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.
  10 //
  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 <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  49 #include <BRepBuilderAPI_MakeEdge.hxx>
  50 #include <BRepTools.hxx>
  51 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  52 #include <TopoDS.hxx>
  53 #include <TopoDS_Shell.hxx>
  54 #include <TopoDS_Solid.hxx>
  55 #include <gp.hxx>
  56 #include <gp_Pnt.hxx>
  57
  58
  59 using namespace std;
  60
  61 #define RETURN_BAD_RESULT(msg) { MESSAGE(")-: Error: " << msg); return false; }
  62 #define gpXYZ(n) gp_XYZ(n->X(),n->Y(),n->Z())
  63
  64 typedef StdMeshers_ProjectionUtils TAssocTool;
  65
  66 //=======================================================================
  67 //function : StdMeshers_RadialPrism_3D
  68 //purpose  :
  69 //=======================================================================
  70
  71 StdMeshers_RadialPrism_3D::StdMeshers_RadialPrism_3D(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
  72   :SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  73 {
  74   _name = "RadialPrism_3D";
  75   _shapeType = (1 << TopAbs_SOLID);     // 1 bit per shape type
  76
  77   _compatibleHypothesis.push_back("LayerDistribution");
  78   _compatibleHypothesis.push_back("NumberOfLayers");
  79   myNbLayerHypo = 0;
  80   myDistributionHypo = 0;
  81 }
  82
  83 //================================================================================
  84 /*!
  85  * \brief Destructor
  86  */
  87 //================================================================================
  88
  89 StdMeshers_RadialPrism_3D::~StdMeshers_RadialPrism_3D()
  90 {}
  91
  92 //=======================================================================
  93 //function : CheckHypothesis
  94 //purpose  :
  95 //=======================================================================
  96
  97 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
  98                                                 const TopoDS_Shape&                  aShape,
  99                                                 SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus)
 100 {
 101   // check aShape that must have 2 shells
 102 /*  PAL16229
 103   if ( TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SOLID, 0 ) != 1 ||
 104        TAssocTool::Count( aShape, TopAbs_SHELL, 0 ) != 2 )
 105   {
 106     aStatus = HYP_BAD_GEOMETRY;
 107     return false;
 108   }
 109 */
 110   myNbLayerHypo = 0;
 111   myDistributionHypo = 0;
 112
 113   list <const SMESHDS_Hypothesis * >::const_iterator itl;
 114
 115   const list <const SMESHDS_Hypothesis * >&hyps = GetUsedHypothesis(aMesh, aShape);
 116   if ( hyps.size() == 0 )
 117   {
 118     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_MISSING;
 119     return false;  // can't work with no hypothesis
 120   }
 121
 122   if ( hyps.size() > 1 )
 123   {
 124     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_ALREADY_EXIST;
 125     return false;
 126   }
 127
 128   const SMESHDS_Hypothesis *theHyp = hyps.front();
 129
 130   string hypName = theHyp->GetName();
 131
 132   if (hypName == "NumberOfLayers")
 133   {
 134     myNbLayerHypo = static_cast<const StdMeshers_NumberOfLayers *>(theHyp);
 135     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 136     return true;
 137   }
 138   if (hypName == "LayerDistribution")
 139   {
 140     myDistributionHypo = static_cast<const StdMeshers_LayerDistribution *>(theHyp);
 141     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 142     return true;
 143   }
 144   aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_INCOMPATIBLE;
 145   return true;
 146 }
 147
 148 //=======================================================================
 149 //function : Compute
 150 //purpose  :
 151 //=======================================================================
 152
 153 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::Compute(SMESH_Mesh& aMesh, const TopoDS_Shape& aShape)
 154 {
 155   TopExp_Explorer exp;
 156   SMESHDS_Mesh * meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 157
 158   myHelper = new SMESH_MesherHelper( aMesh );
 159   myHelper->IsQuadraticSubMesh( aShape );
 160   // to delete helper at exit from Compute()
 161   std::auto_ptr<SMESH_MesherHelper> helperDeleter( myHelper );
 162
 163   // get 2 shells
 164   TopoDS_Solid solid = TopoDS::Solid( aShape );
 165   TopoDS_Shell outerShell = BRepTools::OuterShell( solid );
 166   TopoDS_Shape innerShell;
 167   int nbShells = 0;
 168   for ( TopoDS_Iterator It (solid); It.More(); It.Next(), ++nbShells )
 169     if ( !outerShell.IsSame( It.Value() ))
 170       innerShell = It.Value();
 171   if ( nbShells != 2 )
 172     return error(COMPERR_BAD_SHAPE, SMESH_Comment("Must be 2 shells but not ")<<nbShells);
 173
 174   // ----------------------------------
 175   // Associate subshapes of the shells
 176   // ----------------------------------
 177
 178   TAssocTool::TShapeShapeMap shape2ShapeMap;
 179   if ( !TAssocTool::FindSubShapeAssociation( outerShell, &aMesh,
 180                                              innerShell, &aMesh,
 181                                              shape2ShapeMap) )
 182     return error(COMPERR_BAD_SHAPE,"Topology of inner and outer shells seems different" );
 183
 184   // ------------------
 185   // Make mesh
 186   // ------------------
 187
 188   TNode2ColumnMap node2columnMap;
 189   myLayerPositions.clear();
 190
 191   for ( exp.Init( outerShell, TopAbs_FACE ); exp.More(); exp.Next() )
 192   {
 193     // Corresponding subshapes
 194     TopoDS_Face outFace = TopoDS::Face( exp.Current() );
 195     TopoDS_Face inFace;
 196     if ( !shape2ShapeMap.IsBound( outFace )) {
 197       return error(SMESH_Comment("Corresponding inner face not found for face #" )
 198                    << meshDS->ShapeToIndex( outFace ));
 199     } else {
 200       inFace = TopoDS::Face( shape2ShapeMap( outFace ));
 201     }
 202
 203     // Find matching nodes of in and out faces
 204     TNodeNodeMap nodeIn2OutMap;
 205     if ( ! TAssocTool::FindMatchingNodesOnFaces( inFace, &aMesh, outFace, &aMesh,
 206                                                  shape2ShapeMap, nodeIn2OutMap ))
 207       return error(COMPERR_BAD_INPUT_MESH,SMESH_Comment("Mesh on faces #")
 208                    << meshDS->ShapeToIndex( outFace ) << " and "
 209                    << meshDS->ShapeToIndex( inFace ) << " seems different" );
 210
 211     // Create volumes
 212
 213     SMDS_ElemIteratorPtr faceIt = meshDS->MeshElements( inFace )->GetElements();
 214     while ( faceIt->more() ) // loop on faces on inFace
 215     {
 216       const SMDS_MeshElement* face = faceIt->next();
 217       if ( !face || face->GetType() != SMDSAbs_Face )
 218         continue;
 219       int nbNodes = face->NbNodes();
 220       if ( face->IsQuadratic() )
 221         nbNodes /= 2;
 222
 223       // find node columns for each node
 224       vector< const TNodeColumn* > columns( nbNodes );
 225       for ( int i = 0; i < nbNodes; ++i )
 226       {
 227         const SMDS_MeshNode* nIn = face->GetNode( i );
 228         TNode2ColumnMap::iterator n_col = node2columnMap.find( nIn );
 229         if ( n_col != node2columnMap.end() ) {
 230           columns[ i ] = & n_col->second;
 231         }
 232         else {
 233           TNodeNodeMap::iterator nInOut = nodeIn2OutMap.find( nIn );
 234           if ( nInOut == nodeIn2OutMap.end() )
 235             RETURN_BAD_RESULT("No matching node for "<< nIn->GetID() <<
 236                               " in face "<< face->GetID());
 237           columns[ i ] = makeNodeColumn( node2columnMap, nIn, nInOut->second );
 238         }
 239       }
 240
 241       StdMeshers_Prism_3D::AddPrisms( columns, myHelper );
 242     }
 243   } // loop on faces of out shell
 244
 245   return true;
 246 }
 247
 248 //================================================================================
 249 /*!
 250  * \brief Create a column of nodes from outNode to inNode
 251   * \param n2ColMap - map of node columns to add a created column
 252   * \param outNode - botton node of a column
 253   * \param inNode - top node of a column
 254   * \retval const TNodeColumn* - a new column pointer
 255  */
 256 //================================================================================
 257
 258 TNodeColumn* StdMeshers_RadialPrism_3D::makeNodeColumn( TNode2ColumnMap&     n2ColMap,
 259                                                         const SMDS_MeshNode* outNode,
 260                                                         const SMDS_MeshNode* inNode)
 261 {
 262   SMESHDS_Mesh * meshDS = myHelper->GetMeshDS();
 263   int shapeID = myHelper->GetSubShapeID();
 264
 265   if ( myLayerPositions.empty() ) {
 266     gp_Pnt pIn = gpXYZ( inNode ), pOut = gpXYZ( outNode );
 267     computeLayerPositions( pIn, pOut );
 268   }
 269   int nbSegments = myLayerPositions.size() + 1;
 270
 271   TNode2ColumnMap::iterator n_col =
 272     n2ColMap.insert( make_pair( outNode, TNodeColumn() )).first;
 273   TNodeColumn & column = n_col->second;
 274   column.resize( nbSegments + 1 );
 275   column.front() = outNode;
 276   column.back() =  inNode;
 277
 278   gp_XYZ p1 = gpXYZ( outNode );
 279   gp_XYZ p2 = gpXYZ( inNode );
 280   for ( int z = 1; z < nbSegments; ++z )
 281   {
 282     double r = myLayerPositions[ z - 1 ];
 283     gp_XYZ p = ( 1 - r ) * p1 + r * p2;
 284     SMDS_MeshNode* n = meshDS->AddNode( p.X(), p.Y(), p.Z() );
 285     meshDS->SetNodeInVolume( n, shapeID );
 286     column[ z ] = n;
 287   }
 288
 289   return & column;
 290 }
 291
 292 //================================================================================
 293 //================================================================================
 294 /*!
 295  * \brief Class computing layers distribution using data of
 296  *        StdMeshers_LayerDistribution hypothesis
 297  */
 298 //================================================================================
 299 //================================================================================
 300
 301 class TNodeDistributor: public StdMeshers_Regular_1D
 302 {
 303   list <const SMESHDS_Hypothesis *> myUsedHyps;
 304 public:
 305   // -----------------------------------------------------------------------------
 306   static TNodeDistributor* GetDistributor(SMESH_Mesh& aMesh)
 307   {
 308     const int myID = -1000;
 309     map < int, SMESH_1D_Algo * > & algoMap = aMesh.GetGen()->_map1D_Algo;
 310     map < int, SMESH_1D_Algo * >::iterator id_algo = algoMap.find( myID );
 311     if ( id_algo == algoMap.end() )
 312       return new TNodeDistributor( myID, 0, aMesh.GetGen() );
 313     return static_cast< TNodeDistributor* >( id_algo->second );
 314   }
 315   // -----------------------------------------------------------------------------
 316   bool Compute( vector< double > &                  positions,
 317                 gp_Pnt                              pIn,
 318                 gp_Pnt                              pOut,
 319                 SMESH_Mesh&                         aMesh,
 320                 const StdMeshers_LayerDistribution* hyp)
 321   {
 322     double len = pIn.Distance( pOut );
 323     if ( len <= DBL_MIN ) return error("Too close points of inner and outer shells");
 324
 325     if ( !hyp || !hyp->GetLayerDistribution() )
 326       return error( "Invalid LayerDistribution hypothesis");
 327     myUsedHyps.clear();
 328     myUsedHyps.push_back( hyp->GetLayerDistribution() );
 329
 330     TopoDS_Edge edge = BRepBuilderAPI_MakeEdge( pIn, pOut );
 331     SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status aStatus;
 332     if ( !StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis( aMesh, edge, aStatus ))
 333       return error( "StdMeshers_Regular_1D::CheckHypothesis() failed "
 334                     "with LayerDistribution hypothesis");
 335
 336     BRepAdaptor_Curve C3D(edge);
 337     double f = C3D.FirstParameter(), l = C3D.LastParameter();
 338     list< double > params;
 339     if ( !StdMeshers_Regular_1D::computeInternalParameters( aMesh, C3D, len, f, l, params, false ))
 340       return error("StdMeshers_Regular_1D failed to compute layers distribution");
 341
 342     positions.clear();
 343     positions.reserve( params.size() );
 344     for (list<double>::iterator itU = params.begin(); itU != params.end(); itU++)
 345       positions.push_back( *itU / len );
 346     return true;
 347   }
 348 protected:
 349   // -----------------------------------------------------------------------------
 350   TNodeDistributor( int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen)
 351     : StdMeshers_Regular_1D( hypId, studyId, gen)
 352   {
 353   }
 354   // -----------------------------------------------------------------------------
 355   virtual const list <const SMESHDS_Hypothesis *> &
 356     GetUsedHypothesis(SMESH_Mesh &, const TopoDS_Shape &, const bool)
 357   {
 358     return myUsedHyps;
 359   }
 360   // -----------------------------------------------------------------------------
 361 };
 362
 363 //================================================================================
 364 /*!
 365  * \brief Compute positions of nodes between the internal and the external surfaces
 366   * \retval bool - is a success
 367  */
 368 //================================================================================
 369
 370 bool StdMeshers_RadialPrism_3D::computeLayerPositions(const gp_Pnt& pIn,
 371                                                       const gp_Pnt& pOut)
 372 {
 373   if ( myNbLayerHypo )
 374   {
 375     int nbSegments = myNbLayerHypo->GetNumberOfLayers();
 376     myLayerPositions.resize( nbSegments - 1 );
 377     for ( int z = 1; z < nbSegments; ++z )
 378       myLayerPositions[ z - 1 ] = double( z )/ double( nbSegments );
 379     return true;
 380   }
 381   if ( myDistributionHypo ) {
 382     SMESH_Mesh * mesh = myHelper->GetMesh();
 383     if ( !TNodeDistributor::GetDistributor(*mesh)->Compute( myLayerPositions, pIn, pOut,
 384                                                             *mesh, myDistributionHypo ))
 385     {
 386       error( TNodeDistributor::GetDistributor(*mesh)->GetComputeError() );
 387       return false;
 388     }
 389   }
 390   RETURN_BAD_RESULT("Bad hypothesis");
 391 }