src/StdMeshers/StdMeshers_RadialPrism_3D.cxx

   1 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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   9 //  version 2.1 of the License.
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  11 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 //  Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //
  23 //
  24 // File      : StdMeshers_RadialPrism_3D.cxx
  25 // Module    : SMESH
  26 // Created   : Fri Oct 20 11:37:07 2006
  27 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  28
  29
  30 #include "StdMeshers_RadialPrism_3D.hxx"
  31
  32 #include "StdMeshers_ProjectionUtils.hxx"
  33 #include "StdMeshers_NumberOfLayers.hxx"
  34 #include "StdMeshers_LayerDistribution.hxx"
  35 #include "StdMeshers_Prism_3D.hxx"
  36 #include "StdMeshers_Regular_1D.hxx"
  37
  38 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  39 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  40 #include "SMESH_Gen.hxx"
  41 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  42 #include "SMESH_MeshEditor.hxx"
  43 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  44 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  45
  46 #include "utilities.h"
  47
  48 #include <TopoDS_Solid.hxx>
  49 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  50 #include <BRepTools.hxx>
  51 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  52 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  53 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  54 #include <gp.hxx>
  55 #include <gp_Pnt.hxx>
  56
  57
  58 using namespace std;
  59
  60 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(msg); return false; }
  61 #define gpXYZ(n) gp_XYZ(n->X(),n->Y(),n->Z())
  62
  63 typedef StdMeshers_ProjectionUtils TAssocTool;
  64
  65 //=======================================================================
  66 //function : StdMeshers_RadialPrism_3D
  67 //purpose  :
  68 //=======================================================================
  69
  70 StdMeshers_RadialPrism_3D::StdMeshers_RadialPrism_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
  71   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  72 {
  73   _name = "RadialPrism_3D";
  74   _shapeType = (1 << TopAbs_SOLID);     // 1 bit per shape type
  75
  76   _compatibleHypothesis.push_back("LayerDistribution");
  77   _compatibleHypothesis.push_back("NumberOfLayers");
  78   myNbLayerHypo = 0;
  79   myDistributionHypo = 0;
  80 }
  81
  82 //================================================================================
  83 /*!
  84  * \brief Destructor
  85  */
  86 //================================================================================
  87
  88 StdMeshers_RadialPrism_3D::~StdMeshers_RadialPrism_3D()
  89 {}
  90
  91 //=======================================================================
  92 //function : CheckHypothesis
  93 //purpose  :
  94 //=======================================================================
  95
  96 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
  97                                                 const TopoDS_Shape&                  aShape,
  98                                                 SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
  99 {
 100   // check aShape that must have 2 shells
 101 /*  PAL16229
 102   if ( TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SOLID, 0 ) != 1 ||
 103        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SHELL, 0 ) != 2 )
 104   {
 105     aStatus = HYP_BAD_GEOMETRY;
 106     return false;
 107   }
 108 */
 109   myNbLayerHypo = 0;
 110   myDistributionHypo = 0;
 111
 112   list <const SMESHDS_Hypothesis * >::const_iterator itl;
 113
 114   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 115   if ( hyps.size() == 0 )
 116   {
 117     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 118     return false;  // can't work with no hypothesis
 119   }
 120
 121   if ( hyps.size() > 1 )
 122   {
 123     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_ALREADY_EXIST;
 124     return false;
 125   }
 126
 127   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 128
 129   string hypName = theHyp->GetName();
 130
 131   if (hypName == "NumberOfLayers")
 132   {
 133     myNbLayerHypo = static_cast<const StdMeshers_NumberOfLayers *>(theHyp);
 134     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 135     return true;
 136   }
 137   if (hypName == "LayerDistribution")
 138   {
 139     myDistributionHypo = static_cast<const StdMeshers_LayerDistribution *>(theHyp);
 140     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 141     return true;
 142   }
 143   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 144   return true;
 145 }
 146
 147 //=======================================================================
 148 //function : Compute
 149 //purpose  :
 150 //=======================================================================
 151
 152 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 153 {
 154   TopExp_Explorer exp;
 155   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 156
 157   myHelper = new SMESH_MesherHelper( aMesh );
 158   myHelper->IsQuadraticSubMesh( aShape );
 159   // to delete helper at exit from Compute()
 160   std::auto_ptr<SMESH_MesherHelper> helperDeleter( myHelper );
 161
 162   // get 2 shells
 163   TopoDS_Solid solid = TopoDS::Solid( aShape );
 164   TopoDS_Shell outerShell = BRepTools::OuterShell( solid );
 165   TopoDS_Shape innerShell;
 166   int nbShells = 0;
 167   for ( TopoDS_Iterator It (solid); It.More(); It.Next(), ++nbShells )
 168     if ( !outerShell.IsSame( It.Value() ))
 169       innerShell = It.Value();
 170   if ( nbShells != 2 )
 171     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, SMESH_Comment("Must be 2 shells but not ")<<nbShells);
 172
 173   // ----------------------------------
 174   // Associate subshapes of the shells
 175   // ----------------------------------
 176
 177   TAssocTool::TShapeShapeMap shape2ShapeMap;
 178   if ( !TAssocTool::FindSubShapeAssociation( outerShell, &aMesh,
 179                                              innerShell, &aMesh,
 180                                              shape2ShapeMap) )
 181     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,"Topology of inner and outer shells seems different" );
 182
 183   // ------------------
 184   // Make mesh
 185   // ------------------
 186
 187   TNode2ColumnMap node2columnMap;
 188   myLayerPositions.clear();
 189
 190   for ( exp.Init( outerShell, TopAbs_FACE ); exp.More(); exp.Next() )
 191   {
 192     // Corresponding subshapes
 193     TopoDS_Face outFace = TopoDS::Face( exp.Current() );
 194     TopoDS_Face inFace;
 195     if ( !shape2ShapeMap.IsBound( outFace )) {
 196       return error(SMESH_Comment("Corresponding inner face not found for face #" )
 197                    << meshDS->ShapeToIndex( outFace ));
 198     } else {
 199       inFace = TopoDS::Face( shape2ShapeMap( outFace ));
 200     }
 201
 202     // Find matching nodes of in and out faces
 203     TNodeNodeMap nodeIn2OutMap;
 204     if ( ! TAssocTool::FindMatchingNodesOnFaces( inFace, &aMesh, outFace, &aMesh,
 205                                                  shape2ShapeMap, nodeIn2OutMap ))
 206       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,SMESH_Comment("Mesh on faces #")
 207                    << meshDS->ShapeToIndex( outFace ) << " and "
 208                    << meshDS->ShapeToIndex( inFace ) << " seems different" );
 209
 210     // Create volumes
 211
 212     SMDS_ElemIteratorPtr faceIt = meshDS->MeshElements( inFace )->GetElements();
 213     while ( faceIt->more() ) // loop on faces on inFace
 214     {
 215       const SMDS_MeshElement* face = faceIt->next();
 216       if ( !face || face->GetType() != SMDSAbs_Face )
 217         continue;
 218       int nbNodes = face->NbNodes();
 219       if ( face->IsQuadratic() )
 220         nbNodes /= 2;
 221
 222       // find node columns for each node
 223       vector< const TNodeColumn* > columns( nbNodes );
 224       for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 225       {
 226         const SMDS_MeshNode* nIn = face->GetNode( i );
 227         TNode2ColumnMap::iterator n_col = node2columnMap.find( nIn );
 228         if ( n_col != node2columnMap.end() ) {
 229           columns[ i ] = & n_col->second;
 230         }
 231         else {
 232           TNodeNodeMap::iterator nInOut = nodeIn2OutMap.find( nIn );
 233           if ( nInOut == nodeIn2OutMap.end() )
 234             RETURN_BAD_RESULT("No matching node for "<< nIn->GetID() <<
 235                               " in face "<< face->GetID());
 236           columns[ i ] = makeNodeColumn( node2columnMap, nIn, nInOut->second );
 237         }
 238       }
 239
 240       StdMeshers_Prism_3D::AddPrisms( columns, myHelper );
 241     }
 242   } // loop on faces of out shell
 243
 244   return true;
 245 }
 246
 247 //================================================================================
 248 /*!
 249  * \brief Create a column of nodes from outNode to inNode
 250   * \param n2ColMap - map of node columns to add a created column
 251   * \param outNode - botton node of a column
 252   * \param inNode - top node of a column
 253   * \retval const TNodeColumn* - a new column pointer
 254  */
 255 //================================================================================
 256
 257 TNodeColumn* StdMeshers_RadialPrism_3D::makeNodeColumn( TNode2ColumnMap&     n2ColMap,
 258                                                         const SMDS_MeshNode* outNode,
 259                                                         const SMDS_MeshNode* inNode)
 260 {
 261   SMESHDS_Mesh * meshDS = myHelper->GetMeshDS();
 262   int shapeID = myHelper->GetSubShapeID();
 263
 264   if ( myLayerPositions.empty() ) {
 265     gp_Pnt pIn = gpXYZ( inNode ), pOut = gpXYZ( outNode );
 266     computeLayerPositions( pIn, pOut );
 267   }
 268   int nbSegments = myLayerPositions.size() + 1;
 269
 270   TNode2ColumnMap::iterator n_col =
 271     n2ColMap.insert( make_pair( outNode, TNodeColumn() )).first;
 272   TNodeColumn & column = n_col->second;
 273   column.resize( nbSegments + 1 );
 274   column.front() = outNode;
 275   column.back() =  inNode;
 276
 277   gp_XYZ p1 = gpXYZ( outNode );
 278   gp_XYZ p2 = gpXYZ( inNode );
 279   for ( int z = 1; z < nbSegments; ++z )
 280   {
 281     double r = myLayerPositions[ z - 1 ];
 282     gp_XYZ p = ( 1 - r ) * p1 + r * p2;
 283     SMDS_MeshNode* n = meshDS->AddNode( p.X(), p.Y(), p.Z() );
 284     meshDS->SetNodeInVolume( n, shapeID );
 285     column[ z ] = n;
 286   }
 287
 288   return & column;
 289 }
 290
 291 //================================================================================
 292 //================================================================================
 293 /*!
 294  * \brief Class computing layers distribution using data of
 295  *        StdMeshers_LayerDistribution hypothesis
 296  */
 297 //================================================================================
 298 //================================================================================
 299
 300 class TNodeDistributor: public StdMeshers_Regular_1D
 301 {
 302   list <const SMESHDS_Hypothesis *> myUsedHyps;
 303 public:
 304   // -----------------------------------------------------------------------------
 305   static TNodeDistributor* GetDistributor(SMESH_Mesh& aMesh)
 306   {
 307     const int myID = -1000;
 308     map < int, SMESH_1D_Algo * > & algoMap = aMesh.GetGen()->_map1D_Algo;
 309     map < int, SMESH_1D_Algo * >::iterator id_algo = algoMap.find( myID );
 310     if ( id_algo == algoMap.end() )
 311       return new TNodeDistributor( myID, 0, aMesh.GetGen() );
 312     return static_cast< TNodeDistributor* >( id_algo->second );
 313   }
 314   // -----------------------------------------------------------------------------
 315   bool Compute( vector< double > &                  positions,
 316                 gp_Pnt                              pIn,
 317                 gp_Pnt                              pOut,
 318                 SMESH_Mesh&                         aMesh,
 319                 const StdMeshers_LayerDistribution* hyp)
 320   {
 321     double len = pIn.Distance( pOut );
 322     if ( len <= DBL_MIN ) return error("Too close points of inner and outer shells");
 323
 324     if ( !hyp || !hyp->GetLayerDistribution() )
 325       return error( "Invalid LayerDistribution hypothesis");
 326     myUsedHyps.clear();
 327     myUsedHyps.push_back( hyp->GetLayerDistribution() );
 328
 329     TopoDS_Edge edge = BRepBuilderAPI_MakeEdge( pIn, pOut );
 330     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 331     if ( !StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis( aMesh, edge, aStatus ))
 332       return error( "StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis() failed "
 333                     "with LayerDistribution hypothesis");
 334
 335     BRepAdaptor_Curve C3D(edge);
 336     double f = C3D.FirstParameter(), l = C3D.LastParameter();
 337     list< double > params;
 338     if ( !StdMeshers_Regular_1D::computeInternalParameters( C3D, len, f, l, params, false ))
 339       return error("StdMeshers_Regular_1D failed to compute layers distribution");
 340
 341     positions.clear();
 342     positions.reserve( params.size() );
 343     for (list<double>::iterator itU = params.begin(); itU != params.end(); itU++)
 344       positions.push_back( *itU / len );
 345     return true;
 346   }
 347 protected:
 348   // -----------------------------------------------------------------------------
 349   TNodeDistributor( int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
 350     : StdMeshers_Regular_1D( hypId, studyId, gen)
 351   {
 352   }
 353   // -----------------------------------------------------------------------------
 354   virtual const list <const SMESHDS_Hypothesis *> &
 355     GetUsedHypothesis(SMESH_Mesh &, const TopoDS_Shape &, const bool)
 356   {
 357     return myUsedHyps;
 358   }
 359   // -----------------------------------------------------------------------------
 360 };
 361
 362 //================================================================================
 363 /*!
 364  * \brief Compute positions of nodes between the internal and the external surfaces
 365   * \retval bool - is a success
 366  */
 367 //================================================================================
 368
 369 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::computeLayerPositions(const gp_Pnt& pIn,
 370                                                       const gp_Pnt& pOut)
 371 {
 372   if ( myNbLayerHypo )
 373   {
 374     int nbSegments = myNbLayerHypo->GetNumberOfLayers();
 375     myLayerPositions.resize( nbSegments - 1 );
 376     for ( int z = 1; z < nbSegments; ++z )
 377       myLayerPositions[ z - 1 ] = double( z )/ double( nbSegments );
 378     return true;
 379   }
 380   if ( myDistributionHypo ) {
 381     SMESH_Mesh * mesh = myHelper->GetMesh();
 382     if ( !TNodeDistributor::GetDistributor(*mesh)->Compute( myLayerPositions, pIn, pOut,
 383                                                             *mesh, myDistributionHypo ))
 384     {
 385       error( TNodeDistributor::GetDistributor(*mesh)->GetComputeError() );
 386       return false;
 387     }
 388   }
 389   RETURN_BAD_RESULT("Bad hypothesis");
 390 }