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 #include <ngexception.hpp>
  75 namespace nglib {
  76 #include <nglib.h>
  77 }
  78 namespace netgen {
  79 #ifdef NETGEN_V5
  80   extern int OCCGenerateMesh (OCCGeometry&, Mesh*&, MeshingParameters&, int, int);
  81 #else
  82   extern int OCCGenerateMesh (OCCGeometry&, Mesh*&, int, int, char*);
  83 #endif
  84
  85   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  86   extern MeshingParameters mparam;
  87
  88   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  89   extern volatile multithreadt multithread;
  90 }
  91 using namespace nglib;
  92 using namespace std;
  93
  94 //=============================================================================
  95 /*!
  96  *
  97  */
  98 //=============================================================================
  99
 100 NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D(int hypId, SMESH_Gen* gen)
 101   : SMESH_3D_Algo(hypId, gen)
 102 {
 103   _name = "NETGEN_3D";
 104   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 105   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 106   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 107   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 108
 109   _maxElementVolume = 0.;
 110
 111   _hypMaxElementVolume = NULL;
 112   _hypParameters = NULL;
 113   _viscousLayersHyp = NULL;
 114
 115   _requireShape = false; // can work without shape
 116 }
 117
 118 //=============================================================================
 119 /*!
 120  *
 121  */
 122 //=============================================================================
 123
 124 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 125 {
 126 }
 127
 128 //=============================================================================
 129 /*!
 130  *
 131  */
 132 //=============================================================================
 133
 134 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 135                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 136                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 137 {
 138   _hypMaxElementVolume = NULL;
 139   _hypParameters = NULL;
 140   _viscousLayersHyp = NULL;
 141   _maxElementVolume = DBL_MAX;
 142
 143   // for correct work of GetProgress():
 144   netgen::multithread.percent = 0.;
 145   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 146   _progressByTic = -1.;
 147
 148   list<const SMESHDS_Hypothesis*>::const_iterator itl;
 149   //const SMESHDS_Hypothesis* theHyp;
 150
 151   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 152     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 153   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 154   if ( h == hyps.end())
 155   {
 156     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 157     return true;  // can work with no hypothesis
 158   }
 159
 160   aStatus = HYP_OK;
 161   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 162   {
 163     if ( !_hypMaxElementVolume )
 164       _hypMaxElementVolume = dynamic_cast< const StdMeshers_MaxElementVolume*> ( *h );
 165     if ( !_viscousLayersHyp ) // several _viscousLayersHyp's allowed
 166       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 167     if ( ! _hypParameters )
 168       _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis*> ( *h );
 169
 170     if ( *h != _hypMaxElementVolume &&
 171          *h != _viscousLayersHyp &&
 172          *h != _hypParameters &&
 173          !dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*>(*h)) // several VL hyps allowed
 174       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 175   }
 176   if ( _hypMaxElementVolume && _hypParameters )
 177     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 178   else if ( aStatus == HYP_OK && _viscousLayersHyp )
 179     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 180
 181   if ( _hypMaxElementVolume )
 182     _maxElementVolume = _hypMaxElementVolume->GetMaxVolume();
 183
 184   return aStatus == HYP_OK;
 185 }
 186
 187 //=============================================================================
 188 /*!
 189  *Here we are going to use the NETGEN mesher
 190  */
 191 //=============================================================================
 192
 193 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 194                                      const TopoDS_Shape& aShape)
 195 {
 196   netgen::multithread.terminate = 0;
 197   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 198   _progressByTic = -1.;
 199
 200   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 201
 202   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 203   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 204   helper.SetElementsOnShape( true );
 205
 206   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 207   double Netgen_point[3];
 208   int Netgen_triangle[3];
 209
 210   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 211   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib._ngMesh;
 212
 213   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 214   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 215   {
 216     const int invalid_ID = -1;
 217
 218     SMESH::Controls::Area areaControl;
 219     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 220
 221     // maps nodes to ng ID
 222     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 223     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 224     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 225
 226     // find internal shapes
 227     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 228
 229     // ---------------------------------
 230     // Feed the Netgen with surface mesh
 231     // ---------------------------------
 232
 233     TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 234     bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 235
 236     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 237     if ( _viscousLayersHyp )
 238     {
 239       netgen::multithread.percent = 3;
 240       proxyMesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 241       if ( !proxyMesh )
 242         return false;
 243     }
 244     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 245     {
 246       netgen::multithread.percent = 6;
 247       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 248       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 249       proxyMesh.reset( Adaptor );
 250     }
 251
 252     for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 253     {
 254       const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 255       int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 256       bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 257       bool isRev = false;
 258       if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 259            helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 260         // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 261         // so we use it as less as possible
 262         isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 263
 264       const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 265       if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 266
 267       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 268       if ( _quadraticMesh &&
 269            dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 270       {
 271         // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 272         while ( iteratorElem->more() )
 273           helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 274
 275         iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 276       }
 277       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 278       {
 279         // check mesh face
 280         const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 281         if ( !elem )
 282           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 283         if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 284           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 285
 286         // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 287
 288         // add three nodes of triangle
 289         bool hasDegen = false;
 290         for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 291         {
 292           const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 293           const int shapeID = node->getshapeId();
 294           if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 295                helper.IsDegenShape( shapeID ))
 296           {
 297             // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 298             TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 299             node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 300             hasDegen = true;
 301           }
 302           int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 303           if ( ngID == invalid_ID )
 304           {
 305             ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 306             Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 307             Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 308             Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 309             Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 310           }
 311           Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 312         }
 313         // add triangle
 314         if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 315                           Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 316                           Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 317           continue;
 318
 319         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 320
 321         if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 322         {
 323           swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 324           Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 325         }
 326       } // loop on elements on a face
 327     } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 328
 329     // insert old nodes into nodeVec
 330     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 331     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 332     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 333       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 334     nodeToNetgenID.clear();
 335
 336     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 337     {
 338       netgen::OCCGeometry occgeo;
 339       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 340                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 341                                                    nodeVec,
 342                                                    internals);
 343     }
 344   }
 345
 346   // -------------------------
 347   // Generate the volume mesh
 348   // -------------------------
 349
 350   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, helper, nodeVec, Netgen_mesh));
 351 }
 352
 353 // namespace
 354 // {
 355 //   void limitVolumeSize( netgen::Mesh* ngMesh,
 356 //                         double        maxh )
 357 //   {
 358 //     // get average h of faces
 359 //     double faceh = 0;
 360 //     int nbh = 0;
 361 //     for (int i = 1; i <= ngMesh->GetNSE(); i++)
 362 //     {
 363 //       const netgen::Element2d& face = ngMesh->SurfaceElement(i);
 364 //       for (int j=1; j <= face.GetNP(); ++j)
 365 //       {
 366 //         const netgen::PointIndex & i1 = face.PNumMod(j);
 367 //         const netgen::PointIndex & i2 = face.PNumMod(j+1);
 368 //         if ( i1 < i2 )
 369 //         {
 370 //           const netgen::Point3d & p1 = ngMesh->Point( i1 );
 371 //           const netgen::Point3d & p2 = ngMesh->Point( i2 );
 372 //           faceh += netgen::Dist2( p1, p2 );
 373 //           nbh++;
 374 //         }
 375 //       }
 376 //     }
 377 //     faceh = Sqrt( faceh / nbh );
 378
 379 //     double compareh;
 380 //     if      ( faceh < 0.5 * maxh ) compareh = -1;
 381 //     else if ( faceh > 1.5 * maxh ) compareh = 1;
 382 //     else                           compareh = 0;
 383 //     // cerr << "faceh " << faceh << endl;
 384 //     // cerr << "init maxh " << maxh << endl;
 385 //     // cerr << "compareh " << compareh << endl;
 386
 387 //     if ( compareh > 0 )
 388 //       maxh *= 1.2;
 389 //     else
 390 //       maxh *= 0.8;
 391 //     // cerr << "maxh " << maxh << endl;
 392
 393 //     // get bnd box
 394 //     netgen::Point3d pmin, pmax;
 395 //     ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 396 //     const double dx = pmax.X() - pmin.X();
 397 //     const double dy = pmax.Y() - pmin.Y();
 398 //     const double dz = pmax.Z() - pmin.Z();
 399
 400 //     if ( ! & ngMesh->LocalHFunction() )
 401 //       ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, compareh <= 0 ? 0.1 : 0.5 );
 402
 403 //     // adjusted by SALOME_TESTS/Grids/smesh/bugs_08/I8
 404 //     const int nbX = Max( 2, int( dx / maxh * 2 ));
 405 //     const int nbY = Max( 2, int( dy / maxh * 2 ));
 406 //     const int nbZ = Max( 2, int( dz / maxh * 2 ));
 407
 408 //     netgen::Point3d p;
 409 //     for ( int i = 0; i <= nbX; ++i )
 410 //     {
 411 //       p.X() = pmin.X() +  i * dx / nbX;
 412 //       for ( int j = 0; j <= nbY; ++j )
 413 //       {
 414 //         p.Y() = pmin.Y() +  j * dy / nbY;
 415 //         for ( int k = 0; k <= nbZ; ++k )
 416 //         {
 417 //           p.Z() = pmin.Z() +  k * dz / nbZ;
 418 //           ngMesh->RestrictLocalH( p, maxh );
 419 //         }
 420 //       }
 421 //     }
 422 //   }
 423 // }
 424
 425 //================================================================================
 426 /*!
 427  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 428  */
 429 //================================================================================
 430
 431 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 432                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 433                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 434                                      Ng_Mesh *                       Netgen_mesh)
 435 {
 436   netgen::multithread.terminate = 0;
 437
 438   netgen::Mesh* ngMesh = (netgen::Mesh*)Netgen_mesh;
 439   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 440
 441 #ifndef NETGEN_V5
 442   char *optstr = 0;
 443 #endif
 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 #ifdef NETGEN_V5
 502     ngMesh->CalcLocalH(netgen::mparam.grading);
 503     err = netgen::OCCGenerateMesh(occgeo, ngMesh, netgen::mparam, startWith, endWith);
 504 #else
 505     ngMesh->CalcLocalH();
 506     err = netgen::OCCGenerateMesh(occgeo, ngMesh, startWith, endWith, optstr);
 507 #endif
 508     if(netgen::multithread.terminate)
 509       return false;
 510     if ( err )
 511       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 512   }
 513   catch (Standard_Failure& ex)
 514   {
 515     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 516     str << " at " << netgen::multithread.task
 517         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 518     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 519       str << ": " << ex.GetMessageString();
 520     error(str);
 521   }
 522   catch (netgen::NgException exc)
 523   {
 524     SMESH_Comment str("NgException");
 525     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 526       str << " at " << netgen::multithread.task;
 527     str << ": " << exc.What();
 528     error(str);
 529   }
 530   catch (...)
 531   {
 532     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 533     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 534       str << " at " << netgen::multithread.task;
 535     error(str);
 536   }
 537
 538   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 539   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 540
 541   // -------------------------------------------------------------------
 542   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 543   // -------------------------------------------------------------------
 544
 545   if ( err )
 546   {
 547     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 548     if ( ce && ce->HasBadElems() )
 549       error( ce );
 550   }
 551
 552   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 553   if ( isOK )
 554   {
 555     double Netgen_point[3];
 556     int    Netgen_tetrahedron[4];
 557
 558     // create and insert new nodes into nodeVec
 559     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 560     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 561     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 562     {
 563       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 564       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 565     }
 566
 567     // create tetrahedrons
 568     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 569     {
 570       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 571       try
 572       {
 573         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 574                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 575                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 576                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 577       }
 578       catch (...)
 579       {
 580       }
 581     }
 582   }
 583
 584   return !err;
 585 }
 586
 587 //================================================================================
 588 /*!
 589  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 590  */
 591 //================================================================================
 592
 593 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 594                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 595 {
 596   const int invalid_ID = -1;
 597
 598   netgen::multithread.terminate = 0;
 599   _progressByTic = -1.;
 600
 601   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 602   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 603     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 604                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 605
 606   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 607
 608   // ---------------------------------
 609   // Feed the Netgen with surface mesh
 610   // ---------------------------------
 611
 612   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 613   double Netgen_point[3];
 614   int Netgen_triangle[3];
 615
 616   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 617   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib._ngMesh;
 618
 619   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 620   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 621   {
 622     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 623     Adaptor->Compute(aMesh);
 624     proxyMesh.reset( Adaptor );
 625
 626     if ( aHelper->IsQuadraticMesh() )
 627     {
 628       SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 629       while( fIt->more())
 630         aHelper->AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( fIt->next() ));
 631     }
 632   }
 633
 634   // maps nodes to ng ID
 635   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 636   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 637   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 638
 639   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 640   while( fIt->more())
 641   {
 642     // check element
 643     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 644     if ( !elem )
 645       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 646     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 647       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 648
 649     // add three nodes of triangle
 650     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 651     {
 652       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 653       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 654       if ( ngID == invalid_ID )
 655       {
 656         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 657         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 658         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 659         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 660         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 661       }
 662       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 663     }
 664     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 665   }
 666   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 667
 668   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 669   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 670   // insert old nodes into nodeVec
 671   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 672   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 673     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 674   nodeToNetgenID.clear();
 675
 676   // -------------------------
 677   // Generate the volume mesh
 678   // -------------------------
 679
 680   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, Netgen_mesh));
 681 }
 682
 683 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 684 {
 685   SMESH_Algo::CancelCompute();
 686   netgen::multithread.terminate = 1;
 687 }
 688
 689 //================================================================================
 690 /*!
 691  * \brief Return Compute progress
 692  */
 693 //================================================================================
 694
 695 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 696 {
 697   double res;
 698   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 699   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 700   const double meshingRatio = 0.15;
 701   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 702
 703   if ( _progressByTic < 0. &&
 704        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 705          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 706   {
 707     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 708     //cout << netgen::multithread.task << " " <<_progressTic << "-" << netgen::multithread.percent << endl;
 709   }
 710   else // different otimizations
 711   {
 712     if ( _progressByTic < 0. )
 713       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 714     res = _progressByTic * _progressTic;
 715     //cout << netgen::multithread.task << " " << _progressTic << " " << res << endl;
 716   }
 717   return Min ( res, 0.98 );
 718 }
 719
 720 //=============================================================================
 721 /*!
 722  *
 723  */
 724 //=============================================================================
 725
 726 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 727                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 728                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 729 {
 730   int nbtri = 0, nbqua = 0;
 731   double fullArea = 0.0;
 732   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 733     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 734     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 735     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 736     if( anIt==aResMap.end() ) {
 737       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 738       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 739       return false;
 740     }
 741     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 742     nbtri += Max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 743     nbqua += Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 744     GProp_GProps G;
 745     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 746     double anArea = G.Mass();
 747     fullArea += anArea;
 748   }
 749
 750   // collect info from edges
 751   int nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 752   bool IsQuadratic = false;
 753   bool IsFirst = true;
 754   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 755   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 756     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 757     if( tmpMap.Contains(E) )
 758       continue;
 759     tmpMap.Add(E);
 760     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 761     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 762     if( anIt==aResMap.end() ) {
 763       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 764       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 765                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 766       return false;
 767     }
 768     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 769     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 770     nb1d_e += Max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 771     if(IsFirst) {
 772       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 773       IsFirst = false;
 774     }
 775   }
 776   tmpMap.Clear();
 777
 778   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 779   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 780   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 781
 782   GProp_GProps G;
 783   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 784   double aVolume = G.Mass();
 785   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 786   double CoeffQuality = 0.9;
 787   int nbVols = int( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
 788   int nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
 789   int nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
 790   std::vector<int> aVec(SMDSEntity_Last);
 791   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
 792   if( IsQuadratic ) {
 793     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
 794     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 795     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
 796   }
 797   else {
 798     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
 799     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 800     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
 801   }
 802   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 803   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
 804
 805   return true;
 806 }
 807
 808