src/NETGENPlugin/NETGENPlugin_NETGEN_3D.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2015  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
   8 // License as published by the Free Software Foundation; either
   9 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10 //
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 // Lesser General Public License for more details.
  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 //=============================================================================
  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 namespace nglib {
  75 #include <nglib.h>
  76 }
  77 namespace netgen {
  78 #ifdef NETGEN_V5
  79   extern int OCCGenerateMesh (OCCGeometry&, Mesh*&, MeshingParameters&, int, int);
  80 #else
  81   extern int OCCGenerateMesh (OCCGeometry&, Mesh*&, int, int, char*);
  82 #endif
  83   extern MeshingParameters mparam;
  84   extern volatile multithreadt multithread;
  85 }
  86 using namespace nglib;
  87 using namespace std;
  88
  89 //=============================================================================
  90 /*!
  91  *
  92  */
  93 //=============================================================================
  94
  95 NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D(int hypId, int studyId,
  96                              SMESH_Gen* gen)
  97   : SMESH_3D_Algo(hypId, studyId, gen)
  98 {
  99   MESSAGE("NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D");
 100   _name = "NETGEN_3D";
 101   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 102   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 103   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 104   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 105
 106   _maxElementVolume = 0.;
 107
 108   _hypMaxElementVolume = NULL;
 109   _hypParameters = NULL;
 110   _viscousLayersHyp = NULL;
 111
 112   _requireShape = false; // can work without shape
 113 }
 114
 115 //=============================================================================
 116 /*!
 117  *
 118  */
 119 //=============================================================================
 120
 121 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 122 {
 123   MESSAGE("NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D");
 124 }
 125
 126 //=============================================================================
 127 /*!
 128  *
 129  */
 130 //=============================================================================
 131
 132 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 133                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 134                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 135 {
 136   MESSAGE("NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis");
 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   bool _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       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 267       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 268       {
 269         // check mesh face
 270         const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 271         if ( !elem )
 272           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 273         if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 274           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 275
 276         // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 277
 278         // add three nodes of triangle
 279         bool hasDegen = false;
 280         for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 281         {
 282           const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 283           const int shapeID = node->getshapeId();
 284           if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 285                helper.IsDegenShape( shapeID ))
 286           {
 287             // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 288             TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 289             node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 290             hasDegen = true;
 291           }
 292           int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 293           if ( ngID == invalid_ID )
 294           {
 295             ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 296             Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 297             Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 298             Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 299             Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 300           }
 301           Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 302         }
 303         // add triangle
 304         if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 305                           Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 306                           Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 307           continue;
 308
 309         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 310
 311         if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 312         {
 313           swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 314           Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 315         }
 316       } // loop on elements on a face
 317     } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 318
 319     // insert old nodes into nodeVec
 320     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 321     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 322     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 323       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 324     nodeToNetgenID.clear();
 325
 326     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 327     {
 328       netgen::OCCGeometry occgeo;
 329       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 330                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 331                                                    nodeVec,
 332                                                    internals);
 333     }
 334   }
 335
 336   // -------------------------
 337   // Generate the volume mesh
 338   // -------------------------
 339
 340   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, helper, nodeVec, Netgen_mesh));
 341 }
 342
 343 namespace
 344 {
 345   void limitVolumeSize( netgen::Mesh* ngMesh,
 346                         double        maxh )
 347   {
 348     // get average h of faces
 349     double faceh = 0;
 350     int nbh = 0;
 351     for (int i = 1; i <= ngMesh->GetNSE(); i++)
 352     {
 353       const netgen::Element2d& face = ngMesh->SurfaceElement(i);
 354       for (int j=1; j <= face.GetNP(); ++j)
 355       {
 356         const netgen::PointIndex & i1 = face.PNumMod(j);
 357         const netgen::PointIndex & i2 = face.PNumMod(j+1);
 358         if ( i1 < i2 )
 359         {
 360           const netgen::Point3d & p1 = ngMesh->Point( i1 );
 361           const netgen::Point3d & p2 = ngMesh->Point( i2 );
 362           faceh += netgen::Dist2( p1, p2 );
 363           nbh++;
 364         }
 365       }
 366     }
 367     faceh = Sqrt( faceh / nbh );
 368
 369     double compareh;
 370     if      ( faceh < 0.5 * maxh ) compareh = -1;
 371     else if ( faceh > 1.5 * maxh ) compareh = 1;
 372     else                           compareh = 0;
 373     // cerr << "faceh " << faceh << endl;
 374     // cerr << "init maxh " << maxh << endl;
 375     // cerr << "compareh " << compareh << endl;
 376
 377     if ( compareh > 0 )
 378       maxh *= 1.2;
 379     else
 380       maxh *= 0.8;
 381     // cerr << "maxh " << maxh << endl;
 382
 383     // get bnd box
 384     netgen::Point3d pmin, pmax;
 385     ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 386     const double dx = pmax.X() - pmin.X();
 387     const double dy = pmax.Y() - pmin.Y();
 388     const double dz = pmax.Z() - pmin.Z();
 389
 390     if ( ! & ngMesh->LocalHFunction() )
 391       ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, compareh <= 0 ? 0.1 : 0.5 );
 392
 393     // adjusted by SALOME_TESTS/Grids/smesh/bugs_08/I8
 394     const int nbX = Max( 2, int( dx / maxh * 2 ));
 395     const int nbY = Max( 2, int( dy / maxh * 2 ));
 396     const int nbZ = Max( 2, int( dz / maxh * 2 ));
 397
 398     netgen::Point3d p;
 399     for ( int i = 0; i <= nbX; ++i )
 400     {
 401       p.X() = pmin.X() +  i * dx / nbX;
 402       for ( int j = 0; j <= nbY; ++j )
 403       {
 404         p.Y() = pmin.Y() +  j * dy / nbY;
 405         for ( int k = 0; k <= nbZ; ++k )
 406         {
 407           p.Z() = pmin.Z() +  k * dz / nbZ;
 408           ngMesh->RestrictLocalH( p, maxh );
 409         }
 410       }
 411     }
 412   }
 413 }
 414
 415 //================================================================================
 416 /*!
 417  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 418  */
 419 //================================================================================
 420
 421 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 422                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 423                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 424                                      Ng_Mesh *                       Netgen_mesh)
 425 {
 426   netgen::multithread.terminate = 0;
 427
 428   netgen::Mesh* ngMesh = (netgen::Mesh*)Netgen_mesh;
 429   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 430
 431 #ifndef NETGEN_V5
 432   char *optstr = 0;
 433 #endif
 434   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 435   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 436   int err = 1;
 437
 438   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 439   netgen::OCCGeometry occgeo;
 440
 441   if ( _hypParameters )
 442   {
 443     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 444     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 445       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 446   }
 447   else if ( _hypMaxElementVolume )
 448   {
 449     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 450     // limitVolumeSize( ngMesh, netgen::mparam.maxh ); // result is unpredictable
 451   }
 452   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 453   {
 454     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 455     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 456   }
 457   else
 458   {
 459     netgen::Point3d pmin, pmax;
 460     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 461     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 462   }
 463
 464   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 465   {
 466     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 467   }
 468
 469   try
 470   {
 471     OCC_CATCH_SIGNALS;
 472
 473 #ifdef NETGEN_V5
 474     ngMesh->CalcLocalH(netgen::mparam.grading);
 475     err = netgen::OCCGenerateMesh(occgeo, ngMesh, netgen::mparam, startWith, endWith);
 476 #else
 477     ngMesh->CalcLocalH();
 478     err = netgen::OCCGenerateMesh(occgeo, ngMesh, startWith, endWith, optstr);
 479 #endif
 480     if(netgen::multithread.terminate)
 481       return false;
 482     if ( err )
 483       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 484   }
 485   catch (Standard_Failure& ex)
 486   {
 487     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 488     str << " at " << netgen::multithread.task
 489         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 490     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 491       str << ": " << ex.GetMessageString();
 492     error(str);
 493   }
 494   catch (netgen::NgException exc)
 495   {
 496     SMESH_Comment str("NgException");
 497     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 498       str << " at " << netgen::multithread.task;
 499     str << ": " << exc.What();
 500     error(str);
 501   }
 502   catch (...)
 503   {
 504     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 505     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 506       str << " at " << netgen::multithread.task;
 507     error(str);
 508   }
 509
 510   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 511   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 512
 513   MESSAGE("End of Volume Mesh Generation. err=" << err <<
 514           ", nb new nodes: " << Netgen_NbOfNodesNew - Netgen_NbOfNodes <<
 515           ", nb tetra: " << Netgen_NbOfTetra);
 516
 517   // -------------------------------------------------------------------
 518   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 519   // -------------------------------------------------------------------
 520
 521   if ( err )
 522   {
 523     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 524     if ( ce && !ce->myBadElements.empty() )
 525       error( ce );
 526   }
 527
 528   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 529   if ( isOK )
 530   {
 531     double Netgen_point[3];
 532     int    Netgen_tetrahedron[4];
 533
 534     // create and insert new nodes into nodeVec
 535     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 536     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 537     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 538     {
 539       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 540       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 541     }
 542
 543     // create tetrahedrons
 544     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 545     {
 546       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 547       try
 548       {
 549         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 550                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 551                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 552                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 553       }
 554       catch (...)
 555       {
 556       }
 557     }
 558   }
 559
 560   return !err;
 561 }
 562
 563 //================================================================================
 564 /*!
 565  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 566  */
 567 //================================================================================
 568
 569 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 570                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 571 {
 572   const int invalid_ID = -1;
 573
 574   netgen::multithread.terminate = 0;
 575   _progressByTic = -1.;
 576
 577   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 578   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 579     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 580                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 581
 582   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 583
 584   // ---------------------------------
 585   // Feed the Netgen with surface mesh
 586   // ---------------------------------
 587
 588   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 589   int Netgen_param2ndOrder = 0;
 590   double Netgen_paramFine = 1.;
 591   double Netgen_paramSize = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 592
 593   double Netgen_point[3];
 594   int Netgen_triangle[3];
 595   int Netgen_tetrahedron[4];
 596
 597   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 598   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib._ngMesh;
 599
 600   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 601   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 602   {
 603     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 604     Adaptor->Compute(aMesh);
 605     proxyMesh.reset( Adaptor );
 606   }
 607
 608   // maps nodes to ng ID
 609   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 610   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 611   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 612
 613   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 614   while( fIt->more())
 615   {
 616     // check element
 617     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 618     if ( !elem )
 619       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 620     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 621       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 622
 623     // add three nodes of triangle
 624     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 625     {
 626       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 627       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 628       if ( ngID == invalid_ID )
 629       {
 630         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 631         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 632         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 633         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 634         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 635       }
 636       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 637     }
 638     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 639   }
 640   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 641
 642   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 643   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 644   // insert old nodes into nodeVec
 645   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 646   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 647     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 648   nodeToNetgenID.clear();
 649
 650   // -------------------------
 651   // Generate the volume mesh
 652   // -------------------------
 653
 654   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, Netgen_mesh));
 655 }
 656
 657 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 658 {
 659   SMESH_Algo::CancelCompute();
 660   netgen::multithread.terminate = 1;
 661 }
 662
 663 //================================================================================
 664 /*!
 665  * \brief Return Compute progress
 666  */
 667 //================================================================================
 668
 669 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 670 {
 671   double res;
 672   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 673   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 674   const double meshingRatio = 0.15;
 675   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 676
 677   if ( _progressByTic < 0. &&
 678        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 679          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 680   {
 681     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 682     //cout << netgen::multithread.task << " " <<_progressTic << "-" << netgen::multithread.percent << endl;
 683   }
 684   else // different otimizations
 685   {
 686     if ( _progressByTic < 0. )
 687       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 688     res = _progressByTic * _progressTic;
 689     //cout << netgen::multithread.task << " " << _progressTic << " " << res << endl;
 690   }
 691   return Min ( res, 0.98 );
 692 }
 693
 694 //=============================================================================
 695 /*!
 696  *
 697  */
 698 //=============================================================================
 699
 700 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 701                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 702                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 703 {
 704   int nbtri = 0, nbqua = 0;
 705   double fullArea = 0.0;
 706   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 707     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 708     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 709     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 710     if( anIt==aResMap.end() ) {
 711       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 712       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 713       return false;
 714     }
 715     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 716     nbtri += Max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 717     nbqua += Max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 718     GProp_GProps G;
 719     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 720     double anArea = G.Mass();
 721     fullArea += anArea;
 722   }
 723
 724   // collect info from edges
 725   int nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 726   bool IsQuadratic = false;
 727   bool IsFirst = true;
 728   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 729   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 730     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 731     if( tmpMap.Contains(E) )
 732       continue;
 733     tmpMap.Add(E);
 734     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 735     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 736     if( anIt==aResMap.end() ) {
 737       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 738       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 739                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 740       return false;
 741     }
 742     std::vector<int> aVec = (*anIt).second;
 743     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 744     nb1d_e += Max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 745     if(IsFirst) {
 746       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 747       IsFirst = false;
 748     }
 749   }
 750   tmpMap.Clear();
 751
 752   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 753   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 754   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 755
 756   GProp_GProps G;
 757   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 758   double aVolume = G.Mass();
 759   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 760   double CoeffQuality = 0.9;
 761   int nbVols = int( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
 762   int nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
 763   int nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
 764   std::vector<int> aVec(SMDSEntity_Last);
 765   for(int i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
 766   if( IsQuadratic ) {
 767     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
 768     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 769     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
 770   }
 771   else {
 772     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
 773     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 774     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
 775   }
 776   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 777   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
 778
 779   return true;
 780 }
 781
 782