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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  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 #include <TopTools_IndexedMapOfShape.hxx>
  40
  41 namespace nglib {
  42 #include <nglib.h>
  43 }
  44
  45 #include <map>
  46 #include <vector>
  47 #include <set>
  48
  49 class NETGENPlugin_Hypothesis;
  50 class NETGENPlugin_Internals;
  51 class NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D;
  52 class SMESHDS_Mesh;
  53 class SMESH_Comment;
  54 class SMESH_Mesh;
  55 class SMESH_MesherHelper;
  56 class StdMeshers_ViscousLayers;
  57 class TopoDS_Shape;
  58 namespace netgen {
  59   class OCCGeometry;
  60   class Mesh;
  61 }
  62 //=============================================================================
  63 /*!
  64  * \brief Struct storing nb of entities in netgen mesh
  65  */
  66 //=============================================================================
  67
  68 struct NETGENPlugin_ngMeshInfo
  69 {
  70   int   _nbNodes, _nbSegments, _nbFaces, _nbVolumes;
  71   bool  _elementsRemoved; // case where netgen can remove free nodes
  72   char* _copyOfLocalH;
  73   NETGENPlugin_ngMeshInfo( netgen::Mesh* ngMesh=0, bool checkRemovedElems=false );
  74   void transferLocalH( netgen::Mesh* fromMesh, netgen::Mesh* toMesh );
  75   void restoreLocalH ( netgen::Mesh* ngMesh);
  76 };
  77
  78 //================================================================================
  79 /*!
  80  * \brief It correctly initializes netgen library at constructor and
  81  *        correctly finishes using netgen library at destructor
  82  */
  83 //================================================================================
  84
  85 struct NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_NetgenLibWrapper
  86 {
  87   bool           _isComputeOk;
  88   netgen::Mesh * _ngMesh;
  89
  90   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  91   ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
  92   void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
  93   nglib::Ng_Mesh* ngMesh() { return (nglib::Ng_Mesh*)(void*)_ngMesh; }
  94
  95   static int GenerateMesh(netgen::OCCGeometry& occgeo, int startWith, int endWith,
  96                           netgen::Mesh* & ngMesh);
  97   int GenerateMesh(netgen::OCCGeometry& occgeo, int startWith, int endWith )
  98   {
  99     return GenerateMesh( occgeo, startWith, endWith, _ngMesh );
 100   }
 101   static void CalcLocalH( netgen::Mesh * ngMesh );
 102
 103   static void RemoveTmpFiles();
 104   static int& instanceCounter();
 105
 106  private:
 107   std::string getOutputFileName();
 108   void        removeOutputFile();
 109   std::string _outputFileName;
 110
 111   ostream *       _ngcout;
 112   ostream *       _ngcerr;
 113   std::streambuf* _coutBuffer;   // to re-/store cout.rdbuf()
 114 };
 115
 116 //=============================================================================
 117 /*!
 118  * \brief This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
 119  */
 120 //=============================================================================
 121
 122 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
 123 {
 124  public:
 125   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
 126
 127   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
 128                        const bool isVolume);
 129   ~NETGENPlugin_Mesher();
 130   void SetSelfPointer( NETGENPlugin_Mesher ** ptr );
 131
 132   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
 133   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
 134   void SetParameters(const StdMeshers_ViscousLayers*         hyp );
 135   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
 136
 137   void SetLocalSizeForChordalError( netgen::OCCGeometry& occgeo, netgen::Mesh& ngMesh );
 138   static void SetLocalSize( netgen::OCCGeometry& occgeo, netgen::Mesh& ngMesh );
 139
 140   bool Compute();
 141
 142   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
 143
 144   double GetProgress(const SMESH_Algo* holder,
 145                      const int *       algoProgressTic,
 146                      const double *    algoProgress) const;
 147
 148   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 149                                  const TopoDS_Shape&           shape,
 150                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 151                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 152                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 153
 154   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 155                                   const double        maxSize);
 156
 157   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh,
 158                                 const gp_XYZ& p,
 159                                 double        size,
 160                                 const bool    overrideMinH=true);
 161
 162   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 163                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 164                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 165                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 166                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 167                        SMESH_Comment&                      comment,
 168                        SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0);
 169
 170   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 171                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 172                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 173                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 174                   SMESH_MesherHelper*                 quadHelper=0,
 175                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 176
 177   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 178                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 179                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 180
 181   static bool FixFaceMesh(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 182                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 183                           const int                  faceID);
 184
 185   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 186                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 187                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 188                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 189
 190   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 191                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 192                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 193                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 194
 195   static SMESH_ComputeErrorPtr
 196     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 197                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 198                       const TSideVector&                    wires,
 199                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 200                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec,
 201                       const bool                            overrideMinH=true);
 202
 203   void SetDefaultParameters();
 204
 205   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 206
 207
 208   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh ); // debug
 209
 210  private:
 211
 212   SMESH_Mesh*          _mesh;
 213   const TopoDS_Shape&  _shape;
 214   bool                 _isVolume;
 215   bool                 _optimize;
 216   int                  _fineness;
 217   bool                 _isViscousLayers2D;
 218   double               _chordalError;
 219   netgen::Mesh*        _ngMesh;
 220   netgen::OCCGeometry* _occgeom;
 221
 222   int                  _curShapeIndex;
 223   volatile int         _progressTic;
 224   volatile double      _ticTime; // normalized [0,1] compute time per a SMESH_Algo::_progressTic
 225   volatile double      _totalTime;
 226
 227   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 228   const StdMeshers_ViscousLayers*   _viscousLayersHyp;
 229
 230   // a pointer to NETGENPlugin_Mesher* field of the holder, that will be
 231   // nullified at destruction of this
 232   NETGENPlugin_Mesher ** _ptrToMe;
 233 };
 234
 235 //=============================================================================
 236 /*!
 237  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 238  *
 239  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 240  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 241  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 242  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 243  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 244  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 245  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 246  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 247  * netgen mesh to emulate a "crack"
 248  *
 249  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 250  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 251  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 252  */
 253 //=============================================================================
 254
 255 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 256 {
 257   SMESH_Mesh&       _mesh;
 258   bool              _is3D;
 259   //2D
 260   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 261   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 262   // 3D
 263   std::set<int>     _intShapes;
 264   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 265   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 266
 267 public:
 268   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 269
 270   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 271
 272   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 273
 274   // 2D meshing
 275   // edges
 276   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 277   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 278   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 279   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 280                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 281                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 282                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 283   // vertices
 284   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 285   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 286
 287   // 3D meshing
 288   // faces
 289   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 290   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 291   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 292   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 293   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 294                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 295                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 296                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 297   // vertices
 298   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 299   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 300   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 301
 302
 303 };
 304
 305 #endif