src/StdMeshers/StdMeshers_RadialPrism_3D.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2008  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003-2007  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
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   9 //  version 2.1 of the License.
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  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  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 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
  23 // File      : StdMeshers_RadialPrism_3D.cxx
  24 // Module    : SMESH
  25 // Created   : Fri Oct 20 11:37:07 2006
  26 // Author    : Edward AGAPOV (eap)
  27 //
  28 #include "StdMeshers_RadialPrism_3D.hxx"
  29
  30 #include "StdMeshers_ProjectionUtils.hxx"
  31 #include "StdMeshers_NumberOfLayers.hxx"
  32 #include "StdMeshers_LayerDistribution.hxx"
  33 #include "StdMeshers_Prism_3D.hxx"
  34 #include "StdMeshers_Regular_1D.hxx"
  35
  36 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  37 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  38 #include "SMESH_Gen.hxx"
  39 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  40 #include "SMESH_MeshEditor.hxx"
  41 #include "SMESH_MesherHelper.hxx"
  42 #include "SMESH_subMesh.hxx"
  43
  44 #include "utilities.h"
  45
  46 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  47 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  48 #include <BRepTools.hxx>
  49 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  50 #include <TopoDS.hxx>
  51 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  52 #include <TopoDS_Solid.hxx>
  53 #include <gp.hxx>
  54 #include <gp_Pnt.hxx>
  55
  56
  57 using namespace std;
  58
  59 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(")-: Error: " << msg); return false; }
  60 #define gpXYZ(n) gp_XYZ(n->X(),n->Y(),n->Z())
  61
  62 typedef StdMeshers_ProjectionUtils TAssocTool;
  63
  64 //=======================================================================
  65 //function : StdMeshers_RadialPrism_3D
  66 //purpose  :
  67 //=======================================================================
  68
  69 StdMeshers_RadialPrism_3D::StdMeshers_RadialPrism_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
  70   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  71 {
  72   _name = "RadialPrism_3D";
  73   _shapeType = (1 << TopAbs_SOLID);     // 1 bit per shape type
  74
  75   _compatibleHypothesis.push_back("LayerDistribution");
  76   _compatibleHypothesis.push_back("NumberOfLayers");
  77   myNbLayerHypo = 0;
  78   myDistributionHypo = 0;
  79 }
  80
  81 //================================================================================
  82 /*!
  83  * \brief Destructor
  84  */
  85 //================================================================================
  86
  87 StdMeshers_RadialPrism_3D::~StdMeshers_RadialPrism_3D()
  88 {}
  89
  90 //=======================================================================
  91 //function : CheckHypothesis
  92 //purpose  :
  93 //=======================================================================
  94
  95 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
  96                                                 const TopoDS_Shape&                  aShape,
  97                                                 SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
  98 {
  99   // check aShape that must have 2 shells
 100 /*  PAL16229
 101   if ( TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SOLID, 0 ) != 1 ||
 102        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SHELL, 0 ) != 2 )
 103   {
 104     aStatus = HYP_BAD_GEOMETRY;
 105     return false;
 106   }
 107 */
 108   myNbLayerHypo = 0;
 109   myDistributionHypo = 0;
 110
 111   list <const SMESHDS_Hypothesis * >::const_iterator itl;
 112
 113   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 114   if ( hyps.size() == 0 )
 115   {
 116     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 117     return false;  // can't work with no hypothesis
 118   }
 119
 120   if ( hyps.size() > 1 )
 121   {
 122     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_ALREADY_EXIST;
 123     return false;
 124   }
 125
 126   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 127
 128   string hypName = theHyp->GetName();
 129
 130   if (hypName == "NumberOfLayers")
 131   {
 132     myNbLayerHypo = static_cast<const StdMeshers_NumberOfLayers *>(theHyp);
 133     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 134     return true;
 135   }
 136   if (hypName == "LayerDistribution")
 137   {
 138     myDistributionHypo = static_cast<const StdMeshers_LayerDistribution *>(theHyp);
 139     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 140     return true;
 141   }
 142   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 143   return true;
 144 }
 145
 146 //=======================================================================
 147 //function : Compute
 148 //purpose  :
 149 //=======================================================================
 150
 151 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 152 {
 153   TopExp_Explorer exp;
 154   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 155
 156   myHelper = new SMESH_MesherHelper( aMesh );
 157   myHelper->IsQuadraticSubMesh( aShape );
 158   // to delete helper at exit from Compute()
 159   std::auto_ptr<SMESH_MesherHelper> helperDeleter( myHelper );
 160
 161   // get 2 shells
 162   TopoDS_Solid solid = TopoDS::Solid( aShape );
 163   TopoDS_Shell outerShell = BRepTools::OuterShell( solid );
 164   TopoDS_Shape innerShell;
 165   int nbShells = 0;
 166   for ( TopoDS_Iterator It (solid); It.More(); It.Next(), ++nbShells )
 167     if ( !outerShell.IsSame( It.Value() ))
 168       innerShell = It.Value();
 169   if ( nbShells != 2 )
 170     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, SMESH_Comment("Must be 2 shells but not ")<<nbShells);
 171
 172   // ----------------------------------
 173   // Associate subshapes of the shells
 174   // ----------------------------------
 175
 176   TAssocTool::TShapeShapeMap shape2ShapeMap;
 177   if ( !TAssocTool::FindSubShapeAssociation( outerShell, &aMesh,
 178                                              innerShell, &aMesh,
 179                                              shape2ShapeMap) )
 180     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,"Topology of inner and outer shells seems different" );
 181
 182   // ------------------
 183   // Make mesh
 184   // ------------------
 185
 186   TNode2ColumnMap node2columnMap;
 187   myLayerPositions.clear();
 188
 189   for ( exp.Init( outerShell, TopAbs_FACE ); exp.More(); exp.Next() )
 190   {
 191     // Corresponding subshapes
 192     TopoDS_Face outFace = TopoDS::Face( exp.Current() );
 193     TopoDS_Face inFace;
 194     if ( !shape2ShapeMap.IsBound( outFace )) {
 195       return error(SMESH_Comment("Corresponding inner face not found for face #" )
 196                    << meshDS->ShapeToIndex( outFace ));
 197     } else {
 198       inFace = TopoDS::Face( shape2ShapeMap( outFace ));
 199     }
 200
 201     // Find matching nodes of in and out faces
 202     TNodeNodeMap nodeIn2OutMap;
 203     if ( ! TAssocTool::FindMatchingNodesOnFaces( inFace, &aMesh, outFace, &aMesh,
 204                                                  shape2ShapeMap, nodeIn2OutMap ))
 205       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,SMESH_Comment("Mesh on faces #")
 206                    << meshDS->ShapeToIndex( outFace ) << " and "
 207                    << meshDS->ShapeToIndex( inFace ) << " seems different" );
 208
 209     // Create volumes
 210
 211     SMDS_ElemIteratorPtr faceIt = meshDS->MeshElements( inFace )->GetElements();
 212     while ( faceIt->more() ) // loop on faces on inFace
 213     {
 214       const SMDS_MeshElement* face = faceIt->next();
 215       if ( !face || face->GetType() != SMDSAbs_Face )
 216         continue;
 217       int nbNodes = face->NbNodes();
 218       if ( face->IsQuadratic() )
 219         nbNodes /= 2;
 220
 221       // find node columns for each node
 222       vector< const TNodeColumn* > columns( nbNodes );
 223       for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 224       {
 225         const SMDS_MeshNode* nIn = face->GetNode( i );
 226         TNode2ColumnMap::iterator n_col = node2columnMap.find( nIn );
 227         if ( n_col != node2columnMap.end() ) {
 228           columns[ i ] = & n_col->second;
 229         }
 230         else {
 231           TNodeNodeMap::iterator nInOut = nodeIn2OutMap.find( nIn );
 232           if ( nInOut == nodeIn2OutMap.end() )
 233             RETURN_BAD_RESULT("No matching node for "<< nIn->GetID() <<
 234                               " in face "<< face->GetID());
 235           columns[ i ] = makeNodeColumn( node2columnMap, nIn, nInOut->second );
 236         }
 237       }
 238
 239       StdMeshers_Prism_3D::AddPrisms( columns, myHelper );
 240     }
 241   } // loop on faces of out shell
 242
 243   return true;
 244 }
 245
 246 //================================================================================
 247 /*!
 248  * \brief Create a column of nodes from outNode to inNode
 249   * \param n2ColMap - map of node columns to add a created column
 250   * \param outNode - botton node of a column
 251   * \param inNode - top node of a column
 252   * \retval const TNodeColumn* - a new column pointer
 253  */
 254 //================================================================================
 255
 256 TNodeColumn* StdMeshers_RadialPrism_3D::makeNodeColumn( TNode2ColumnMap&     n2ColMap,
 257                                                         const SMDS_MeshNode* outNode,
 258                                                         const SMDS_MeshNode* inNode)
 259 {
 260   SMESHDS_Mesh * meshDS = myHelper->GetMeshDS();
 261   int shapeID = myHelper->GetSubShapeID();
 262
 263   if ( myLayerPositions.empty() ) {
 264     gp_Pnt pIn = gpXYZ( inNode ), pOut = gpXYZ( outNode );
 265     computeLayerPositions( pIn, pOut );
 266   }
 267   int nbSegments = myLayerPositions.size() + 1;
 268
 269   TNode2ColumnMap::iterator n_col =
 270     n2ColMap.insert( make_pair( outNode, TNodeColumn() )).first;
 271   TNodeColumn & column = n_col->second;
 272   column.resize( nbSegments + 1 );
 273   column.front() = outNode;
 274   column.back() =  inNode;
 275
 276   gp_XYZ p1 = gpXYZ( outNode );
 277   gp_XYZ p2 = gpXYZ( inNode );
 278   for ( int z = 1; z < nbSegments; ++z )
 279   {
 280     double r = myLayerPositions[ z - 1 ];
 281     gp_XYZ p = ( 1 - r ) * p1 + r * p2;
 282     SMDS_MeshNode* n = meshDS->AddNode( p.X(), p.Y(), p.Z() );
 283     meshDS->SetNodeInVolume( n, shapeID );
 284     column[ z ] = n;
 285   }
 286
 287   return & column;
 288 }
 289
 290 //================================================================================
 291 //================================================================================
 292 /*!
 293  * \brief Class computing layers distribution using data of
 294  *        StdMeshers_LayerDistribution hypothesis
 295  */
 296 //================================================================================
 297 //================================================================================
 298
 299 class TNodeDistributor: public StdMeshers_Regular_1D
 300 {
 301   list <const SMESHDS_Hypothesis *> myUsedHyps;
 302 public:
 303   // -----------------------------------------------------------------------------
 304   static TNodeDistributor* GetDistributor(SMESH_Mesh& aMesh)
 305   {
 306     const int myID = -1000;
 307     map < int, SMESH_1D_Algo * > & algoMap = aMesh.GetGen()->_map1D_Algo;
 308     map < int, SMESH_1D_Algo * >::iterator id_algo = algoMap.find( myID );
 309     if ( id_algo == algoMap.end() )
 310       return new TNodeDistributor( myID, 0, aMesh.GetGen() );
 311     return static_cast< TNodeDistributor* >( id_algo->second );
 312   }
 313   // -----------------------------------------------------------------------------
 314   bool Compute( vector< double > &                  positions,
 315                 gp_Pnt                              pIn,
 316                 gp_Pnt                              pOut,
 317                 SMESH_Mesh&                         aMesh,
 318                 const StdMeshers_LayerDistribution* hyp)
 319   {
 320     double len = pIn.Distance( pOut );
 321     if ( len <= DBL_MIN ) return error("Too close points of inner and outer shells");
 322
 323     if ( !hyp || !hyp->GetLayerDistribution() )
 324       return error( "Invalid LayerDistribution hypothesis");
 325     myUsedHyps.clear();
 326     myUsedHyps.push_back( hyp->GetLayerDistribution() );
 327
 328     TopoDS_Edge edge = BRepBuilderAPI_MakeEdge( pIn, pOut );
 329     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 330     if ( !StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis( aMesh, edge, aStatus ))
 331       return error( "StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis() failed "
 332                     "with LayerDistribution hypothesis");
 333
 334     BRepAdaptor_Curve C3D(edge);
 335     double f = C3D.FirstParameter(), l = C3D.LastParameter();
 336     list< double > params;
 337     if ( !StdMeshers_Regular_1D::computeInternalParameters( aMesh, C3D, len, f, l, params, false ))
 338       return error("StdMeshers_Regular_1D failed to compute layers distribution");
 339
 340     positions.clear();
 341     positions.reserve( params.size() );
 342     for (list<double>::iterator itU = params.begin(); itU != params.end(); itU++)
 343       positions.push_back( *itU / len );
 344     return true;
 345   }
 346 protected:
 347   // -----------------------------------------------------------------------------
 348   TNodeDistributor( int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
 349     : StdMeshers_Regular_1D( hypId, studyId, gen)
 350   {
 351   }
 352   // -----------------------------------------------------------------------------
 353   virtual const list <const SMESHDS_Hypothesis *> &
 354     GetUsedHypothesis(SMESH_Mesh &, const TopoDS_Shape &, const bool)
 355   {
 356     return myUsedHyps;
 357   }
 358   // -----------------------------------------------------------------------------
 359 };
 360
 361 //================================================================================
 362 /*!
 363  * \brief Compute positions of nodes between the internal and the external surfaces
 364   * \retval bool - is a success
 365  */
 366 //================================================================================
 367
 368 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::computeLayerPositions(const gp_Pnt& pIn,
 369                                                       const gp_Pnt& pOut)
 370 {
 371   if ( myNbLayerHypo )
 372   {
 373     int nbSegments = myNbLayerHypo->GetNumberOfLayers();
 374     myLayerPositions.resize( nbSegments - 1 );
 375     for ( int z = 1; z < nbSegments; ++z )
 376       myLayerPositions[ z - 1 ] = double( z )/ double( nbSegments );
 377     return true;
 378   }
 379   if ( myDistributionHypo ) {
 380     SMESH_Mesh * mesh = myHelper->GetMesh();
 381     if ( !TNodeDistributor::GetDistributor(*mesh)->Compute( myLayerPositions, pIn, pOut,
 382                                                             *mesh, myDistributionHypo ))
 383     {
 384       error( TNodeDistributor::GetDistributor(*mesh)->GetComputeError() );
 385       return false;
 386     }
 387   }
 388   RETURN_BAD_RESULT("Bad hypothesis");
 389 }