( baseE );
 462         SMDS_ElemIteratorPtr eIt = smDS->GetElements();
 463         while ( eIt->more() )
 464         {
 465           const SMDS_MeshElement* e = eIt->next();
 466           // expect problems on a composite side
 467           try { helper.GetNodeU( baseE, e->GetNode(0), e->GetNode(1), &ok); }
 468           catch (...) {}
 469           try { helper.GetNodeU( baseE, e->GetNode(1), e->GetNode(0), &ok); }
 470           catch (...) {}
 471         }
 472       }
 473     }
 474
 475     // load grid
 476     bool ok =
 477       helper.LoadNodeColumns( aCubeSide[i]._u2nodesMap, F, baseEdges, meshDS, proxymesh.get());
 478     if ( ok )
 479     {
 480       // check if the loaded grid corresponds to nb of quadrangles on the FACE
 481       const SMESHDS_SubMesh* faceSubMesh =
 482         proxymesh ? proxymesh->GetSubMesh( F ) : meshDS->MeshElements( F );
 483       const int nbQuads = faceSubMesh->NbElements();
 484       const int nbHor = aCubeSide[i]._u2nodesMap.size() - 1;
 485       const int nbVer = aCubeSide[i]._u2nodesMap.begin()->second.size() - 1;
 486       ok = ( nbQuads == nbHor * nbVer );
 487     }
 488     if ( !ok )
 489     {
 490       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape, proxymesh.get());
 491       return error( err );
 492     }
 493   }
 494
 495   // Orient loaded grids of cube sides along axis of the unitary cube coord system
 496   bool isReverse[6];
 497   isReverse[B_BOTTOM] = beginsAtSide( aCubeSide[B_BOTTOM], aCubeSide[B_RIGHT ], proxymesh );
 498   isReverse[B_TOP   ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_TOP   ], aCubeSide[B_RIGHT ], proxymesh );
 499   isReverse[B_FRONT ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_FRONT ], aCubeSide[B_RIGHT ], proxymesh );
 500   isReverse[B_BACK  ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_BACK  ], aCubeSide[B_RIGHT ], proxymesh );
 501   isReverse[B_LEFT  ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_LEFT  ], aCubeSide[B_BACK  ], proxymesh );
 502   isReverse[B_RIGHT ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_RIGHT ], aCubeSide[B_BACK  ], proxymesh );
 503   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 504   {
 505     aCubeSide[i]._columns.resize( aCubeSide[i]._u2nodesMap.size() );
 506
 507     size_t iFwd = 0, iRev = aCubeSide[i]._columns.size()-1;
 508     size_t*  pi = isReverse[i] ? &iRev : &iFwd;
 509     TParam2ColumnMap::iterator u2nn = aCubeSide[i]._u2nodesMap.begin();
 510     for ( ; iFwd < aCubeSide[i]._columns.size(); --iRev, ++iFwd, ++u2nn )
 511       aCubeSide[i]._columns[ *pi ].swap( u2nn->second );
 512
 513     aCubeSide[i]._u2nodesMap.clear();
 514   }
 515
 516   if ( proxymesh )
 517     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 518       for ( unsigned j = 0; j < aCubeSide[i]._columns.size(); ++j)
 519         for ( unsigned k = 0; k < aCubeSide[i]._columns[j].size(); ++k)
 520         {
 521           const SMDS_MeshNode* & n = aCubeSide[i]._columns[j][k];
 522           n = proxymesh->GetProxyNode( n );
 523         }
 524
 525   // 4) Create internal nodes of the cube
 526   // -------------------------------------
 527
 528   helper.SetSubShape( aShape );
 529   helper.SetElementsOnShape(true);
 530
 531   // shortcuts to sides
 532   _FaceGrid* fBottom = & aCubeSide[ B_BOTTOM ];
 533   _FaceGrid* fRight  = & aCubeSide[ B_RIGHT  ];
 534   _FaceGrid* fTop    = & aCubeSide[ B_TOP    ];
 535   _FaceGrid* fLeft   = & aCubeSide[ B_LEFT   ];
 536   _FaceGrid* fFront  = & aCubeSide[ B_FRONT  ];
 537   _FaceGrid* fBack   = & aCubeSide[ B_BACK   ];
 538
 539   // compute normalized parameters of nodes on sides (PAL23189)
 540   computeIJK( *fBottom, COO_X, COO_Y, /*z=*/0. );
 541   computeIJK( *fRight,  COO_Y, COO_Z, /*x=*/1. );
 542   computeIJK( *fTop,    COO_X, COO_Y, /*z=*/1. );
 543   computeIJK( *fLeft,   COO_Y, COO_Z, /*x=*/0. );
 544   computeIJK( *fFront,  COO_X, COO_Z, /*y=*/0. );
 545   computeIJK( *fBack,   COO_X, COO_Z, /*y=*/1. );
 546
 547   // cube size measured in nb of nodes
 548   int x, xSize = fBottom->_columns.size() , X = xSize - 1;
 549   int y, ySize = fLeft->_columns.size()   , Y = ySize - 1;
 550   int z, zSize = fLeft->_columns[0].size(), Z = zSize - 1;
 551
 552   // columns of internal nodes "rising" from nodes of fBottom
 553   _Indexer colIndex( xSize, ySize );
 554   vector< vector< const SMDS_MeshNode* > > columns( colIndex.size() );
 555
 556   // fill node columns by front and back box sides
 557   for ( x = 0; x < xSize; ++x ) {
 558     vector< const SMDS_MeshNode* >& column0 = columns[ colIndex( x, 0 )];
 559     vector< const SMDS_MeshNode* >& column1 = columns[ colIndex( x, Y )];
 560     column0.resize( zSize );
 561     column1.resize( zSize );
 562     for ( z = 0; z < zSize; ++z ) {
 563       column0[ z ] = fFront->GetNode( x, z );
 564       column1[ z ] = fBack ->GetNode( x, z );
 565     }
 566   }
 567   // fill node columns by left and right box sides
 568   for ( y = 1; y < ySize-1; ++y ) {
 569     vector< const SMDS_MeshNode* >& column0 = columns[ colIndex( 0, y )];
 570     vector< const SMDS_MeshNode* >& column1 = columns[ colIndex( X, y )];
 571     column0.resize( zSize );
 572     column1.resize( zSize );
 573     for ( z = 0; z < zSize; ++z ) {
 574       column0[ z ] = fLeft ->GetNode( y, z );
 575       column1[ z ] = fRight->GetNode( y, z );
 576     }
 577   }
 578   // get nodes from top and bottom box sides
 579   for ( x = 1; x < xSize-1; ++x ) {
 580     for ( y = 1; y < ySize-1; ++y ) {
 581       vector< const SMDS_MeshNode* >& column = columns[ colIndex( x, y )];
 582       column.resize( zSize );
 583       column.front() = fBottom->GetNode( x, y );
 584       column.back()  = fTop   ->GetNode( x, y );
 585     }
 586   }
 587
 588   // projection points of the internal node on cube sub-shapes by which
 589   // coordinates of the internal node are computed
 590   vector<gp_XYZ> pointsOnShapes( SMESH_Block::ID_Shell );
 591
 592   // projections on vertices are constant
 593   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V000 ] = fBottom->GetXYZ( 0, 0 );
 594   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V100 ] = fBottom->GetXYZ( X, 0 );
 595   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V010 ] = fBottom->GetXYZ( 0, Y );
 596   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V110 ] = fBottom->GetXYZ( X, Y );
 597   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V001 ] = fTop->GetXYZ( 0, 0 );
 598   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V101 ] = fTop->GetXYZ( X, 0 );
 599   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V011 ] = fTop->GetXYZ( 0, Y );
 600   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V111 ] = fTop->GetXYZ( X, Y );
 601
 602   gp_XYZ params; // normalized parameters of an internal node within the unit box
 603   for ( x = 1; x < xSize-1; ++x )
 604   {
 605     const double rX = x / double(X);
 606     for ( y = 1; y < ySize-1; ++y )
 607     {
 608       const double rY = y / double(Y);
 609
 610       // a column to fill in during z loop
 611       vector< const SMDS_MeshNode* >& column = columns[ colIndex( x, y )];
 612       // projection points on horizontal edges
 613       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex00 ] = fBottom->GetXYZ( x, 0 );
 614       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex10 ] = fBottom->GetXYZ( x, Y );
 615       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E0y0 ] = fBottom->GetXYZ( 0, y );
 616       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E1y0 ] = fBottom->GetXYZ( X, y );
 617       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex01 ] = fTop->GetXYZ( x, 0 );
 618       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex11 ] = fTop->GetXYZ( x, Y );
 619       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E0y1 ] = fTop->GetXYZ( 0, y );
 620       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E1y1 ] = fTop->GetXYZ( X, y );
 621       // projection points on horizontal faces
 622       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fxy0 ] = fBottom->GetXYZ( x, y );
 623       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fxy1 ] = fTop   ->GetXYZ( x, y );
 624       for ( z = 1; z < zSize-1; ++z ) // z loop
 625       {
 626         const double rZ = z / double(Z);
 627
 628         const gp_XYZ& pBo = fBottom->GetIJK( x, y );
 629         const gp_XYZ& pTo = fTop   ->GetIJK( x, y );
 630         const gp_XYZ& pFr = fFront ->GetIJK( x, z );
 631         const gp_XYZ& pBa = fBack  ->GetIJK( x, z );
 632         const gp_XYZ& pLe = fLeft  ->GetIJK( y, z );
 633         const gp_XYZ& pRi = fRight ->GetIJK( y, z );
 634         params.SetCoord( 1, 0.5 * ( pBo.X() * ( 1. - rZ ) + pTo.X() * rZ  +
 635                                     pFr.X() * ( 1. - rY ) + pBa.X() * rY ));
 636         params.SetCoord( 2, 0.5 * ( pBo.Y() * ( 1. - rZ ) + pTo.Y() * rZ  +
 637                                     pLe.Y() * ( 1. - rX ) + pRi.Y() * rX ));
 638         params.SetCoord( 3, 0.5 * ( pFr.Z() * ( 1. - rY ) + pBa.Z() * rY  +
 639                                     pLe.Z() * ( 1. - rX ) + pRi.Z() * rX ));
 640
 641         // projection points on vertical edges
 642         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E00z ] = fFront->GetXYZ( 0, z );
 643         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E10z ] = fFront->GetXYZ( X, z );
 644         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E01z ] = fBack->GetXYZ( 0, z );
 645         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E11z ] = fBack->GetXYZ( X, z );
 646         // projection points on vertical faces
 647         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fx0z ] = fFront->GetXYZ( x, z );
 648         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fx1z ] = fBack ->GetXYZ( x, z );
 649         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_F0yz ] = fLeft ->GetXYZ( y, z );
 650         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_F1yz ] = fRight->GetXYZ( y, z );
 651
 652         // compute internal node coordinates
 653         gp_XYZ coords;
 654         SMESH_Block::ShellPoint( params, pointsOnShapes, coords );
 655         column[ z ] = helper.AddNode( coords.X(), coords.Y(), coords.Z() );
 656       }
 657     }
 658   }
 659
 660   // side data no more needed, free memory
 661   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 662     aCubeSide[i]._columns.clear();
 663
 664   // 5) Create hexahedrons
 665   // ---------------------
 666
 667   for ( x = 0; x < xSize-1; ++x ) {
 668     for ( y = 0; y < ySize-1; ++y ) {
 669       vector< const SMDS_MeshNode* >& col00 = columns[ colIndex( x, y )];
 670       vector< const SMDS_MeshNode* >& col10 = columns[ colIndex( x+1, y )];
 671       vector< const SMDS_MeshNode* >& col01 = columns[ colIndex( x, y+1 )];
 672       vector< const SMDS_MeshNode* >& col11 = columns[ colIndex( x+1, y+1 )];
 673       for ( z = 0; z < zSize-1; ++z )
 674       {
 675         // bottom face normal of a hexa mush point outside the volume
 676         helper.AddVolume(col00[z],   col01[z],   col11[z],   col10[z],
 677                          col00[z+1], col01[z+1], col11[z+1], col10[z+1]);
 678       }
 679     }
 680   }
 681   return true;
 682 }
 683
 684 //=============================================================================
 685 /*!
 686  *  Evaluate
 687  */
 688 //=============================================================================
 689
 690 bool StdMeshers_Hexa_3D::Evaluate(SMESH_Mesh & aMesh,
 691                                   const TopoDS_Shape & aShape,
 692                                   MapShapeNbElems& aResMap)
 693 {
 694   vector < SMESH_subMesh * >meshFaces;
 695   TopTools_SequenceOfShape aFaces;
 696   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 697     aFaces.Append(exp.Current());
 698     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMeshContaining(exp.Current());
 699     ASSERT(aSubMesh);
 700     meshFaces.push_back(aSubMesh);
 701   }
 702   if (meshFaces.size() != 6) {
 703     //return error(COMPERR_BAD_SHAPE, TComm(meshFaces.size())<<" instead of 6 faces in a block");
 704     static StdMeshers_CompositeHexa_3D compositeHexa(-10, 0, aMesh.GetGen());
 705     return compositeHexa.Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 706   }
 707
 708   int i = 0;
 709   for(; i<6; i++) {
 710     //TopoDS_Shape aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 711     TopoDS_Shape aFace = aFaces.Value(i+1);
 712     SMESH_Algo *algo = _gen->GetAlgo(aMesh, aFace);
 713     if( !algo ) {
 714       std::vector<int> aResVec(SMDSEntity_Last);
 715       for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aResVec[i] = 0;
 716       SMESH_subMesh * sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 717       aResMap.insert(std::make_pair(sm,aResVec));
 718       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 719       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 720       return false;
 721     }
 722     string algoName = algo->GetName();
 723     bool isAllQuad = false;
 724     if (algoName == "Quadrangle_2D") {
 725       MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(meshFaces[i]);
 726       if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 727       std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 728       int nbtri = Max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 729       if( nbtri == 0 )
 730         isAllQuad = true;
 731     }
 732     if ( ! isAllQuad ) {
 733       return EvaluatePentahedralMesh(aMesh, aShape, aResMap);
 734     }
 735   }
 736
 737   // find number of 1d elems for 1 face
 738   int nb1d = 0;
 739   TopTools_MapOfShape Edges1;
 740   bool IsQuadratic = false;
 741   bool IsFirst = true;
 742   for (TopExp_Explorer exp(aFaces.Value(1), TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 743     Edges1.Add(exp.Current());
 744     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(exp.Current());
 745     if( sm ) {
 746       MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 747       if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 748       std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 749       nb1d += Max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 750       if(IsFirst) {
 751         IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 752         IsFirst = false;
 753       }
 754     }
 755   }
 756   // find face opposite to 1 face
 757   int OppNum = 0;
 758   for(i=2; i<=6; i++) {
 759     bool IsOpposite = true;
 760     for(TopExp_Explorer exp(aFaces.Value(i), TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 761       if( Edges1.Contains(exp.Current()) ) {
 762         IsOpposite = false;
 763         break;
 764       }
 765     }
 766     if(IsOpposite) {
 767       OppNum = i;
 768       break;
 769     }
 770   }
 771   // find number of 2d elems on side faces
 772   int nb2d = 0;
 773   for(i=2; i<=6; i++) {
 774     if( i == OppNum ) continue;
 775     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find( meshFaces[i-1] );
 776     if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 777     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 778     nb2d += Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 779   }
 780
 781   MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find( meshFaces[0] );
 782   std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 783   int nb2d_face0 = Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 784   int nb0d_face0 = aVec[SMDSEntity_Node];
 785
 786   std::vector<int> aResVec(SMDSEntity_Last);
 787   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aResVec[i] = 0;
 788   if(IsQuadratic) {
 789     aResVec[SMDSEntity_Quad_Hexa] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
 790     int nb1d_face0_int = ( nb2d_face0*4 - nb1d ) / 2;
 791     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( 2*nb2d/nb1d - 1 ) - nb1d_face0_int * nb2d/nb1d;
 792   }
 793   else {
 794     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( nb2d/nb1d - 1 );
 795     aResVec[SMDSEntity_Hexa] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
 796   }
 797   SMESH_subMesh * sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 798   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aResVec));
 799
 800   return true;
 801 }
 802
 803 //================================================================================
 804 /*!
 805  * \brief Computes hexahedral mesh from 2D mesh of block
 806  */
 807 //================================================================================
 808
 809 bool StdMeshers_Hexa_3D::Compute(SMESH_Mesh & aMesh, SMESH_MesherHelper* aHelper)
 810 {
 811   static StdMeshers_HexaFromSkin_3D * algo = 0;
 812   if ( !algo ) {
 813     SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 814     algo = new StdMeshers_HexaFromSkin_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 815   }
 816   algo->InitComputeError();
 817   algo->Compute( aMesh, aHelper );
 818   return error( algo->GetComputeError());
 819 }
 820
 821 //================================================================================
 822 /*!
 823  * \brief Return true if the algorithm can mesh this shape
 824  *  \param [in] aShape - shape to check
 825  *  \param [in] toCheckAll - if true, this check returns OK if all shapes are OK,
 826  *              else, returns OK if at least one shape is OK
 827  */
 828 //================================================================================
 829
 830 bool StdMeshers_Hexa_3D::IsApplicable( const TopoDS_Shape & aShape, bool toCheckAll )
 831 {
 832   TopExp_Explorer exp0( aShape, TopAbs_SOLID );
 833   if ( !exp0.More() ) return false;
 834
 835   for ( ; exp0.More(); exp0.Next() )
 836   {
 837     int nbFoundShells = 0;
 838     TopExp_Explorer exp1( exp0.Current(), TopAbs_SHELL );
 839     for ( ; exp1.More(); exp1.Next(), ++nbFoundShells)
 840       if ( nbFoundShells == 2 ) break;
 841     if ( nbFoundShells != 1 ) {
 842       if ( toCheckAll ) return false;
 843       continue;
 844     }
 845     exp1.Init( exp0.Current(), TopAbs_FACE );
 846     int nbEdges = SMESH_MesherHelper::Count( exp1.Current(), TopAbs_EDGE, /*ignoreSame=*/true );
 847     bool ok = ( nbEdges > 3 );
 848     if ( toCheckAll && !ok ) return false;
 849     if ( !toCheckAll && ok ) return true;
 850   }
 851   return toCheckAll;
 852 };
 853
 854 //=======================================================================
 855 //function : ComputePentahedralMesh
 856 //purpose  :
 857 //=======================================================================
 858
 859 SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &          aMesh,
 860                                              const TopoDS_Shape &  aShape,
 861                                              SMESH_ProxyMesh*      proxyMesh)
 862 {
 863   SMESH_ComputeErrorPtr err = SMESH_ComputeError::New();
 864   if ( proxyMesh )
 865   {
 866     err->myName = COMPERR_BAD_INPUT_MESH;
 867     err->myComment = "Can't build pentahedral mesh on viscous layers";
 868     return err;
 869   }
 870   bool bOK;
 871   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 872   //
 873   bOK=anAlgo.Compute(aMesh, aShape);
 874   //
 875   err = anAlgo.GetComputeError();
 876   //
 877   if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
 878   {
 879     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
 880     if ( !aPrism3D ) {
 881       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 882       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 883     }
 884     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 885     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
 886       aPrism3D->InitComputeError();
 887       bOK = aPrism3D->Compute( aMesh, aShape );
 888       err = aPrism3D->GetComputeError();
 889     }
 890   }
 891   return err;
 892 }
 893
 894
 895 //=======================================================================
 896 //function : EvaluatePentahedralMesh
 897 //purpose  :
 898 //=======================================================================
 899
 900 bool EvaluatePentahedralMesh(SMESH_Mesh & aMesh,
 901                              const TopoDS_Shape & aShape,
 902                              MapShapeNbElems& aResMap)
 903 {
 904   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 905   bool bOK = anAlgo.Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 906
 907   //err = anAlgo.GetComputeError();
 908   //if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
 909   if( !bOK ) {
 910     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
 911     if ( !aPrism3D ) {
 912       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 913       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 914     }
 915     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 916     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
 917       return aPrism3D->Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 918     }
 919   }
 920
 921   return bOK;
 922 }