src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_Mesher.hxx

   1 // Copyright (C) 2007-2013  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
   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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  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
  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 SMESH_Mesh;
  48 class SMESH_Comment;
  49 class SMESHDS_Mesh;
  50 class TopoDS_Shape;
  51 class TopTools_DataMapOfShapeShape;
  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 This class calls the NETGEN mesher of OCC geometry
  78  */
  79 //=============================================================================
  80
  81 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Mesher
  82 {
  83  public:
  84   // ---------- PUBLIC METHODS ----------
  85
  86   NETGENPlugin_Mesher (SMESH_Mesh* mesh, const TopoDS_Shape& aShape,
  87                        const bool isVolume);
  88
  89   void SetParameters(const NETGENPlugin_Hypothesis*          hyp);
  90   void SetParameters(const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D* hyp);
  91   void SetViscousLayers2DAssigned(bool isAssigned) { _isViscousLayers2D = isAssigned; }
  92
  93   bool Compute();
  94
  95   bool Evaluate(MapShapeNbElems& aResMap);
  96
  97   static void PrepareOCCgeometry(netgen::OCCGeometry&          occgeom,
  98                                  const TopoDS_Shape&           shape,
  99                                  SMESH_Mesh&                   mesh,
 100                                  std::list< SMESH_subMesh* > * meshedSM=0,
 101                                  NETGENPlugin_Internals*       internalShapes=0);
 102
 103   static double GetDefaultMinSize(const TopoDS_Shape& shape,
 104                                   const double        maxSize);
 105
 106   static void RestrictLocalSize(netgen::Mesh& ngMesh, const gp_XYZ& p, const double  size);
 107
 108   static int FillSMesh(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 109                        netgen::Mesh&                       ngMesh,
 110                        const NETGENPlugin_ngMeshInfo&      initState,
 111                        SMESH_Mesh&                         sMesh,
 112                        std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 113                        SMESH_Comment&                      comment);
 114
 115   bool FillNgMesh(netgen::OCCGeometry&                occgeom,
 116                   netgen::Mesh&                       ngMesh,
 117                   std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 118                   const std::list< SMESH_subMesh* > & meshedSM,
 119                   SMESH_ProxyMesh::Ptr                proxyMesh=SMESH_ProxyMesh::Ptr());
 120
 121   static void FixIntFaces(const netgen::OCCGeometry& occgeom,
 122                           netgen::Mesh&              ngMesh,
 123                           NETGENPlugin_Internals&    internalShapes);
 124
 125   static void AddIntVerticesInFaces(const netgen::OCCGeometry&          occgeom,
 126                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 127                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 128                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 129
 130   static void AddIntVerticesInSolids(const netgen::OCCGeometry&         occgeom,
 131                                     netgen::Mesh&                       ngMesh,
 132                                     std::vector<const SMDS_MeshNode*>&  nodeVec,
 133                                     NETGENPlugin_Internals&             internalShapes);
 134
 135   static SMESH_ComputeErrorPtr
 136     AddSegmentsToMesh(netgen::Mesh&                         ngMesh,
 137                       netgen::OCCGeometry&                  geom,
 138                       const TSideVector&                    wires,
 139                       SMESH_MesherHelper&                   helper,
 140                       std::vector< const SMDS_MeshNode* > & nodeVec);
 141
 142   void SetDefaultParameters();
 143
 144   static void RemoveTmpFiles();
 145
 146   static SMESH_ComputeErrorPtr ReadErrors(const std::vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec);
 147
 148
 149   static void toPython( const netgen::Mesh* ngMesh,
 150                         const std::string&  pyFile); // debug
 151
 152  private:
 153   SMESH_Mesh*          _mesh;
 154   const TopoDS_Shape&  _shape;
 155   bool                 _isVolume;
 156   bool                 _optimize;
 157   int                  _fineness;
 158   bool                 _isViscousLayers2D;
 159
 160   const NETGENPlugin_SimpleHypothesis_2D * _simpleHyp;
 161 };
 162
 163 //=============================================================================
 164 /*!
 165  * \brief Container of info needed to solve problems with internal shapes.
 166  *
 167  * Issue 0020676. It is made up as a class to be ready to extract from NETGEN
 168  * and put in SMESH as soon as the same solution is needed somewhere else.
 169  * The approach is to precompute internal edges in 2D and internal faces in 3D
 170  * and put their mesh correctly (twice) into netgen mesh.
 171  * In 2D, this class finds internal edges in faces and their vertices.
 172  * In 3D, it additionally finds internal faces, their edges shared with other faces,
 173  * and their vertices shared by several internal edges. Nodes built on the found
 174  * shapes and mesh faces built on the found internal faces are to be doubled in
 175  * netgen mesh to emulate a "crack"
 176  *
 177  * For internal faces a more simple solution is found, which is just to duplicate
 178  * mesh faces on internal geom faces without modeling a "real crack". For this
 179  * reason findBorderElements() is no more used anywhere.
 180  */
 181 //=============================================================================
 182
 183 class NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_Internals
 184 {
 185   SMESH_Mesh&       _mesh;
 186   bool              _is3D;
 187   //2D
 188   std::map<int,int> _e2face;//!<edges and their vertices in faces where they are TopAbs_INTERNAL
 189   std::map<int,std::list<int> > _f2v;//!<faces with internal vertices
 190   // 3D
 191   std::set<int>     _intShapes;
 192   std::set<int>     _borderFaces; //!< non-internal faces sharing the internal edge
 193   std::map<int,std::list<int> > _s2v;//!<solids with internal vertices
 194
 195 public:
 196   NETGENPlugin_Internals( SMESH_Mesh& mesh, const TopoDS_Shape& shape, bool is3D );
 197
 198   SMESH_Mesh& getMesh() const;
 199
 200   bool isShapeToPrecompute(const TopoDS_Shape& s);
 201
 202   // 2D meshing
 203   // edges
 204   bool hasInternalEdges() const { return !_e2face.empty(); }
 205   bool isInternalEdge( int id ) const { return _e2face.count( id ); }
 206   const std::map<int,int>& getEdgesAndVerticesWithFaces() const { return _e2face; }
 207   void getInternalEdges( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 208                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 209                          TopTools_IndexedMapOfShape&  vmap,
 210                          std::list< SMESH_subMesh* > smToPrecompute[]);
 211   // vertices
 212   bool hasInternalVertexInFace() const { return !_f2v.empty(); }
 213   const std::map<int,std::list<int> >& getFacesWithVertices() const { return _f2v; }
 214
 215   // 3D meshing
 216   // faces
 217   bool hasInternalFaces() const { return !_intShapes.empty(); }
 218   bool isInternalShape( int id ) const { return _intShapes.count( id ); }
 219   void findBorderElements( std::set< const SMDS_MeshElement*, TIDCompare > & borderElems );
 220   bool isBorderFace( int faceID ) const { return _borderFaces.count( faceID ); }
 221   void getInternalFaces( TopTools_IndexedMapOfShape&  fmap,
 222                          TopTools_IndexedMapOfShape&  emap,
 223                          std::list< SMESH_subMesh* >& facesSM,
 224                          std::list< SMESH_subMesh* >& boundarySM);
 225   // vertices
 226   bool hasInternalVertexInSolid() const { return !_s2v.empty(); }
 227   bool hasInternalVertexInSolid(int soID ) const { return _s2v.count(soID); }
 228   const std::map<int,std::list<int> >& getSolidsWithVertices() const { return _s2v; }
 229
 230
 231 };
 232
 233 //================================================================================
 234 /*!
 235  * \brief It correctly initializes netgen library at constructor and
 236  *        correctly finishes using netgen library at destructor
 237  */
 238 //================================================================================
 239
 240 struct NETGENPLUGIN_EXPORT NETGENPlugin_NetgenLibWrapper
 241 {
 242   nglib::Ng_Mesh * _ngMesh;
 243   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
 244   ~NETGENPlugin_NetgenLibWrapper();
 245   void setMesh( nglib::Ng_Mesh* mesh );
 246 };
 247
 248 #endif