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   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 357
 358   // Shape verification
 359   // ----------------------
 360
 361   // shape must be a solid (or a shell) with 6 faces
 362   TopExp_Explorer exp(aShape,TopAbs_SHELL);
 363   if ( !exp.More() )
 364     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "No SHELL in the geometry");
 365   if ( exp.Next(), exp.More() )
 366     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, "More than one SHELL in the geometry");
 367
 368   TopTools_IndexedMapOfShape FF;
 369   TopExp::MapShapes( aShape, TopAbs_FACE, FF);
 370   if ( FF.Extent() != 6)
 371   {
 372     static StdMeshers_CompositeHexa_3D compositeHexa(_gen->GetANewId(), 0, _gen);
 373     if ( !compositeHexa.Compute( aMesh, aShape ))
 374       return error( compositeHexa.GetComputeError() );
 375     return true;
 376   }
 377
 378   // Find sides of a cube
 379   // ---------------------
 380
 381   FaceQuadStructPtr quad[ 6 ];
 382   StdMeshers_Quadrangle_2D quadAlgo( _gen->GetANewId(), GetStudyId(), _gen);
 383   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 384   {
 385     if ( !( quad[i] = FaceQuadStructPtr( quadAlgo.CheckNbEdges( aMesh, FF( i+1 )))))
 386       return error( quadAlgo.GetComputeError() );
 387     if ( quad[i]->side.size() != 4 )
 388       return error( COMPERR_BAD_SHAPE, "Not a quadrangular box side" );
 389   }
 390
 391   _FaceGrid aCubeSide[ 6 ];
 392
 393   swap( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad, quad[0] );
 394   swap( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[ Q_RIGHT],// direct the normal of bottom quad inside cube
 395         aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[ Q_LEFT ] );
 396
 397   aCubeSide[B_FRONT]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_BOTTOM], quad );
 398   aCubeSide[B_RIGHT]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_RIGHT ], quad );
 399   aCubeSide[B_BACK ]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_TOP   ], quad );
 400   aCubeSide[B_LEFT ]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_BOTTOM]._quad->side[Q_LEFT  ], quad );
 401   if ( aCubeSide[B_FRONT ]._quad )
 402     aCubeSide[B_TOP]._quad = getQuadWithBottom( aCubeSide[B_FRONT ]._quad->side[Q_TOP ], quad );
 403
 404   for ( int i = 1; i < 6; ++i )
 405     if ( !aCubeSide[i]._quad )
 406       return error( COMPERR_BAD_SHAPE );
 407
 408   // Make viscous layers
 409   // --------------------
 410
 411   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxymesh;
 412   if ( _viscousLayersHyp )
 413   {
 414     proxymesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape, /*makeN2NMap=*/ true );
 415     if ( !proxymesh )
 416       return false;
 417   }
 418
 419   // Check if there are triangles on cube sides
 420   // -------------------------------------------
 421
 422   if ( aMesh.NbTriangles() > 0 )
 423   {
 424     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 425     {
 426       const TopoDS_Face& sideF = aCubeSide[i]._quad->face;
 427       const SMESHDS_SubMesh* smDS =
 428         proxymesh ? proxymesh->GetSubMesh( sideF ) : meshDS->MeshElements( sideF );
 429       if ( !SMESH_MesherHelper::IsSameElemGeometry( smDS, SMDSGeom_QUADRANGLE,
 430                                                     /*nullSubMeshRes=*/false ))
 431       {
 432         SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape, proxymesh.get());
 433         return error( err );
 434       }
 435     }
 436   }
 437
 438   // Check presence of regular grid mesh on FACEs of the cube
 439   // ------------------------------------------------------------
 440
 441   // tool creating quadratic elements if needed
 442   SMESH_MesherHelper helper (aMesh);
 443   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 444
 445   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 446   {
 447     const TopoDS_Face& F = aCubeSide[i]._quad->face;
 448     StdMeshers_FaceSidePtr baseQuadSide = aCubeSide[i]._quad->side[ Q_BOTTOM ];
 449     list<TopoDS_Edge> baseEdges( baseQuadSide->Edges().begin(), baseQuadSide->Edges().end() );
 450
 451     // assure correctness of node positions on baseE:
 452     // helper.GetNodeU() will fix positions if they are wrong
 453     helper.ToFixNodeParameters( true );
 454     for ( int iE = 0; iE < baseQuadSide->NbEdges(); ++iE )
 455     {
 456       const TopoDS_Edge& baseE = baseQuadSide->Edge( iE );
 457       if ( SMESHDS_SubMesh* smDS = meshDS->MeshElements( baseE ))
 458       {
 459         bool ok;
 460         helper.SetSubShape( baseE );
 461         SMDS_ElemIteratorPtr eIt = smDS->GetElements();
 462         while ( eIt->more() )
 463         {
 464           const SMDS_MeshElement* e = eIt->next();
 465           // expect problems on a composite side
 466           try { helper.GetNodeU( baseE, e->GetNode(0), e->GetNode(1), &ok); }
 467           catch (...) {}
 468           try { helper.GetNodeU( baseE, e->GetNode(1), e->GetNode(0), &ok); }
 469           catch (...) {}
 470         }
 471       }
 472     }
 473
 474     // load grid
 475     bool ok =
 476       helper.LoadNodeColumns( aCubeSide[i]._u2nodesMap, F, baseEdges, meshDS, proxymesh.get());
 477     if ( ok )
 478     {
 479       // check if the loaded grid corresponds to nb of quadrangles on the FACE
 480       const SMESHDS_SubMesh* faceSubMesh =
 481         proxymesh ? proxymesh->GetSubMesh( F ) : meshDS->MeshElements( F );
 482       const int nbQuads = faceSubMesh->NbElements();
 483       const int nbHor = aCubeSide[i]._u2nodesMap.size() - 1;
 484       const int nbVer = aCubeSide[i]._u2nodesMap.begin()->second.size() - 1;
 485       ok = ( nbQuads == nbHor * nbVer );
 486     }
 487     if ( !ok )
 488     {
 489       SMESH_ComputeErrorPtr err = ComputePentahedralMesh(aMesh, aShape, proxymesh.get());
 490       return error( err );
 491     }
 492   }
 493
 494   // Orient loaded grids of cube sides along axis of the unitary cube coord system
 495   bool isReverse[6];
 496   isReverse[B_BOTTOM] = beginsAtSide( aCubeSide[B_BOTTOM], aCubeSide[B_RIGHT ], proxymesh );
 497   isReverse[B_TOP   ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_TOP   ], aCubeSide[B_RIGHT ], proxymesh );
 498   isReverse[B_FRONT ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_FRONT ], aCubeSide[B_RIGHT ], proxymesh );
 499   isReverse[B_BACK  ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_BACK  ], aCubeSide[B_RIGHT ], proxymesh );
 500   isReverse[B_LEFT  ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_LEFT  ], aCubeSide[B_BACK  ], proxymesh );
 501   isReverse[B_RIGHT ] = beginsAtSide( aCubeSide[B_RIGHT ], aCubeSide[B_BACK  ], proxymesh );
 502   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 503   {
 504     aCubeSide[i]._columns.resize( aCubeSide[i]._u2nodesMap.size() );
 505
 506     size_t iFwd = 0, iRev = aCubeSide[i]._columns.size()-1;
 507     size_t*  pi = isReverse[i] ? &iRev : &iFwd;
 508     TParam2ColumnMap::iterator u2nn = aCubeSide[i]._u2nodesMap.begin();
 509     for ( ; iFwd < aCubeSide[i]._columns.size(); --iRev, ++iFwd, ++u2nn )
 510       aCubeSide[i]._columns[ *pi ].swap( u2nn->second );
 511
 512     aCubeSide[i]._u2nodesMap.clear();
 513   }
 514
 515   if ( proxymesh )
 516     for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 517       for ( unsigned j = 0; j < aCubeSide[i]._columns.size(); ++j)
 518         for ( unsigned k = 0; k < aCubeSide[i]._columns[j].size(); ++k)
 519         {
 520           const SMDS_MeshNode* & n = aCubeSide[i]._columns[j][k];
 521           n = proxymesh->GetProxyNode( n );
 522         }
 523
 524   // 4) Create internal nodes of the cube
 525   // -------------------------------------
 526
 527   helper.SetSubShape( aShape );
 528   helper.SetElementsOnShape(true);
 529
 530   // shortcuts to sides
 531   _FaceGrid* fBottom = & aCubeSide[ B_BOTTOM ];
 532   _FaceGrid* fRight  = & aCubeSide[ B_RIGHT  ];
 533   _FaceGrid* fTop    = & aCubeSide[ B_TOP    ];
 534   _FaceGrid* fLeft   = & aCubeSide[ B_LEFT   ];
 535   _FaceGrid* fFront  = & aCubeSide[ B_FRONT  ];
 536   _FaceGrid* fBack   = & aCubeSide[ B_BACK   ];
 537
 538   // compute normalized parameters of nodes on sides (PAL23189)
 539   computeIJK( *fBottom, COO_X, COO_Y, /*z=*/0. );
 540   computeIJK( *fRight,  COO_Y, COO_Z, /*x=*/1. );
 541   computeIJK( *fTop,    COO_X, COO_Y, /*z=*/1. );
 542   computeIJK( *fLeft,   COO_Y, COO_Z, /*x=*/0. );
 543   computeIJK( *fFront,  COO_X, COO_Z, /*y=*/0. );
 544   computeIJK( *fBack,   COO_X, COO_Z, /*y=*/1. );
 545
 546   // cube size measured in nb of nodes
 547   int x, xSize = fBottom->_columns.size() , X = xSize - 1;
 548   int y, ySize = fLeft->_columns.size()   , Y = ySize - 1;
 549   int z, zSize = fLeft->_columns[0].size(), Z = zSize - 1;
 550
 551   // columns of internal nodes "rising" from nodes of fBottom
 552   _Indexer colIndex( xSize, ySize );
 553   vector< vector< const SMDS_MeshNode* > > columns( colIndex.size() );
 554
 555   // fill node columns by front and back box sides
 556   for ( x = 0; x < xSize; ++x ) {
 557     vector< const SMDS_MeshNode* >& column0 = columns[ colIndex( x, 0 )];
 558     vector< const SMDS_MeshNode* >& column1 = columns[ colIndex( x, Y )];
 559     column0.resize( zSize );
 560     column1.resize( zSize );
 561     for ( z = 0; z < zSize; ++z ) {
 562       column0[ z ] = fFront->GetNode( x, z );
 563       column1[ z ] = fBack ->GetNode( x, z );
 564     }
 565   }
 566   // fill node columns by left and right box sides
 567   for ( y = 1; y < ySize-1; ++y ) {
 568     vector< const SMDS_MeshNode* >& column0 = columns[ colIndex( 0, y )];
 569     vector< const SMDS_MeshNode* >& column1 = columns[ colIndex( X, y )];
 570     column0.resize( zSize );
 571     column1.resize( zSize );
 572     for ( z = 0; z < zSize; ++z ) {
 573       column0[ z ] = fLeft ->GetNode( y, z );
 574       column1[ z ] = fRight->GetNode( y, z );
 575     }
 576   }
 577   // get nodes from top and bottom box sides
 578   for ( x = 1; x < xSize-1; ++x ) {
 579     for ( y = 1; y < ySize-1; ++y ) {
 580       vector< const SMDS_MeshNode* >& column = columns[ colIndex( x, y )];
 581       column.resize( zSize );
 582       column.front() = fBottom->GetNode( x, y );
 583       column.back()  = fTop   ->GetNode( x, y );
 584     }
 585   }
 586
 587   // projection points of the internal node on cube sub-shapes by which
 588   // coordinates of the internal node are computed
 589   vector<gp_XYZ> pointsOnShapes( SMESH_Block::ID_Shell );
 590
 591   // projections on vertices are constant
 592   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V000 ] = fBottom->GetXYZ( 0, 0 );
 593   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V100 ] = fBottom->GetXYZ( X, 0 );
 594   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V010 ] = fBottom->GetXYZ( 0, Y );
 595   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V110 ] = fBottom->GetXYZ( X, Y );
 596   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V001 ] = fTop->GetXYZ( 0, 0 );
 597   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V101 ] = fTop->GetXYZ( X, 0 );
 598   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V011 ] = fTop->GetXYZ( 0, Y );
 599   pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_V111 ] = fTop->GetXYZ( X, Y );
 600
 601   gp_XYZ params; // normalized parameters of an internal node within the unit box
 602   for ( x = 1; x < xSize-1; ++x )
 603   {
 604     const double rX = x / double(X);
 605     for ( y = 1; y < ySize-1; ++y )
 606     {
 607       const double rY = y / double(Y);
 608
 609       // a column to fill in during z loop
 610       vector< const SMDS_MeshNode* >& column = columns[ colIndex( x, y )];
 611       // projection points on horizontal edges
 612       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex00 ] = fBottom->GetXYZ( x, 0 );
 613       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex10 ] = fBottom->GetXYZ( x, Y );
 614       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E0y0 ] = fBottom->GetXYZ( 0, y );
 615       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E1y0 ] = fBottom->GetXYZ( X, y );
 616       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex01 ] = fTop->GetXYZ( x, 0 );
 617       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Ex11 ] = fTop->GetXYZ( x, Y );
 618       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E0y1 ] = fTop->GetXYZ( 0, y );
 619       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E1y1 ] = fTop->GetXYZ( X, y );
 620       // projection points on horizontal faces
 621       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fxy0 ] = fBottom->GetXYZ( x, y );
 622       pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fxy1 ] = fTop   ->GetXYZ( x, y );
 623       for ( z = 1; z < zSize-1; ++z ) // z loop
 624       {
 625         const double rZ = z / double(Z);
 626
 627         const gp_XYZ& pBo = fBottom->GetIJK( x, y );
 628         const gp_XYZ& pTo = fTop   ->GetIJK( x, y );
 629         const gp_XYZ& pFr = fFront ->GetIJK( x, z );
 630         const gp_XYZ& pBa = fBack  ->GetIJK( x, z );
 631         const gp_XYZ& pLe = fLeft  ->GetIJK( y, z );
 632         const gp_XYZ& pRi = fRight ->GetIJK( y, z );
 633         params.SetCoord( 1, 0.5 * ( pBo.X() * ( 1. - rZ ) + pTo.X() * rZ  +
 634                                     pFr.X() * ( 1. - rY ) + pBa.X() * rY ));
 635         params.SetCoord( 2, 0.5 * ( pBo.Y() * ( 1. - rZ ) + pTo.Y() * rZ  +
 636                                     pLe.Y() * ( 1. - rX ) + pRi.Y() * rX ));
 637         params.SetCoord( 3, 0.5 * ( pFr.Z() * ( 1. - rY ) + pBa.Z() * rY  +
 638                                     pLe.Z() * ( 1. - rX ) + pRi.Z() * rX ));
 639
 640         // projection points on vertical edges
 641         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E00z ] = fFront->GetXYZ( 0, z );
 642         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E10z ] = fFront->GetXYZ( X, z );
 643         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E01z ] = fBack->GetXYZ( 0, z );
 644         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_E11z ] = fBack->GetXYZ( X, z );
 645         // projection points on vertical faces
 646         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fx0z ] = fFront->GetXYZ( x, z );
 647         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_Fx1z ] = fBack ->GetXYZ( x, z );
 648         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_F0yz ] = fLeft ->GetXYZ( y, z );
 649         pointsOnShapes[ SMESH_Block::ID_F1yz ] = fRight->GetXYZ( y, z );
 650
 651         // compute internal node coordinates
 652         gp_XYZ coords;
 653         SMESH_Block::ShellPoint( params, pointsOnShapes, coords );
 654         column[ z ] = helper.AddNode( coords.X(), coords.Y(), coords.Z() );
 655       }
 656     }
 657   }
 658
 659   // side data no more needed, free memory
 660   for ( int i = 0; i < 6; ++i )
 661     aCubeSide[i]._columns.clear();
 662
 663   // 5) Create hexahedrons
 664   // ---------------------
 665
 666   for ( x = 0; x < xSize-1; ++x ) {
 667     for ( y = 0; y < ySize-1; ++y ) {
 668       vector< const SMDS_MeshNode* >& col00 = columns[ colIndex( x, y )];
 669       vector< const SMDS_MeshNode* >& col10 = columns[ colIndex( x+1, y )];
 670       vector< const SMDS_MeshNode* >& col01 = columns[ colIndex( x, y+1 )];
 671       vector< const SMDS_MeshNode* >& col11 = columns[ colIndex( x+1, y+1 )];
 672       for ( z = 0; z < zSize-1; ++z )
 673       {
 674         // bottom face normal of a hexa mush point outside the volume
 675         helper.AddVolume(col00[z],   col01[z],   col11[z],   col10[z],
 676                          col00[z+1], col01[z+1], col11[z+1], col10[z+1]);
 677       }
 678     }
 679   }
 680   return true;
 681 }
 682
 683 //=============================================================================
 684 /*!
 685  *  Evaluate
 686  */
 687 //=============================================================================
 688
 689 bool StdMeshers_Hexa_3D::Evaluate(SMESH_Mesh & aMesh,
 690                                   const TopoDS_Shape & aShape,
 691                                   MapShapeNbElems& aResMap)
 692 {
 693   vector < SMESH_subMesh * >meshFaces;
 694   TopTools_SequenceOfShape aFaces;
 695   for (TopExp_Explorer exp(aShape, TopAbs_FACE); exp.More(); exp.Next()) {
 696     aFaces.Append(exp.Current());
 697     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMeshContaining(exp.Current());
 698     ASSERT(aSubMesh);
 699     meshFaces.push_back(aSubMesh);
 700   }
 701   if (meshFaces.size() != 6) {
 702     //return error(COMPERR_BAD_SHAPE, TComm(meshFaces.size())<<" instead of 6 faces in a block");
 703     static StdMeshers_CompositeHexa_3D compositeHexa(-10, 0, aMesh.GetGen());
 704     return compositeHexa.Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 705   }
 706
 707   int i = 0;
 708   for(; i<6; i++) {
 709     //TopoDS_Shape aFace = meshFaces[i]->GetSubShape();
 710     TopoDS_Shape aFace = aFaces.Value(i+1);
 711     SMESH_Algo *algo = _gen->GetAlgo(aMesh, aFace);
 712     if( !algo ) {
 713       std::vector<int> aResVec(SMDSEntity_Last);
 714       for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aResVec[i] = 0;
 715       SMESH_subMesh * sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 716       aResMap.insert(std::make_pair(sm,aResVec));
 717       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 718       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 719       return false;
 720     }
 721     string algoName = algo->GetName();
 722     bool isAllQuad = false;
 723     if (algoName == "Quadrangle_2D") {
 724       MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(meshFaces[i]);
 725       if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 726       std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 727       int nbtri = Max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 728       if( nbtri == 0 )
 729         isAllQuad = true;
 730     }
 731     if ( ! isAllQuad ) {
 732       return EvaluatePentahedralMesh(aMesh, aShape, aResMap);
 733     }
 734   }
 735
 736   // find number of 1d elems for 1 face
 737   int nb1d = 0;
 738   TopTools_MapOfShape Edges1;
 739   bool IsQuadratic = false;
 740   bool IsFirst = true;
 741   for (TopExp_Explorer exp(aFaces.Value(1), TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 742     Edges1.Add(exp.Current());
 743     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(exp.Current());
 744     if( sm ) {
 745       MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 746       if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 747       std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 748       nb1d += Max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 749       if(IsFirst) {
 750         IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 751         IsFirst = false;
 752       }
 753     }
 754   }
 755   // find face opposite to 1 face
 756   int OppNum = 0;
 757   for(i=2; i<=6; i++) {
 758     bool IsOpposite = true;
 759     for(TopExp_Explorer exp(aFaces.Value(i), TopAbs_EDGE); exp.More(); exp.Next()) {
 760       if( Edges1.Contains(exp.Current()) ) {
 761         IsOpposite = false;
 762         break;
 763       }
 764     }
 765     if(IsOpposite) {
 766       OppNum = i;
 767       break;
 768     }
 769   }
 770   // find number of 2d elems on side faces
 771   int nb2d = 0;
 772   for(i=2; i<=6; i++) {
 773     if( i == OppNum ) continue;
 774     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find( meshFaces[i-1] );
 775     if( anIt == aResMap.end() ) continue;
 776     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 777     nb2d += Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 778   }
 779
 780   MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find( meshFaces[0] );
 781   std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 782   int nb2d_face0 = Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 783   int nb0d_face0 = aVec[SMDSEntity_Node];
 784
 785   std::vector<int> aResVec(SMDSEntity_Last);
 786   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aResVec[i] = 0;
 787   if(IsQuadratic) {
 788     aResVec[SMDSEntity_Quad_Hexa] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
 789     int nb1d_face0_int = ( nb2d_face0*4 - nb1d ) / 2;
 790     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( 2*nb2d/nb1d - 1 ) - nb1d_face0_int * nb2d/nb1d;
 791   }
 792   else {
 793     aResVec[SMDSEntity_Node] = nb0d_face0 * ( nb2d/nb1d - 1 );
 794     aResVec[SMDSEntity_Hexa] = nb2d_face0 * ( nb2d/nb1d );
 795   }
 796   SMESH_subMesh * sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 797   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aResVec));
 798
 799   return true;
 800 }
 801
 802 //================================================================================
 803 /*!
 804  * \brief Computes hexahedral mesh from 2D mesh of block
 805  */
 806 //================================================================================
 807
 808 bool StdMeshers_Hexa_3D::Compute(SMESH_Mesh & aMesh, SMESH_MesherHelper* aHelper)
 809 {
 810   static StdMeshers_HexaFromSkin_3D * algo = 0;
 811   if ( !algo ) {
 812     SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 813     algo = new StdMeshers_HexaFromSkin_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 814   }
 815   algo->InitComputeError();
 816   algo->Compute( aMesh, aHelper );
 817   return error( algo->GetComputeError());
 818 }
 819
 820 //================================================================================
 821 /*!
 822  * \brief Return true if the algorithm can mesh this shape
 823  *  \param [in] aShape - shape to check
 824  *  \param [in] toCheckAll - if true, this check returns OK if all shapes are OK,
 825  *              else, returns OK if at least one shape is OK
 826  */
 827 //================================================================================
 828
 829 bool StdMeshers_Hexa_3D::IsApplicable( const TopoDS_Shape & aShape, bool toCheckAll )
 830 {
 831   TopExp_Explorer exp0( aShape, TopAbs_SOLID );
 832   if ( !exp0.More() ) return false;
 833
 834   for ( ; exp0.More(); exp0.Next() )
 835   {
 836     int nbFoundShells = 0;
 837     TopExp_Explorer exp1( exp0.Current(), TopAbs_SHELL );
 838     for ( ; exp1.More(); exp1.Next(), ++nbFoundShells)
 839       if ( nbFoundShells == 2 ) break;
 840     if ( nbFoundShells != 1 ) {
 841       if ( toCheckAll ) return false;
 842       continue;
 843     }
 844     exp1.Init( exp0.Current(), TopAbs_FACE );
 845     int nbEdges = SMESH_MesherHelper::Count( exp1.Current(), TopAbs_EDGE, /*ignoreSame=*/true );
 846     bool ok = ( nbEdges > 3 );
 847     if ( toCheckAll && !ok ) return false;
 848     if ( !toCheckAll && ok ) return true;
 849   }
 850   return toCheckAll;
 851 };
 852
 853 //=======================================================================
 854 //function : ComputePentahedralMesh
 855 //purpose  :
 856 //=======================================================================
 857
 858 SMESH_ComputeErrorPtr ComputePentahedralMesh(SMESH_Mesh &          aMesh,
 859                                              const TopoDS_Shape &  aShape,
 860                                              SMESH_ProxyMesh*      proxyMesh)
 861 {
 862   SMESH_ComputeErrorPtr err = SMESH_ComputeError::New();
 863   if ( proxyMesh )
 864   {
 865     err->myName = COMPERR_BAD_INPUT_MESH;
 866     err->myComment = "Can't build pentahedral mesh on viscous layers";
 867     return err;
 868   }
 869   bool bOK;
 870   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 871   //
 872   bOK=anAlgo.Compute(aMesh, aShape);
 873   //
 874   err = anAlgo.GetComputeError();
 875   //
 876   if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
 877   {
 878     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
 879     if ( !aPrism3D ) {
 880       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 881       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 882     }
 883     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 884     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
 885       aPrism3D->InitComputeError();
 886       bOK = aPrism3D->Compute( aMesh, aShape );
 887       err = aPrism3D->GetComputeError();
 888     }
 889   }
 890   return err;
 891 }
 892
 893
 894 //=======================================================================
 895 //function : EvaluatePentahedralMesh
 896 //purpose  :
 897 //=======================================================================
 898
 899 bool EvaluatePentahedralMesh(SMESH_Mesh & aMesh,
 900                              const TopoDS_Shape & aShape,
 901                              MapShapeNbElems& aResMap)
 902 {
 903   StdMeshers_Penta_3D anAlgo;
 904   bool bOK = anAlgo.Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 905
 906   //err = anAlgo.GetComputeError();
 907   //if ( !bOK && anAlgo.ErrorStatus() == 5 )
 908   if( !bOK ) {
 909     static StdMeshers_Prism_3D * aPrism3D = 0;
 910     if ( !aPrism3D ) {
 911       SMESH_Gen* gen = aMesh.GetGen();
 912       aPrism3D = new StdMeshers_Prism_3D( gen->GetANewId(), 0, gen );
 913     }
 914     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 915     if ( aPrism3D->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ) ) {
 916       return aPrism3D->Evaluate(aMesh, aShape, aResMap);
 917     }
 918   }
 919
 920   return bOK;
 921 }