src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_NETGEN_3D.cxx

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   2 //
   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 //=============================================================================
  24 // File      : NETGENPlugin_NETGEN_3D.cxx
  25 //             Moved here from SMESH_NETGEN_3D.cxx
  26 // Created   : lundi 27 Janvier 2003
  27 // Author    : Nadir BOUHAMOU (CEA)
  28 // Project   : SALOME
  29 //=============================================================================
  30 //
  31 #include "NETGENPlugin_NETGEN_3D.hxx"
  32
  33 #include "NETGENPlugin_Hypothesis.hxx"
  34
  35 #include <SMDS_MeshElement.hxx>
  36 #include <SMDS_MeshNode.hxx>
  37 #include <SMESHDS_Mesh.hxx>
  38 #include <SMESH_Comment.hxx>
  39 #include <SMESH_ControlsDef.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 #include <StdMeshers_MaxElementVolume.hxx>
  46 #include <StdMeshers_QuadToTriaAdaptor.hxx>
  47 #include <StdMeshers_ViscousLayers.hxx>
  48
  49 #include <BRepGProp.hxx>
  50 #include <BRep_Tool.hxx>
  51 #include <GProp_GProps.hxx>
  52 #include <TopExp.hxx>
  53 #include <TopExp_Explorer.hxx>
  54 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  55 #include <TopoDS.hxx>
  56
  57 #include <Standard_Failure.hxx>
  58 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  59
  60 #include <utilities.h>
  61
  62 #include <list>
  63 #include <vector>
  64 #include <map>
  65
  66 /*
  67   Netgen include files
  68 */
  69
  70 #ifndef OCCGEOMETRY
  71 #define OCCGEOMETRY
  72 #endif
  73 #include <occgeom.hpp>
  74
  75 #ifdef NETGEN_V5
  76 #include <ngexception.hpp>
  77 #endif
  78 #ifdef NETGEN_V6
  79 #include <core/exception.hpp>
  80 #endif
  81
  82 namespace nglib {
  83 #include <nglib.h>
  84 }
  85 namespace netgen {
  86
  87   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  88   extern MeshingParameters mparam;
  89
  90   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  91   extern volatile multithreadt multithread;
  92 }
  93 using namespace nglib;
  94 using namespace std;
  95
  96 //=============================================================================
  97 /*!
  98  *
  99  */
 100 //=============================================================================
 101
 102 NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D(int hypId, SMESH_Gen* gen)
 103   : SMESH_3D_Algo(hypId, gen)
 104 {
 105   _name = "NETGEN_3D";
 106   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 107   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 108   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 109   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 110
 111   _maxElementVolume = 0.;
 112
 113   _hypMaxElementVolume = NULL;
 114   _hypParameters = NULL;
 115   _viscousLayersHyp = NULL;
 116
 117   _requireShape = false; // can work without shape
 118 }
 119
 120 //=============================================================================
 121 /*!
 122  *
 123  */
 124 //=============================================================================
 125
 126 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 127 {
 128 }
 129
 130 //=============================================================================
 131 /*!
 132  *
 133  */
 134 //=============================================================================
 135
 136 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 137                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 138                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 139 {
 140   _hypMaxElementVolume = NULL;
 141   _hypParameters = NULL;
 142   _viscousLayersHyp = NULL;
 143   _maxElementVolume = DBL_MAX;
 144
 145   // for correct work of GetProgress():
 146   netgen::multithread.percent = 0.;
 147   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 148   _progressByTic = -1.;
 149
 150   list<const SMESHDS_Hypothesis*>::const_iterator itl;
 151   //const SMESHDS_Hypothesis* theHyp;
 152
 153   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 154     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 155   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 156   if ( h == hyps.end())
 157   {
 158     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 159     return true;  // can work with no hypothesis
 160   }
 161
 162   aStatus = HYP_OK;
 163   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 164   {
 165     if ( !_hypMaxElementVolume )
 166       _hypMaxElementVolume = dynamic_cast< const StdMeshers_MaxElementVolume*> ( *h );
 167     if ( !_viscousLayersHyp ) // several _viscousLayersHyp's allowed
 168       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 169     if ( ! _hypParameters )
 170       _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis*> ( *h );
 171
 172     if ( *h != _hypMaxElementVolume &&
 173          *h != _viscousLayersHyp &&
 174          *h != _hypParameters &&
 175          !dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*>(*h)) // several VL hyps allowed
 176       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 177   }
 178   if ( _hypMaxElementVolume && _hypParameters )
 179     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 180   else if ( aStatus == HYP_OK && _viscousLayersHyp )
 181     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 182
 183   if ( _hypMaxElementVolume )
 184     _maxElementVolume = _hypMaxElementVolume->GetMaxVolume();
 185
 186   return aStatus == HYP_OK;
 187 }
 188
 189 //=============================================================================
 190 /*!
 191  *Here we are going to use the NETGEN mesher
 192  */
 193 //=============================================================================
 194
 195 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 196                                      const TopoDS_Shape& aShape)
 197 {
 198   netgen::multithread.terminate = 0;
 199   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 200   _progressByTic = -1.;
 201
 202   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 203
 204   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 205   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 206   helper.SetElementsOnShape( true );
 207
 208   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 209   double Netgen_point[3];
 210   int Netgen_triangle[3];
 211
 212   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 213   Ng_Mesh * Netgen_mesh = (Ng_Mesh*)ngLib._ngMesh;
 214
 215   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 216   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 217   {
 218     const int invalid_ID = -1;
 219
 220     SMESH::Controls::Area areaControl;
 221     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 222
 223     // maps nodes to ng ID
 224     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 225     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 226     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 227
 228     // find internal shapes
 229     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 230
 231     // ---------------------------------
 232     // Feed the Netgen with surface mesh
 233     // ---------------------------------
 234
 235     TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 236     bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 237
 238     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 239     if ( _viscousLayersHyp )
 240     {
 241       netgen::multithread.percent = 3;
 242       proxyMesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 243       if ( !proxyMesh )
 244         return false;
 245     }
 246     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 247     {
 248       netgen::multithread.percent = 6;
 249       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 250       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 251       proxyMesh.reset( Adaptor );
 252     }
 253
 254     for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 255     {
 256       const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 257       int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 258       bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 259       bool isRev = false;
 260       if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 261            helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 262         // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 263         // so we use it as less as possible
 264         isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 265
 266       const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 267       if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 268
 269       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 270       if ( _quadraticMesh &&
 271            dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 272       {
 273         // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 274         while ( iteratorElem->more() )
 275           helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 276
 277         iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 278       }
 279       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 280       {
 281         // check mesh face
 282         const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 283         if ( !elem )
 284           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 285         if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 286           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 287
 288         // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 289
 290         // add three nodes of triangle
 291         bool hasDegen = false;
 292         for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 293         {
 294           const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 295           const int shapeID = node->getshapeId();
 296           if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 297                helper.IsDegenShape( shapeID ))
 298           {
 299             // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 300             TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 301             node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 302             hasDegen = true;
 303           }
 304           int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 305           if ( ngID == invalid_ID )
 306           {
 307             ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 308             Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 309             Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 310             Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 311             Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 312           }
 313           Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 314         }
 315         // add triangle
 316         if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 317                           Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 318                           Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 319           continue;
 320
 321         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 322
 323         if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 324         {
 325           swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 326           Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 327         }
 328       } // loop on elements on a face
 329     } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 330
 331     // insert old nodes into nodeVec
 332     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 333     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 334     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 335       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 336     nodeToNetgenID.clear();
 337
 338     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 339     {
 340       netgen::OCCGeometry occgeo;
 341       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 342                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 343                                                    nodeVec,
 344                                                    internals);
 345     }
 346   }
 347
 348   // -------------------------
 349   // Generate the volume mesh
 350   // -------------------------
 351
 352   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, helper, nodeVec, ngLib ));
 353 }
 354
 355 // namespace
 356 // {
 357 //   void limitVolumeSize( netgen::Mesh* ngMesh,
 358 //                         double        maxh )
 359 //   {
 360 //     // get average h of faces
 361 //     double faceh = 0;
 362 //     int nbh = 0;
 363 //     for (int i = 1; i <= ngMesh->GetNSE(); i++)
 364 //     {
 365 //       const netgen::Element2d& face = ngMesh->SurfaceElement(i);
 366 //       for (int j=1; j <= face.GetNP(); ++j)
 367 //       {
 368 //         const netgen::PointIndex & i1 = face.PNumMod(j);
 369 //         const netgen::PointIndex & i2 = face.PNumMod(j+1);
 370 //         if ( i1 < i2 )
 371 //         {
 372 //           const netgen::Point3d & p1 = ngMesh->Point( i1 );
 373 //           const netgen::Point3d & p2 = ngMesh->Point( i2 );
 374 //           faceh += netgen::Dist2( p1, p2 );
 375 //           nbh++;
 376 //         }
 377 //       }
 378 //     }
 379 //     faceh = Sqrt( faceh / nbh );
 380
 381 //     double compareh;
 382 //     if      ( faceh < 0.5 * maxh ) compareh = -1;
 383 //     else if ( faceh > 1.5 * maxh ) compareh = 1;
 384 //     else                           compareh = 0;
 385 //     // cerr << "faceh " << faceh << endl;
 386 //     // cerr << "init maxh " << maxh << endl;
 387 //     // cerr << "compareh " << compareh << endl;
 388
 389 //     if ( compareh > 0 )
 390 //       maxh *= 1.2;
 391 //     else
 392 //       maxh *= 0.8;
 393 //     // cerr << "maxh " << maxh << endl;
 394
 395 //     // get bnd box
 396 //     netgen::Point3d pmin, pmax;
 397 //     ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 398 //     const double dx = pmax.X() - pmin.X();
 399 //     const double dy = pmax.Y() - pmin.Y();
 400 //     const double dz = pmax.Z() - pmin.Z();
 401
 402 //     if ( ! & ngMesh->LocalHFunction() )
 403 //       ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, compareh <= 0 ? 0.1 : 0.5 );
 404
 405 //     // adjusted by SALOME_TESTS/Grids/smesh/bugs_08/I8
 406 //     const int nbX = Max( 2, int( dx / maxh * 2 ));
 407 //     const int nbY = Max( 2, int( dy / maxh * 2 ));
 408 //     const int nbZ = Max( 2, int( dz / maxh * 2 ));
 409
 410 //     netgen::Point3d p;
 411 //     for ( int i = 0; i <= nbX; ++i )
 412 //     {
 413 //       p.X() = pmin.X() +  i * dx / nbX;
 414 //       for ( int j = 0; j <= nbY; ++j )
 415 //       {
 416 //         p.Y() = pmin.Y() +  j * dy / nbY;
 417 //         for ( int k = 0; k <= nbZ; ++k )
 418 //         {
 419 //           p.Z() = pmin.Z() +  k * dz / nbZ;
 420 //           ngMesh->RestrictLocalH( p, maxh );
 421 //         }
 422 //       }
 423 //     }
 424 //   }
 425 // }
 426
 427 //================================================================================
 428 /*!
 429  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 430  */
 431 //================================================================================
 432
 433 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 434                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 435                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 436                                      NETGENPlugin_NetgenLibWrapper&  ngLib)
 437 {
 438   netgen::multithread.terminate = 0;
 439
 440   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 441   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 442   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 443
 444   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 445   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 446   int err = 1;
 447
 448   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 449   netgen::OCCGeometry occgeo;
 450
 451   if ( _hypParameters )
 452   {
 453     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 454
 455     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 456          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 457     {
 458       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 459       {
 460         netgen::Point3d pmin, pmax;
 461         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 462         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 463       }
 464       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 465
 466       try {
 467         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 468       } catch (netgen::NgException & ex) {
 469         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 470       }
 471     }
 472     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 473       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 474   }
 475   else if ( _hypMaxElementVolume )
 476   {
 477     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 478     // limitVolumeSize( ngMesh, netgen::mparam.maxh ); // result is unpredictable
 479   }
 480   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 481   {
 482     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 483     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 484   }
 485   else
 486   {
 487     netgen::Point3d pmin, pmax;
 488     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 489     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 490   }
 491
 492   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 493   {
 494     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 495   }
 496
 497   try
 498   {
 499     OCC_CATCH_SIGNALS;
 500
 501     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 502     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 503
 504     if(netgen::multithread.terminate)
 505       return false;
 506     if ( err )
 507       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 508   }
 509   catch (Standard_Failure& ex)
 510   {
 511     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 512     str << " at " << netgen::multithread.task
 513         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 514     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 515       str << ": " << ex.GetMessageString();
 516     error(str);
 517   }
 518   catch (netgen::NgException& exc)
 519   {
 520     SMESH_Comment str("NgException");
 521     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 522       str << " at " << netgen::multithread.task;
 523     str << ": " << exc.What();
 524     error(str);
 525   }
 526   catch (...)
 527   {
 528     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 529     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 530       str << " at " << netgen::multithread.task;
 531     error(str);
 532   }
 533
 534   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 535   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 536
 537   // -------------------------------------------------------------------
 538   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 539   // -------------------------------------------------------------------
 540
 541   if ( err )
 542   {
 543     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 544     if ( ce && ce->HasBadElems() )
 545       error( ce );
 546   }
 547
 548   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 549   if ( isOK )
 550   {
 551     double Netgen_point[3];
 552     int    Netgen_tetrahedron[4];
 553
 554     // create and insert new nodes into nodeVec
 555     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 556     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 557     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 558     {
 559       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 560       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 561     }
 562
 563     // create tetrahedrons
 564     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 565     {
 566       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 567       try
 568       {
 569         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 570                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 571                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 572                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 573       }
 574       catch (...)
 575       {
 576       }
 577     }
 578   }
 579
 580   return !err;
 581 }
 582
 583 //================================================================================
 584 /*!
 585  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 586  */
 587 //================================================================================
 588
 589 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 590                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 591 {
 592   const int invalid_ID = -1;
 593
 594   netgen::multithread.terminate = 0;
 595   _progressByTic = -1.;
 596
 597   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 598   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 599     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 600                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 601
 602   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 603
 604   // ---------------------------------
 605   // Feed the Netgen with surface mesh
 606   // ---------------------------------
 607
 608   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 609   double Netgen_point[3];
 610   int Netgen_triangle[3];
 611
 612   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 613   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 614
 615   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 616   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 617   {
 618     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 619     Adaptor->Compute(aMesh);
 620     proxyMesh.reset( Adaptor );
 621
 622     if ( aHelper->IsQuadraticMesh() )
 623     {
 624       SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 625       while( fIt->more())
 626         aHelper->AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( fIt->next() ));
 627     }
 628   }
 629
 630   // maps nodes to ng ID
 631   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 632   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 633   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 634
 635   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 636   while( fIt->more())
 637   {
 638     // check element
 639     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 640     if ( !elem )
 641       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 642     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 643       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 644
 645     // add three nodes of triangle
 646     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 647     {
 648       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 649       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 650       if ( ngID == invalid_ID )
 651       {
 652         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 653         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 654         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 655         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 656         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 657       }
 658       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 659     }
 660     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 661   }
 662   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 663
 664   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 665   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 666   // insert old nodes into nodeVec
 667   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 668   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 669     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 670   nodeToNetgenID.clear();
 671
 672   // -------------------------
 673   // Generate the volume mesh
 674   // -------------------------
 675
 676   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, ngLib ));
 677 }
 678
 679 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 680 {
 681   SMESH_Algo::CancelCompute();
 682   netgen::multithread.terminate = 1;
 683 }
 684
 685 //================================================================================
 686 /*!
 687  * \brief Return Compute progress
 688  */
 689 //================================================================================
 690
 691 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 692 {
 693   double res;
 694   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 695   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 696   const double meshingRatio = 0.15;
 697   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 698
 699   if ( _progressByTic < 0. &&
 700        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 701          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 702   {
 703     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 704     //cout << netgen::multithread.task << " " <<_progressTic << "-" << netgen::multithread.percent << endl;
 705   }
 706   else // different otimizations
 707   {
 708     if ( _progressByTic < 0. )
 709       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 710     res = _progressByTic * _progressTic;
 711     //cout << netgen::multithread.task << " " << _progressTic << " " << res << endl;
 712   }
 713   return Min ( res, 0.98 );
 714 }
 715
 716 //=============================================================================
 717 /*!
 718  *
 719  */
 720 //=============================================================================
 721
 722 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 723                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 724                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 725 {
 726   smIdType nbtri = 0, nbqua = 0;
 727   double fullArea = 0.0;
 728   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 729     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 730     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 731     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 732     if( anIt==aResMap.end() ) {
 733       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 734       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 735       return false;
 736     }
 737     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 738     nbtri += std::max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 739     nbqua += std::max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 740     GProp_GProps G;
 741     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 742     double anArea = G.Mass();
 743     fullArea += anArea;
 744   }
 745
 746   // collect info from edges
 747   smIdType nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 748   bool IsQuadratic = false;
 749   bool IsFirst = true;
 750   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 751   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 752     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 753     if( tmpMap.Contains(E) )
 754       continue;
 755     tmpMap.Add(E);
 756     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 757     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 758     if( anIt==aResMap.end() ) {
 759       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 760       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 761                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 762       return false;
 763     }
 764     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 765     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 766     nb1d_e += std::max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 767     if(IsFirst) {
 768       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 769       IsFirst = false;
 770     }
 771   }
 772   tmpMap.Clear();
 773
 774   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/double(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 775   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 776   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 777
 778   GProp_GProps G;
 779   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 780   double aVolume = G.Mass();
 781   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 782   double CoeffQuality = 0.9;
 783   smIdType nbVols = (smIdType)( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
 784   smIdType nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
 785   smIdType nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
 786   std::vector<smIdType> aVec(SMDSEntity_Last);
 787   for(smIdType i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
 788   if( IsQuadratic ) {
 789     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
 790     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 791     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
 792   }
 793   else {
 794     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
 795     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 796     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
 797   }
 798   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 799   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
 800
 801   return true;
 802 }
 803
 804