src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_Mesher.hxx

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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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  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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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 //  NETGENPlugin : C++ implementation
  24 // File      : NETGENPlugin_Mesher.hxx
  25 // Author    : Michael Sazonov (OCN)
  26 // Date      : 31/03/2006
  27 // Project   : SALOME
  28 //
  29 #ifndef _NETGENPlugin_Mesher_HXX_
  30 #define _NETGENPlugin_Mesher_HXX_
  31
  32 #include "NETGENPlugin_Defs.hxx"
  33
  34 #include <StdMeshers_FaceSide.hxx>
  35 #include <SMDS_MeshElement.hxx>
  36 #include <SMESH_Algo.hxx>
  37 #include <SMESH_ProxyMesh.hxx>
  38
  39 namespace nglib {
  40 #include <nglib.h>
  41 }
  42
  43 #include <map>
  44 #include <vector>
  45 #include <set>
  46
  47 class SMESHDS_Mesh;
  48 class SMESH_Comment;
  49 class SMESH_Mesh;
  50 class SMESH_MesherHelper;
  51 class TopoDS_Shape;
  52 class TopTools_IndexedMapOfShape;
  53 class NETGENPlugin_Hypothesis;
  54 class NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D;
  55 class NETGENPlugin_Internals;
  56 namespace netgen {
  57   class OCCGeometry;
  58   class Mesh;
  59 }
  60 //=============================================================================
  61 /*!
  62  * \brief Struct storing nb of entities in netgen mesh
  63  */
  64 //=============================================================================
  65
  66 struct NETGENPlugin_ngMeshInfo
  67 {
  68   int _nbNodes, _nbSegments, _nbFaces, _nbVolumes;
  69   char* _copyOfLocalH;
  70   NETGENPlugin_ngMeshInfo( netgen::Mesh* ngMesh=0);
  71   void transferLocalH( netgen::Mesh* fromMesh, netgen::Mesh* toMesh );
  72   void restoreLocalH ( netgen::Mesh* ngMesh);
  73 };
  74
  75 //================================================================================
  76 /*!
  77  * \brief It correctly initializes netgen library at constructor and
  78  *        correctly finishes using netgen library at destructor
  79  */
  80 //================================================================================
  81
  82 struct NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_NetgenLibWrapper
  83 {
  84   bool             _isComputeOk;
  85   nglib::Ng_Mesh * _ngMesh;
  86
  87   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  88   ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  89   void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
  90
  91   static void RemoveTmpFiles();
  92   static int& instanceCounter();
  93
  94  private:
  95   std::string getOutputFileName();
  96   void        removeOutputFile();
  97   std::string _outputFileName;
  98
  99   ostream *       _ngcout;
 100   ostream *       _ngcerr;
 101   std::streambuf* _coutBuffer;   // to re-/store cout.rdbuf()
 102 };
 103
 104 //=============================================================================
 105 /*!
 106  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
 107  */
 108 //=============================================================================
 109
 110 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
 111 {
 112  public:
 113   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 114
 115   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
 116                        const bool isVolume);
 117   ~NETGENPlugin_Mesher();
 118   void SetSelfPointer( NETGENPlugin_Mesher ** ptr );
 119
 120   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
 121   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
 122   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
 123
 124   bool Compute();
 125
 126   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
 127
 128   double GetProgress(const SMESH_Algo* holder,
 129                      const int *       algoProgressTic,
 130                      const double *    algoProgress) const;
 131
 132   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 133                                  const TopoDS_Shape&           shape,
 134                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 135                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 136                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 137
 138   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 139                                   const double        maxSize);
 140
 141   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh,
 142                                 const gp_XYZ& p,
 143                                 double        size,
 144                                 const bool    overrideMinH=true);
 145
 146   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 147                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 148                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 149                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 150                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 151                        SMESH_Comment&                      comment,
 152                        SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0);
 153
 154   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 155                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 156                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 157                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 158                   SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0,
 159                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 160
 161   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 162                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 163                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 164
 165   static bool FixFaceMesh(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 166                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 167                           const int                  faceID);
 168
 169   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 170                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 171                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 172                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 173
 174   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 175                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 176                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 177                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 178
 179   static SMESH_ComputeErrorPtr
 180     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 181                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 182                       const TSideVector&                    wires,
 183                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 184                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec,
 185                       const bool                            overrideMinH=true);
 186
 187   void SetDefaultParameters();
 188
 189   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 190
 191
 192   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh,
 193                         const std::string&  pyFile); // debug
 194
 195  private:
 196
 197   SMESH_Mesh*          _mesh;
 198   const TopoDS_Shape&  _shape;
 199   bool                 _isVolume;
 200   bool                 _optimize;
 201   int                  _fineness;
 202   bool                 _isViscousLayers2D;
 203   netgen::Mesh*        _ngMesh;
 204   netgen::OCCGeometry* _occgeom;
 205
 206   int                  _curShapeIndex;
 207   volatile int         _progressTic;
 208   volatile double      _ticTime; // normalized [0,1] compute time per a SMESH_Algo::_progressTic
 209   volatile double      _totalTime;
 210
 211   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 212
 213   // a pointer to NETGENPlugin_Mesher* field of the holder, that will be
 214   // nullified at destruction of this
 215   NETGENPlugin_Mesher ** _ptrToMe;
 216 };
 217
 218 //=============================================================================
 219 /*!
 220  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 221  *
 222  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 223  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 224  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 225  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 226  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 227  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 228  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 229  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 230  * netgen mesh to emulate a "crack"
 231  *
 232  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 233  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 234  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 235  */
 236 //=============================================================================
 237
 238 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 239 {
 240   SMESH_Mesh&       _mesh;
 241   bool              _is3D;
 242   //2D
 243   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 244   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 245   // 3D
 246   std::set<int>     _intShapes;
 247   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 248   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 249
 250 public:
 251   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 252
 253   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 254
 255   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 256
 257   // 2D meshing
 258   // edges
 259   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 260   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 261   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 262   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 263                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 264                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 265                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 266   // vertices
 267   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 268   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 269
 270   // 3D meshing
 271   // faces
 272   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 273   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 274   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 275   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 276   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 277                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 278                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 279                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 280   // vertices
 281   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 282   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 283   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 284
 285
 286 };
 287
 288 #endif