src/StdMeshers/StdMeshers_Hexa_3D.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
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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_MeshElement.hxx"
  46 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  47 #include "SMDS_FacePosition.hxx"
  48 #include "SMDS_VolumeTool.hxx"
  49 #include "SMDS_VolumeOfNodes.hxx"
  50
  51 #include <TopExp.hxx>
  52 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  53 #include <TopTools_IndexedDataMapOfShapeListOfShape.hxx>
  54 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  55 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  56 #include <TopTools_SequenceOfShape.hxx>
  57 #include <TopTools_MapOfShape.hxx>
  58 #include <TopoDS.hxx>
  59 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  60
  61 #include "utilities.h"
  62 #include "Utils_ExceptHandlers.hxx"
  63
  64 typedef SMESH_Comment TComm;
  65
  66 using namespace std;
  67
  68 static SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &,
  69                                                     const TopoDS_Shape &,
  70                                                     SMESH_ProxyMesh* proxyMesh=0);
  71
  72 static bool EvaluatePentahedralMesh(SMESH_Mesh &, const TopoDS_Shape &,
  73                                     MapShapeNbElems &);
  74
  75 //=============================================================================
  76 /*!
  77  * Constructor
  78  */
  79 //=============================================================================
  80
  81 StdMeshers_Hexa_3D::StdMeshers_Hexa_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
  82   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  83 {
  84   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::StdMeshers_Hexa_3D");
  85   _name = "Hexa_3D";
  86   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);       // 1 bit /shape type
  87   _requireShape = false;
  88   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
  89 }
  90
  91 //=============================================================================
  92 /*!
  93  * Destructor
  94  */
  95 //=============================================================================
  96
  97 StdMeshers_Hexa_3D::~StdMeshers_Hexa_3D()
  98 {
  99   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::~StdMeshers_Hexa_3D");
 100 }
 101
 102 //=============================================================================
 103 /*!
 104  * Retrieves defined hypotheses
 105  */
 106 //=============================================================================
 107
 108 bool StdMeshers_Hexa_3D::CheckHypothesis
 109                          (SMESH_Mesh&                          aMesh,
 110                           const TopoDS_Shape&                  aShape,
 111                           SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
 112 {
 113   // check nb of faces in the shape
 114 /*  PAL16229
 115   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_BAD_GEOMETRY;
 116   int nbFaces = 0;
 117   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next())
 118     if ( ++nbFaces > 6 )
 119       break;
 120   if ( nbFaces != 6 )
 121     return false;
 122 */
 123
 124   _viscousLayersHyp = NULL;
 125
 126   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 127     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 128   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 129   if ( h == hyps.end())
 130   {
 131     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 132     return true;
 133   }
 134
 135   aStatus = HYP_OK;
 136   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 137   {
 138     string hypName = (*h)->GetName();
 139     if ( find( _compatibleHypothesis.begin(),_compatibleHypothesis.end(),hypName )
 140          != _compatibleHypothesis.end() )
 141     {
 142       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 143     }
 144     else
 145     {
 146       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 147     }
 148   }
 149
 150   if ( !_viscousLayersHyp )
 151     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 152
 153   return aStatus == HYP_OK;
 154 }
 155
 156 namespace
 157 {
 158   //=============================================================================
 159
 160   typedef boost::shared_ptr< FaceQuadStruct > FaceQuadStructPtr;
 161
 162   // symbolic names of box sides
 163   enum EBoxSides{ B_BOTTOM=0, B_RIGHT, B_TOP, B_LEFT, B_FRONT, B_BACK, B_NB_SIDES };
 164
 165   // symbolic names of sides of quadrangle
 166   enum EQuadSides{ Q_BOTTOM=0, Q_RIGHT, Q_TOP, Q_LEFT, Q_NB_SIDES };
 167
 168   //=============================================================================
 169   /*!
 170    * \brief Container of nodes of structured mesh on a qudrangular geom FACE
 171    */
 172   struct _FaceGrid
 173   {
 174     // face sides
 175     FaceQuadStructPtr _quad;
 176
 177     // map of (node parameter on EDGE) to (column (vector) of nodes)
 178     TParam2ColumnMap _u2nodesMap;
 179
 180     // node column's taken form _u2nodesMap taking into account sub-shape orientation
 181     vector<TNodeColumn> _columns;
 182
 183     // geometry of a cube side
 184     TopoDS_Face _sideF;
 185
 186     const SMDS_MeshNode* GetNode(int iCol, int iRow) const
 187     {
 188       return _columns[iCol][iRow];
 189     }
 190     gp_XYZ GetXYZ(int iCol, int iRow) const
 191     {
 192       return SMESH_TNodeXYZ( GetNode( iCol, iRow ));
 193     }
 194   };
 195
 196   //================================================================================
 197   /*!
 198    * \brief Convertor of a pair of integers to a sole index
 199    */
 200   struct _Indexer
 201   {
 202     int _xSize, _ySize;
 203     _Indexer( int xSize, int ySize ): _xSize(xSize), _ySize(ySize) {}
 204     int size() const { return _xSize * _ySize; }
 205     int operator()(const int x, const int y) const { return y * _xSize + x; }
 206   };
 207
 208   //================================================================================
 209   /*!
 210    * \brief Appends a range of node columns from a map to another map
 211    */
 212   template< class TMapIterator >
 213   void append( TParam2ColumnMap& toMap, TMapIterator from, TMapIterator to )
 214   {
 215     const SMDS_MeshNode* lastNode = toMap.rbegin()->second[0];
 216     const SMDS_MeshNode* firstNode = from->second[0];
 217     if ( lastNode == firstNode )
 218       from++;
 219     double u = toMap.rbegin()->first;
 220     for (; from != to; ++from )
 221     {
 222       u += 1;
 223       TParam2ColumnMap::iterator u2nn = toMap.insert( toMap.end(), make_pair ( u, TNodeColumn()));
 224       u2nn->second.swap( from->second );
 225     }
 226   }
 227
 228   //================================================================================
 229   /*!
 230    * \brief Finds FaceQuadStruct having a side equal to a given one and rearranges
 231    *  the found FaceQuadStruct::side to have the given side at a Q_BOTTOM place
 232    */
 233   FaceQuadStructPtr getQuadWithBottom( StdMeshers_FaceSide* side,
 234                                        FaceQuadStructPtr    quad[ 6 ])
 235   {
 236     FaceQuadStructPtr foundQuad;
 237     for ( int i = 1; i < 6; ++i )
 238     {
 239       if ( !quad[i] ) continue;
 240       for ( unsigned iS = 0; iS < quad[i]->side.size(); ++iS )
 241       {
 242         const StdMeshers_FaceSide* side2 = quad[i]->side[iS];
 243         if (( side->FirstVertex().IsSame( side2->FirstVertex() ) ||
 244               side->FirstVertex().IsSame( side2->LastVertex() ))
 245             &&
 246             ( side->LastVertex().IsSame( side2->FirstVertex() ) ||
 247               side->LastVertex().IsSame( side2->LastVertex() ))
 248             )
 249         {
 250           if ( iS != Q_BOTTOM )
 251           {
 252             vector< StdMeshers_FaceSide*> newSides;
 253             for ( unsigned j = iS; j < quad[i]->side.size(); ++j )
 254               newSides.push_back( quad[i]->side[j] );
 255             for ( unsigned j = 0; j < iS; ++j )
 256               newSides.push_back( quad[i]->side[j] );
 257             quad[i]->side.swap( newSides );
 258           }
 259           foundQuad.swap(quad[i]);
 260           return foundQuad;
 261         }
 262       }
 263     }
 264     return foundQuad;
 265   }
 266 }
 267
 268 //=============================================================================
 269 /*!
 270  * Generates hexahedron mesh on hexaedron like form using algorithm from
 271  * "Application de l'interpolation transfinie à la création de maillages
 272  *  C0 ou G1 continus sur des triangles, quadrangles, tetraedres, pentaedres
 273  *  et hexaedres déformés."
 274  * Alain PERONNET - 8 janvier 1999
 275  */
 276 //=============================================================================
 277
 278 bool StdMeshers_Hexa_3D::Compute(SMESH_Mesh &         aMesh,
 279                                  const TopoDS_Shape & aShape)// throw(SALOME_Exception)
 280 {
 281   // PAL14921. Enable catching std::bad_alloc and Standard_OutOfMemory outside
 282   //Unexpect aCatch(SalomeException);
 283   MESSAGE("StdMeshers_Hexa_3D::Compute");
 284   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 285
 286   // Shape verification
 287   // ----------------------
 288
 289   // shape must be a solid (or a shell) with 6 faces
 290   TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_SHELL);
 291   if ( !exp.More() )
 292     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "No SHELL in the geometry");
 293   if ( exp.Next(), exp.More() )
 294     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "More than one SHELL in the geometry");
 295
 296   TopTools_IndexedMapOfShape FF;
 297   TopExp::MapShapes( aShape, TopAbs_FACE, FF);
 298   if ( FF.Extent() != 6)
 299   {
 300     static StdMeshers_CompositeHexa_3D compositeHexa(_gen->GetANewId(), 0, _gen);
 301     if ( !compositeHexa.Compute( aMesh, aShape ))
 302       return error( compositeHexa.GetComputeError() );
 303     return true;
 304   }
 305
 306   // Find sides of a cube
 307   // ---------------------
 308
 309   FaceQuadStructPtr quad[ 6 ];
 310   StdMeshers_Quadrangle_2D quadAlgo( _gen->GetANewId(), GetStudyId(), _gen);
 311   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 312   {
 313     if ( !( quad[i] = FaceQuadStructPtr( quadAlgo.CheckNbEdges( aMesh, FF( i+1 )))))
 314       return error( quadAlgo.GetComputeError() );
 315     if ( quad[i]->side.size() != 4 )
 316       return error( COMPERR_BAD_SHAPE, "Not a quadrangular box side" );
 317   }
 318
 319   _FaceGrid aCubeSide[ 6 ];
 320
 321   swap( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad, quad[0] );
 322   swap( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[ Q_RIGHT],// direct the normal of bottom quad inside cube
 323         aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[ Q_LEFT ] );
 324
 325   aCubeSide[B_FRONT]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_BOTTOM], quad );
 326   aCubeSide[B_RIGHT]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_RIGHT ], quad );
 327   aCubeSide[B_BACK ]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_TOP   ], quad );
 328   aCubeSide[B_LEFT ]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_LEFT  ], quad );
 329   if ( aCubeSide[B_FRONT ]._quad )
 330     aCubeSide[B_TOP  ]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_FRONT ]._quad->side[Q_TOP ], quad );
 331
 332   for ( int i = 1; i < 6; ++i )
 333     if ( !aCubeSide[i]._quad )
 334       return error( COMPERR_BAD_SHAPE );
 335
 336   // Make viscous layers
 337   // --------------------
 338
 339   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxymesh;
 340   if ( _viscousLayersHyp )
 341   {
 342     proxymesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape, /*makeN2NMap=*/ true );
 343     if ( !proxymesh )
 344       return false;
 345   }
 346
 347   // Check if there are triangles on cube sides
 348   // -------------------------------------------
 349
 350   if ( aMesh.NbTriangles() > 0 )
 351   {
 352     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 353     {
 354       const TopoDS_Face& sideF = aCubeSide[i]._quad->face;
 355       if ( SMESHDS_SubMesh* smDS = meshDS->MeshElements( sideF ))
 356       {
 357         bool isAllQuad = true;
 358         SMDS_ElemIteratorPtr fIt = smDS->GetElements();
 359         while ( fIt->more() && isAllQuad )
 360         {
 361           const SMDS_MeshElement* f = fIt->next();
 362           isAllQuad = ( f->NbCornerNodes() == 4 );
 363         }
 364         if ( !isAllQuad )
 365         {
 366           SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape, proxymesh.get());
 367           return error( err );
 368         }
 369       }
 370     }
 371   }
 372
 373   // Check presence of regular grid mesh on FACEs of the cube
 374   // ------------------------------------------------------------
 375
 376   // tool creating quadratic elements if needed
 377   SMESH_MesherHelper helper (aMesh);
 378   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 379
 380   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 381   {
 382     const TopoDS_Face& F = aCubeSide[i]._quad->face;
 383     StdMeshers_FaceSide* baseQuadSide = aCubeSide[i]._quad->side[ Q_BOTTOM ];
 384     vector< TopAbs_Orientation > eOri( baseQuadSide->NbEdges() );
 385
 386     for ( int iE = 0; iE < baseQuadSide->NbEdges(); ++iE )
 387     {
 388       const TopoDS_Edge& baseE = baseQuadSide->Edge( iE );
 389       eOri[ iE ] = baseE.Orientation();
 390
 391       // assure correctness of node positions on baseE:
 392       // helper.GetNodeU() will fix positions if they are wrong
 393       if ( SMESHDS_SubMesh* smDS = meshDS->MeshElements( baseE ))
 394       {
 395         bool ok;
 396         helper.SetSubShape( baseE );
 397         SMDS_ElemIteratorPtr eIt = smDS->GetElements();
 398         while ( eIt->more() )
 399         {
 400           const SMDS_MeshElement* e = eIt->next();
 401           helper.GetNodeU( baseE, e->GetNode(0), e->GetNode(1), &ok);
 402           helper.GetNodeU( baseE, e->GetNode(1), e->GetNode(0), &ok);
 403         }
 404       }
 405
 406       // load grid
 407       TParam2ColumnMap u2nodesMap;
 408       if ( !helper.LoadNodeColumns( u2nodesMap, F, baseE, meshDS, proxymesh.get() ))
 409       {
 410         SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape, proxymesh.get());
 411         return error( err );
 412       }
 413       // store u2nodesMap
 414       if ( iE == 0 )
 415       {
 416         aCubeSide[i]._u2nodesMap.swap( u2nodesMap );
 417       }
 418       else // unite 2 maps
 419       {
 420         if ( eOri[0] == eOri[iE] )
 421           append( aCubeSide[i]._u2nodesMap, u2nodesMap.begin(), u2nodesMap.end());
 422         else
 423           append( aCubeSide[i]._u2nodesMap, u2nodesMap.rbegin(), u2nodesMap.rend());
 424       }
 425     }
 426     // check if the loaded grid corresponds to nb of quadrangles
 427     const int nbQuads = meshDS->MeshElements( F )->NbElements();
 428     const int nbHor = aCubeSide[i]._u2nodesMap.size() - 1;
 429     const int nbVer = aCubeSide[i]._u2nodesMap.begin()->second.size() - 1;
 430     if ( nbQuads != nbHor * nbVer )
 431     {
 432       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape, proxymesh.get());
 433       return error( err );
 434     }
 435   }
 436
 437   // Orient loaded grids of cube sides along axis of the unitary cube coord system
 438   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 439   {
 440     bool reverse = false;
 441     if ( helper.GetSubShapeOri( aShape.Oriented( TopAbs_FORWARD ),
 442                                 aCubeSide[i]._quad->face ) == TopAbs_REVERSED )
 443       reverse = !reverse;
 444
 445     if ( helper.GetSubShapeOri( aCubeSide[i]._quad->face.Oriented( TopAbs_FORWARD ),
 446                                 aCubeSide[i]._quad->side[0]->Edge(0) ) == TopAbs_REVERSED )
 447       reverse = !reverse;
 448
 449     if ( i == B_BOTTOM ||
 450          i == B_LEFT   ||
 451          i == B_BACK )
 452       reverse = !reverse;
 453
 454     aCubeSide[i]._columns.resize( aCubeSide[i]._u2nodesMap.size() );
 455
 456     int iFwd = 0, iRev = aCubeSide[i]._columns.size()-1;
 457     int* pi = reverse ? &iRev : &iFwd;
 458     TParam2ColumnMap::iterator u2nn = aCubeSide[i]._u2nodesMap.begin();
 459     for ( ; iFwd < aCubeSide[i]._columns.size(); --iRev, ++iFwd, ++u2nn )
 460       aCubeSide[i]._columns[ *pi ].swap( u2nn->second );
 461
 462     aCubeSide[i]._u2nodesMap.clear();
 463   }
 464
 465   if ( proxymesh )
 466     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 467       for ( unsigned j = 0; j < aCubeSide[i]._columns.size(); ++j)
 468         for ( unsigned k = 0; k < aCubeSide[i]._columns[j].size(); ++k)
 469         {
 470           const SMDS_MeshNode* & n = aCubeSide[i]._columns[j][k];
 471           n = proxymesh->GetProxyNode( n );
 472         }
 473
 474   // 4) Create internal nodes of the cube
 475   // -------------------------------------
 476
 477   helper.SetSubShape( aShape );
 478   helper.SetElementsOnShape(true);
 479
 480   // shortcuts to sides
 481   _FaceGrid* fBottom = & aCubeSide[ B_BOTTOM ];
 482   _FaceGrid* fRight  = & aCubeSide[ B_RIGHT  ];
 483   _FaceGrid* fTop    = & aCubeSide[ B_TOP    ];
 484   _FaceGrid* fLeft   = & aCubeSide[ B_LEFT   ];
 485   _FaceGrid* fFront  = & aCubeSide[ B_FRONT  ];
 486   _FaceGrid* fBack   = & aCubeSide[ B_BACK   ];
 487
 488   // cube size measured in nb of nodes
 489   int x, xSize = fBottom->_columns.size() , X = xSize - 1;
 490   int y, ySize = fLeft->_columns.size()   , Y = ySize - 1;
 491   int z, zSize = fLeft->_columns[0].size(), Z = zSize - 1;
 492
 493   // columns of internal nodes "rising" from nodes of fBottom
 494   _Indexer colIndex( xSize, ySize );
 495   vector< vector< const SMDS_MeshNode* > > columns( colIndex.size() );
 496
 497   // fill node columns by front and back box sides
 498   for ( x = 0; x < xSize; ++x ) {
 499     vector< const SMDS_MeshNode* >& column0 = columns[ colIndex( x, 0 )];
 500     vector< const SMDS_MeshNode* >& column1 = columns[ colIndex( x, Y )];
 501     column0.resize( zSize );
 502     column1.resize( zSize );
 503     for ( z = 0; z < zSize; ++z ) {
 504       column0[ z ] = fFront->GetNode( x, z );
 505       column1[ z ] = fBack ->GetNode( x, z );
 506     }
 507   }
 508   // fill node columns by left and right box sides
 509   for ( y = 1; y < ySize-1; ++y ) {
 510     vector< const SMDS_MeshNode* >& column0 = columns[ colIndex( 0, y )];
 511     vector< const SMDS_MeshNode* >& column1 = columns[ colIndex( X, y )];
 512     column0.resize( zSize );
 513     column1.resize( zSize );
 514     for ( z = 0; z < zSize; ++z ) {
 515       column0[ z ] = fLeft ->GetNode( y, z );
 516       column1[ z ] = fRight->GetNode( y, z );
 517     }
 518   }
 519   // get nodes from top and bottom box sides
 520   for ( x = 1; x < xSize-1; ++x ) {
 521     for ( y = 1; y < ySize-1; ++y ) {
 522       vector< const SMDS_MeshNode* >& column = columns[ colIndex( x, y )];
 523       column.resize( zSize );
 524       column.front() = fBottom->GetNode( x, y );
 525       column.back()  = fTop   ->GetNode( x, y );
 526     }
 527   }
 528
 529   // projection points of the internal node on cube sub-shapes by which
 530   // coordinates of the internal node are computed
 531   vector<gp_XYZ> pointsOnShapes( SMESH_Block::ID_Shell );
 532
 533   // projections on vertices are constant
 534   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V000 ] = fBottom->GetXYZ( 0, 0 );
 535   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V100 ] = fBottom->GetXYZ( X, 0 );
 536   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V010 ] = fBottom->GetXYZ( 0, Y );
 537   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V110 ] = fBottom->GetXYZ( X, Y );
 538   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V001 ] = fTop->GetXYZ( 0, 0 );
 539   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V101 ] = fTop->GetXYZ( X, 0 );
 540   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V011 ] = fTop->GetXYZ( 0, Y );
 541   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V111 ] = fTop->GetXYZ( X, Y );
 542
 543   for ( x = 1; x < xSize-1; ++x )
 544   {
 545     gp_XYZ params; // normalized parameters of internal node within a unit box
 546     params.SetCoord( 1, x / double(X) );
 547     for ( y = 1; y < ySize-1; ++y )
 548     {
 549       params.SetCoord( 2, y / double(Y) );
 550       // a column to fill in during z loop
 551       vector< const SMDS_MeshNode* >& column = columns[ colIndex( x, y )];
 552       // projection points on horizontal edges
 553       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex00 ] = fBottom->GetXYZ( x, 0 );
 554       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex10 ] = fBottom->GetXYZ( x, Y );
 555       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E0y0 ] = fBottom->GetXYZ( 0, y );
 556       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E1y0 ] = fBottom->GetXYZ( X, y );
 557       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex01 ] = fTop->GetXYZ( x, 0 );
 558       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex11 ] = fTop->GetXYZ( x, Y );
 559       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E0y1 ] = fTop->GetXYZ( 0, y );
 560       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E1y1 ] = fTop->GetXYZ( X, y );
 561       // projection points on horizontal faces
 562       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fxy0 ] = fBottom->GetXYZ( x, y );
 563       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fxy1 ] = fTop   ->GetXYZ( x, y );
 564       for ( z = 1; z < zSize-1; ++z ) // z loop
 565       {
 566         params.SetCoord( 3, z / double(Z) );
 567         // projection points on vertical edges
 568         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E00z ] = fFront->GetXYZ( 0, z );
 569         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E10z ] = fFront->GetXYZ( X, z );
 570         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E01z ] = fBack->GetXYZ( 0, z );
 571         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E11z ] = fBack->GetXYZ( X, z );
 572         // projection points on vertical faces
 573         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fx0z ] = fFront->GetXYZ( x, z );
 574         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fx1z ] = fBack ->GetXYZ( x, z );
 575         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_F0yz ] = fLeft ->GetXYZ( y, z );
 576         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_F1yz ] = fRight->GetXYZ( y, z );
 577
 578         // compute internal node coordinates
 579         gp_XYZ coords;
 580         SMESH_Block::ShellPoint( params, pointsOnShapes, coords );
 581         column[ z ] = helper.AddNode( coords.X(), coords.Y(), coords.Z() );
 582
 583       }
 584     }
 585   }
 586
 587   // side data no more needed, free memory
 588   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 589     aCubeSide[i]._columns.clear();
 590
 591   // 5) Create hexahedrons
 592   // ---------------------
 593
 594   for ( x = 0; x < xSize-1; ++x ) {
 595     for ( y = 0; y < ySize-1; ++y ) {
 596       vector< const SMDS_MeshNode* >& col00 = columns[ colIndex( x, y )];
 597       vector< const SMDS_MeshNode* >& col10 = columns[ colIndex( x+1, y )];
 598       vector< const SMDS_MeshNode* >& col01 = columns[ colIndex( x, y+1 )];
 599       vector< const SMDS_MeshNode* >& col11 = columns[ colIndex( x+1, y+1 )];
 600       for ( z = 0; z < zSize-1; ++z )
 601       {
 602         // bottom face normal of a hexa mush point outside the volume
 603         helper.AddVolume(col00[z],   col01[z],   col11[z],   col10[z],
 604                          col00[z+1], col01[z+1], col11[z+1], col10[z+1]);
 605       }
 606     }
 607   }
 608   return true;
 609 }
 610
 611 //=============================================================================
 612 /*!
 613  *  Evaluate
 614  */
 615 //=============================================================================
 616
 617 bool StdMeshers_Hexa_3D::Evaluate(SMESH_Mesh & aMesh,
 618                                   const TopoDS_Shape & aShape,
 619                                   MapShapeNbElems& aResMap)
 620 {
 621   vector < SMESH_subMesh * >meshFaces;
 622   TopTools_SequenceOfShape aFaces;
 623   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 624     aFaces.Append(exp.Current());
 625     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMeshContaining(exp.Current());
 626     ASSERT(aSubMesh);
 627     meshFaces.push_back(aSubMesh);
 628   }
 629   if (meshFaces.size() != 6) {
 630     //return error(COMPERR_BAD_SHAPE, TComm(meshFaces.size())<<" instead of 6 faces in a block");
 631     static StdMeshers_CompositeHexa_3D compositeHexa(-10, 0, aMesh.GetGen());
 632     return compositeHexa.Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 633   }
 634
 635   int i = 0;
 636   for(; i<6; i++) {
 637     //TopoDS_Shape aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 638     TopoDS_Shape aFace = aFaces.Value(i+1);
 639     SMESH_Algo *algo = _gen->GetAlgo(aMesh, aFace);
 640     if( !algo ) {
 641       std::vector<int> aResVec(SMDSEntity_Last);
 642       for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aResVec[i] = 0;
 643       SMESH_subMesh * sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 644       aResMap.insert(std::make_pair(sm,aResVec));
 645       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 646       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 647       return false;
 648     }
 649     string algoName = algo->GetName();
 650     bool isAllQuad = false;
 651     if (algoName == "Quadrangle_2D") {
 652       MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(meshFaces[i]);
 653       if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 654       std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 655       int nbtri = Max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 656       if( nbtri == 0 )
 657         isAllQuad = true;
 658     }
 659     if ( ! isAllQuad ) {
 660       return EvaluatePentahedralMesh(aMesh, aShape, aResMap);
 661     }
 662   }
 663
 664   // find number of 1d elems for 1 face
 665   int nb1d = 0;
 666   TopTools_MapOfShape Edges1;
 667   bool IsQuadratic = false;
 668   bool IsFirst = true;
 669   for (TopExp_Explorer exp(aFaces.Value(1), TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 670     Edges1.Add(exp.Current());
 671     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(exp.Current());
 672     if( sm ) {
 673       MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 674       if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 675       std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 676       nb1d += Max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 677       if(IsFirst) {
 678         IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 679         IsFirst = false;
 680       }
 681     }
 682   }
 683   // find face opposite to 1 face
 684   int OppNum = 0;
 685   for(i=2; i<=6; i++) {
 686     bool IsOpposite = true;
 687     for(TopExp_Explorer exp(aFaces.Value(i), TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 688       if( Edges1.Contains(exp.Current()) ) {
 689         IsOpposite = false;
 690         break;
 691       }
 692     }
 693     if(IsOpposite) {
 694       OppNum = i;
 695       break;
 696     }
 697   }
 698   // find number of 2d elems on side faces
 699   int nb2d = 0;
 700   for(i=2; i<=6; i++) {
 701     if( i == OppNum ) continue;
 702     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find( meshFaces[i-1] );
 703     if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 704     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 705     nb2d += Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 706   }
 707
 708   MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find( meshFaces[0] );
 709   std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 710   int nb2d_face0 = Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 711   int nb0d_face0 = aVec[SMDSEntity_Node];
 712
 713   std::vector<int> aResVec(SMDSEntity_Last);
 714   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aResVec[i] = 0;
 715   if(IsQuadratic) {
 716     aResVec[SMDSEntity_Quad_Hexa] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
 717     int nb1d_face0_int = ( nb2d_face0*4 - nb1d ) / 2;
 718     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( 2*nb2d/nb1d - 1 ) - nb1d_face0_int * nb2d/nb1d;
 719   }
 720   else {
 721     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( nb2d/nb1d - 1 );
 722     aResVec[SMDSEntity_Hexa] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
 723   }
 724   SMESH_subMesh * sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 725   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aResVec));
 726
 727   return true;
 728 }
 729
 730 //================================================================================
 731 /*!
 732  * \brief Computes hexahedral mesh from 2D mesh of block
 733  */
 734 //================================================================================
 735
 736 bool StdMeshers_Hexa_3D::Compute(SMESH_Mesh & aMesh, SMESH_MesherHelper* aHelper)
 737 {
 738   static StdMeshers_HexaFromSkin_3D * algo = 0;
 739   if ( !algo ) {
 740     SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 741     algo = new StdMeshers_HexaFromSkin_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 742   }
 743   algo->InitComputeError();
 744   algo->Compute( aMesh, aHelper );
 745   return error( algo->GetComputeError());
 746 }
 747
 748 //=======================================================================
 749 //function : ComputePentahedralMesh
 750 //purpose  :
 751 //=======================================================================
 752
 753 SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &          aMesh,
 754                                              const TopoDS_Shape &  aShape,
 755                                              SMESH_ProxyMesh*      proxyMesh)
 756 {
 757   SMESH_ComputeErrorPtr err = SMESH_ComputeError::New();
 758   if ( proxyMesh )
 759   {
 760     err->myName = COMPERR_BAD_INPUT_MESH;
 761     err->myComment = "Can't build pentahedral mesh on viscous layers";
 762     return err;
 763   }
 764   bool bOK;
 765   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 766   //
 767   bOK=anAlgo.Compute(aMesh, aShape);
 768   //
 769   err = anAlgo.GetComputeError();
 770   //
 771   if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
 772   {
 773     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
 774     if ( !aPrism3D ) {
 775       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 776       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 777     }
 778     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 779     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
 780       aPrism3D->InitComputeError();
 781       bOK = aPrism3D->Compute( aMesh, aShape );
 782       err = aPrism3D->GetComputeError();
 783     }
 784   }
 785   return err;
 786 }
 787
 788
 789 //=======================================================================
 790 //function : EvaluatePentahedralMesh
 791 //purpose  :
 792 //=======================================================================
 793
 794 bool EvaluatePentahedralMesh(SMESH_Mesh & aMesh,
 795                              const TopoDS_Shape & aShape,
 796                              MapShapeNbElems& aResMap)
 797 {
 798   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 799   bool bOK = anAlgo.Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 800
 801   //err = anAlgo.GetComputeError();
 802   //if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
 803   if( !bOK ) {
 804     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
 805     if ( !aPrism3D ) {
 806       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 807       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 808     }
 809     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 810     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
 811       return aPrism3D->Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 812     }
 813   }
 814
 815   return bOK;
 816 }