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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  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 <exception.hpp>
  80 #endif
  81
  82 namespace nglib {
  83 #include <nglib.h>
  84 }
  85 namespace netgen {
  86 #ifdef NETGEN_V5
  87   extern int OCCGenerateMesh (OCCGeometry&, Mesh*&, MeshingParameters&, int, int);
  88 #else
  89   extern int OCCGenerateMesh (OCCGeometry&, Mesh*&, int, int, char*);
  90 #endif
  91
  92   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  93   extern MeshingParameters mparam;
  94
  95   NETGENPLUGIN_DLL_HEADER
  96   extern volatile multithreadt multithread;
  97 }
  98 using namespace nglib;
  99 using namespace std;
 100
 101 //=============================================================================
 102 /*!
 103  *
 104  */
 105 //=============================================================================
 106
 107 NETGENPlugin_NETGEN_3D::NETGENPlugin_NETGEN_3D(int hypId, SMESH_Gen* gen)
 108   : SMESH_3D_Algo(hypId, gen)
 109 {
 110   _name = "NETGEN_3D";
 111   _shapeType = (1 << TopAbs_SHELL) | (1 << TopAbs_SOLID);// 1 bit /shape type
 112   _compatibleHypothesis.push_back("MaxElementVolume");
 113   _compatibleHypothesis.push_back("NETGEN_Parameters");
 114   _compatibleHypothesis.push_back("ViscousLayers");
 115
 116   _maxElementVolume = 0.;
 117
 118   _hypMaxElementVolume = NULL;
 119   _hypParameters = NULL;
 120   _viscousLayersHyp = NULL;
 121
 122   _requireShape = false; // can work without shape
 123 }
 124
 125 //=============================================================================
 126 /*!
 127  *
 128  */
 129 //=============================================================================
 130
 131 NETGENPlugin_NETGEN_3D::~NETGENPlugin_NETGEN_3D()
 132 {
 133 }
 134
 135 //=============================================================================
 136 /*!
 137  *
 138  */
 139 //=============================================================================
 140
 141 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::CheckHypothesis (SMESH_Mesh&         aMesh,
 142                                               const TopoDS_Shape& aShape,
 143                                               Hypothesis_Status&  aStatus)
 144 {
 145   _hypMaxElementVolume = NULL;
 146   _hypParameters = NULL;
 147   _viscousLayersHyp = NULL;
 148   _maxElementVolume = DBL_MAX;
 149
 150   // for correct work of GetProgress():
 151   netgen::multithread.percent = 0.;
 152   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 153   _progressByTic = -1.;
 154
 155   list<const SMESHDS_Hypothesis*>::const_iterator itl;
 156   //const SMESHDS_Hypothesis* theHyp;
 157
 158   const list<const SMESHDS_Hypothesis*>& hyps =
 159     GetUsedHypothesis(aMesh, aShape, /*ignoreAuxiliary=*/false);
 160   list <const SMESHDS_Hypothesis* >::const_iterator h = hyps.begin();
 161   if ( h == hyps.end())
 162   {
 163     aStatus = SMESH_Hypothesis::HYP_OK;
 164     return true;  // can work with no hypothesis
 165   }
 166
 167   aStatus = HYP_OK;
 168   for ( ; h != hyps.end(); ++h )
 169   {
 170     if ( !_hypMaxElementVolume )
 171       _hypMaxElementVolume = dynamic_cast< const StdMeshers_MaxElementVolume*> ( *h );
 172     if ( !_viscousLayersHyp ) // several _viscousLayersHyp's allowed
 173       _viscousLayersHyp = dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*> ( *h );
 174     if ( ! _hypParameters )
 175       _hypParameters = dynamic_cast< const NETGENPlugin_Hypothesis*> ( *h );
 176
 177     if ( *h != _hypMaxElementVolume &&
 178          *h != _viscousLayersHyp &&
 179          *h != _hypParameters &&
 180          !dynamic_cast< const StdMeshers_ViscousLayers*>(*h)) // several VL hyps allowed
 181       aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 182   }
 183   if ( _hypMaxElementVolume && _hypParameters )
 184     aStatus = HYP_INCOMPATIBLE;
 185   else if ( aStatus == HYP_OK && _viscousLayersHyp )
 186     error( _viscousLayersHyp->CheckHypothesis( aMesh, aShape, aStatus ));
 187
 188   if ( _hypMaxElementVolume )
 189     _maxElementVolume = _hypMaxElementVolume->GetMaxVolume();
 190
 191   return aStatus == HYP_OK;
 192 }
 193
 194 //=============================================================================
 195 /*!
 196  *Here we are going to use the NETGEN mesher
 197  */
 198 //=============================================================================
 199
 200 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 201                                      const TopoDS_Shape& aShape)
 202 {
 203   netgen::multithread.terminate = 0;
 204   netgen::multithread.task = "Volume meshing";
 205   _progressByTic = -1.;
 206
 207   SMESHDS_Mesh* meshDS = aMesh.GetMeshDS();
 208
 209   SMESH_MesherHelper helper(aMesh);
 210   _quadraticMesh = helper.IsQuadraticSubMesh(aShape);
 211   helper.SetElementsOnShape( true );
 212
 213   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 214   double Netgen_point[3];
 215   int Netgen_triangle[3];
 216
 217   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 218   Ng_Mesh * Netgen_mesh = (Ng_Mesh*)ngLib._ngMesh;
 219
 220   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 221   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec;
 222   {
 223     const int invalid_ID = -1;
 224
 225     SMESH::Controls::Area areaControl;
 226     SMESH::Controls::TSequenceOfXYZ nodesCoords;
 227
 228     // maps nodes to ng ID
 229     typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 230     typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 231     TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 232
 233     // find internal shapes
 234     NETGENPlugin_Internals internals( aMesh, aShape, /*is3D=*/true );
 235
 236     // ---------------------------------
 237     // Feed the Netgen with surface mesh
 238     // ---------------------------------
 239
 240     TopAbs_ShapeEnum mainType = aMesh.GetShapeToMesh().ShapeType();
 241     bool checkReverse = ( mainType == TopAbs_COMPOUND || mainType == TopAbs_COMPSOLID );
 242
 243     SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 244     if ( _viscousLayersHyp )
 245     {
 246       netgen::multithread.percent = 3;
 247       proxyMesh = _viscousLayersHyp->Compute( aMesh, aShape );
 248       if ( !proxyMesh )
 249         return false;
 250     }
 251     if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 252     {
 253       netgen::multithread.percent = 6;
 254       StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 255       Adaptor->Compute(aMesh,aShape,proxyMesh.get());
 256       proxyMesh.reset( Adaptor );
 257     }
 258
 259     for ( TopExp_Explorer exFa( aShape, TopAbs_FACE ); exFa.More(); exFa.Next())
 260     {
 261       const TopoDS_Shape& aShapeFace = exFa.Current();
 262       int faceID = meshDS->ShapeToIndex( aShapeFace );
 263       bool isInternalFace = internals.isInternalShape( faceID );
 264       bool isRev = false;
 265       if ( checkReverse && !isInternalFace &&
 266            helper.NbAncestors(aShapeFace, aMesh, aShape.ShapeType()) > 1 )
 267         // IsReversedSubMesh() can work wrong on strongly curved faces,
 268         // so we use it as less as possible
 269         isRev = helper.IsReversedSubMesh( TopoDS::Face( aShapeFace ));
 270
 271       const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = proxyMesh->GetSubMesh( aShapeFace );
 272       if ( !aSubMeshDSFace ) continue;
 273
 274       SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 275       if ( _quadraticMesh &&
 276            dynamic_cast< const SMESH_ProxyMesh::SubMesh*>( aSubMeshDSFace ))
 277       {
 278         // add medium nodes of proxy triangles to helper (#16843)
 279         while ( iteratorElem->more() )
 280           helper.AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( iteratorElem->next() ));
 281
 282         iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 283       }
 284       while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on a geom face
 285       {
 286         // check mesh face
 287         const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 288         if ( !elem )
 289           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 290         if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 291           return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 292
 293         // Add nodes of triangles and triangles them-selves to netgen mesh
 294
 295         // add three nodes of triangle
 296         bool hasDegen = false;
 297         for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 298         {
 299           const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 300           const int shapeID = node->getshapeId();
 301           if ( node->GetPosition()->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_EDGE &&
 302                helper.IsDegenShape( shapeID ))
 303           {
 304             // ignore all nodes on degeneraged edge and use node on its vertex instead
 305             TopoDS_Shape vertex = TopoDS_Iterator( meshDS->IndexToShape( shapeID )).Value();
 306             node = SMESH_Algo::VertexNode( TopoDS::Vertex( vertex ), meshDS );
 307             hasDegen = true;
 308           }
 309           int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 310           if ( ngID == invalid_ID )
 311           {
 312             ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 313             Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 314             Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 315             Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 316             Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 317           }
 318           Netgen_triangle[ isRev ? 2-iN : iN ] = ngID;
 319         }
 320         // add triangle
 321         if ( hasDegen && (Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[1] ||
 322                           Netgen_triangle[0] == Netgen_triangle[2] ||
 323                           Netgen_triangle[2] == Netgen_triangle[1] ))
 324           continue;
 325
 326         Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 327
 328         if ( isInternalFace && !proxyMesh->IsTemporary( elem ))
 329         {
 330           swap( Netgen_triangle[1], Netgen_triangle[2] );
 331           Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 332         }
 333       } // loop on elements on a face
 334     } // loop on faces of a SOLID or SHELL
 335
 336     // insert old nodes into nodeVec
 337     nodeVec.resize( nodeToNetgenID.size() + 1, 0 );
 338     TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 339     for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 340       nodeVec[ n_id->second ] = n_id->first;
 341     nodeToNetgenID.clear();
 342
 343     if ( internals.hasInternalVertexInSolid() )
 344     {
 345       netgen::OCCGeometry occgeo;
 346       NETGENPlugin_Mesher::AddIntVerticesInSolids( occgeo,
 347                                                    (netgen::Mesh&) *Netgen_mesh,
 348                                                    nodeVec,
 349                                                    internals);
 350     }
 351   }
 352
 353   // -------------------------
 354   // Generate the volume mesh
 355   // -------------------------
 356
 357   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, helper, nodeVec, ngLib ));
 358 }
 359
 360 // namespace
 361 // {
 362 //   void limitVolumeSize( netgen::Mesh* ngMesh,
 363 //                         double        maxh )
 364 //   {
 365 //     // get average h of faces
 366 //     double faceh = 0;
 367 //     int nbh = 0;
 368 //     for (int i = 1; i <= ngMesh->GetNSE(); i++)
 369 //     {
 370 //       const netgen::Element2d& face = ngMesh->SurfaceElement(i);
 371 //       for (int j=1; j <= face.GetNP(); ++j)
 372 //       {
 373 //         const netgen::PointIndex & i1 = face.PNumMod(j);
 374 //         const netgen::PointIndex & i2 = face.PNumMod(j+1);
 375 //         if ( i1 < i2 )
 376 //         {
 377 //           const netgen::Point3d & p1 = ngMesh->Point( i1 );
 378 //           const netgen::Point3d & p2 = ngMesh->Point( i2 );
 379 //           faceh += netgen::Dist2( p1, p2 );
 380 //           nbh++;
 381 //         }
 382 //       }
 383 //     }
 384 //     faceh = Sqrt( faceh / nbh );
 385
 386 //     double compareh;
 387 //     if      ( faceh < 0.5 * maxh ) compareh = -1;
 388 //     else if ( faceh > 1.5 * maxh ) compareh = 1;
 389 //     else                           compareh = 0;
 390 //     // cerr << "faceh " << faceh << endl;
 391 //     // cerr << "init maxh " << maxh << endl;
 392 //     // cerr << "compareh " << compareh << endl;
 393
 394 //     if ( compareh > 0 )
 395 //       maxh *= 1.2;
 396 //     else
 397 //       maxh *= 0.8;
 398 //     // cerr << "maxh " << maxh << endl;
 399
 400 //     // get bnd box
 401 //     netgen::Point3d pmin, pmax;
 402 //     ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 403 //     const double dx = pmax.X() - pmin.X();
 404 //     const double dy = pmax.Y() - pmin.Y();
 405 //     const double dz = pmax.Z() - pmin.Z();
 406
 407 //     if ( ! & ngMesh->LocalHFunction() )
 408 //       ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, compareh <= 0 ? 0.1 : 0.5 );
 409
 410 //     // adjusted by SALOME_TESTS/Grids/smesh/bugs_08/I8
 411 //     const int nbX = Max( 2, int( dx / maxh * 2 ));
 412 //     const int nbY = Max( 2, int( dy / maxh * 2 ));
 413 //     const int nbZ = Max( 2, int( dz / maxh * 2 ));
 414
 415 //     netgen::Point3d p;
 416 //     for ( int i = 0; i <= nbX; ++i )
 417 //     {
 418 //       p.X() = pmin.X() +  i * dx / nbX;
 419 //       for ( int j = 0; j <= nbY; ++j )
 420 //       {
 421 //         p.Y() = pmin.Y() +  j * dy / nbY;
 422 //         for ( int k = 0; k <= nbZ; ++k )
 423 //         {
 424 //           p.Z() = pmin.Z() +  k * dz / nbZ;
 425 //           ngMesh->RestrictLocalH( p, maxh );
 426 //         }
 427 //       }
 428 //     }
 429 //   }
 430 // }
 431
 432 //================================================================================
 433 /*!
 434  * \brief set parameters and generate the volume mesh
 435  */
 436 //================================================================================
 437
 438 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::compute(SMESH_Mesh&                     aMesh,
 439                                      SMESH_MesherHelper&             helper,
 440                                      vector< const SMDS_MeshNode* >& nodeVec,
 441                                      NETGENPlugin_NetgenLibWrapper&  ngLib)
 442 {
 443   netgen::multithread.terminate = 0;
 444
 445   netgen::Mesh* ngMesh = ngLib._ngMesh;
 446   Ng_Mesh* Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 447   int Netgen_NbOfNodes = Ng_GetNP( Netgen_mesh );
 448
 449   int startWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 450   int endWith   = netgen::MESHCONST_OPTVOLUME;
 451   int err = 1;
 452
 453   NETGENPlugin_Mesher aMesher( &aMesh, helper.GetSubShape(), /*isVolume=*/true );
 454   netgen::OCCGeometry occgeo;
 455
 456   if ( _hypParameters )
 457   {
 458     aMesher.SetParameters( _hypParameters );
 459
 460     if ( !_hypParameters->GetLocalSizesAndEntries().empty() ||
 461          !_hypParameters->GetMeshSizeFile().empty() )
 462     {
 463       if ( ! &ngMesh->LocalHFunction() )
 464       {
 465         netgen::Point3d pmin, pmax;
 466         ngMesh->GetBox( pmin, pmax, 0 );
 467         ngMesh->SetLocalH( pmin, pmax, _hypParameters->GetGrowthRate() );
 468       }
 469       aMesher.SetLocalSize( occgeo, *ngMesh );
 470
 471       try {
 472         ngMesh->LoadLocalMeshSize( netgen::mparam.meshsizefilename );
 473       } catch (netgen::NgException & ex) {
 474         return error( COMPERR_BAD_PARMETERS, ex.What() );
 475       }
 476     }
 477     if ( !_hypParameters->GetOptimize() )
 478       endWith = netgen::MESHCONST_MESHVOLUME;
 479   }
 480   else if ( _hypMaxElementVolume )
 481   {
 482     netgen::mparam.maxh = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 483     // limitVolumeSize( ngMesh, netgen::mparam.maxh ); // result is unpredictable
 484   }
 485   else if ( aMesh.HasShapeToMesh() )
 486   {
 487     aMesher.PrepareOCCgeometry( occgeo, helper.GetSubShape(), aMesh );
 488     netgen::mparam.maxh = occgeo.GetBoundingBox().Diam()/2;
 489   }
 490   else
 491   {
 492     netgen::Point3d pmin, pmax;
 493     ngMesh->GetBox (pmin, pmax);
 494     netgen::mparam.maxh = Dist(pmin, pmax)/2;
 495   }
 496
 497   if ( !_hypParameters && aMesh.HasShapeToMesh() )
 498   {
 499     netgen::mparam.minh = aMesher.GetDefaultMinSize( helper.GetSubShape(), netgen::mparam.maxh );
 500   }
 501
 502   try
 503   {
 504     OCC_CATCH_SIGNALS;
 505
 506     ngLib.CalcLocalH(ngMesh);
 507     err = ngLib.GenerateMesh(occgeo, startWith, endWith);
 508
 509     if(netgen::multithread.terminate)
 510       return false;
 511     if ( err )
 512       error(SMESH_Comment("Error in netgen::OCCGenerateMesh() at ") << netgen::multithread.task);
 513   }
 514   catch (Standard_Failure& ex)
 515   {
 516     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 517     str << " at " << netgen::multithread.task
 518         << ": " << ex.DynamicType()->Name();
 519     if ( ex.GetMessageString() && strlen( ex.GetMessageString() ))
 520       str << ": " << ex.GetMessageString();
 521     error(str);
 522   }
 523   catch (netgen::NgException& exc)
 524   {
 525     SMESH_Comment str("NgException");
 526     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 527       str << " at " << netgen::multithread.task;
 528     str << ": " << exc.What();
 529     error(str);
 530   }
 531   catch (...)
 532   {
 533     SMESH_Comment str("Exception in  netgen::OCCGenerateMesh()");
 534     if ( strlen( netgen::multithread.task ) > 0 )
 535       str << " at " << netgen::multithread.task;
 536     error(str);
 537   }
 538
 539   int Netgen_NbOfNodesNew = Ng_GetNP(Netgen_mesh);
 540   int Netgen_NbOfTetra    = Ng_GetNE(Netgen_mesh);
 541
 542   // -------------------------------------------------------------------
 543   // Feed back the SMESHDS with the generated Nodes and Volume Elements
 544   // -------------------------------------------------------------------
 545
 546   if ( err )
 547   {
 548     SMESH_ComputeErrorPtr ce = NETGENPlugin_Mesher::ReadErrors(nodeVec);
 549     if ( ce && ce->HasBadElems() )
 550       error( ce );
 551   }
 552
 553   bool isOK = ( /*status == NG_OK &&*/ Netgen_NbOfTetra > 0 );// get whatever built
 554   if ( isOK )
 555   {
 556     double Netgen_point[3];
 557     int    Netgen_tetrahedron[4];
 558
 559     // create and insert new nodes into nodeVec
 560     nodeVec.resize( Netgen_NbOfNodesNew + 1, 0 );
 561     int nodeIndex = Netgen_NbOfNodes + 1;
 562     for ( ; nodeIndex <= Netgen_NbOfNodesNew; ++nodeIndex )
 563     {
 564       Ng_GetPoint( Netgen_mesh, nodeIndex, Netgen_point );
 565       nodeVec.at(nodeIndex) = helper.AddNode(Netgen_point[0], Netgen_point[1], Netgen_point[2]);
 566     }
 567
 568     // create tetrahedrons
 569     for ( int elemIndex = 1; elemIndex <= Netgen_NbOfTetra; ++elemIndex )
 570     {
 571       Ng_GetVolumeElement(Netgen_mesh, elemIndex, Netgen_tetrahedron);
 572       try
 573       {
 574         helper.AddVolume (nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[0] ),
 575                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[1] ),
 576                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[2] ),
 577                           nodeVec.at( Netgen_tetrahedron[3] ));
 578       }
 579       catch (...)
 580       {
 581       }
 582     }
 583   }
 584
 585   return !err;
 586 }
 587
 588 //================================================================================
 589 /*!
 590  * \brief Compute tetrahedral mesh from 2D mesh without geometry
 591  */
 592 //================================================================================
 593
 594 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Compute(SMESH_Mesh&         aMesh,
 595                                      SMESH_MesherHelper* aHelper)
 596 {
 597   const int invalid_ID = -1;
 598
 599   netgen::multithread.terminate = 0;
 600   _progressByTic = -1.;
 601
 602   SMESH_MesherHelper::MType MeshType = aHelper->IsQuadraticMesh();
 603   if ( MeshType == SMESH_MesherHelper::COMP )
 604     return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH,
 605                   SMESH_Comment("Mesh with linear and quadratic elements given"));
 606
 607   aHelper->SetIsQuadratic( MeshType == SMESH_MesherHelper::QUADRATIC );
 608
 609   // ---------------------------------
 610   // Feed the Netgen with surface mesh
 611   // ---------------------------------
 612
 613   int Netgen_NbOfNodes = 0;
 614   double Netgen_point[3];
 615   int Netgen_triangle[3];
 616
 617   NETGENPlugin_NetgenLibWrapper ngLib;
 618   Ng_Mesh * Netgen_mesh = ngLib.ngMesh();
 619
 620   SMESH_ProxyMesh::Ptr proxyMesh( new SMESH_ProxyMesh( aMesh ));
 621   if ( aMesh.NbQuadrangles() > 0 )
 622   {
 623     StdMeshers_QuadToTriaAdaptor* Adaptor = new StdMeshers_QuadToTriaAdaptor;
 624     Adaptor->Compute(aMesh);
 625     proxyMesh.reset( Adaptor );
 626
 627     if ( aHelper->IsQuadraticMesh() )
 628     {
 629       SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 630       while( fIt->more())
 631         aHelper->AddTLinks( static_cast< const SMDS_MeshFace* >( fIt->next() ));
 632     }
 633   }
 634
 635   // maps nodes to ng ID
 636   typedef map< const SMDS_MeshNode*, int, TIDCompare > TNodeToIDMap;
 637   typedef TNodeToIDMap::value_type                     TN2ID;
 638   TNodeToIDMap nodeToNetgenID;
 639
 640   SMDS_ElemIteratorPtr fIt = proxyMesh->GetFaces();
 641   while( fIt->more())
 642   {
 643     // check element
 644     const SMDS_MeshElement* elem = fIt->next();
 645     if ( !elem )
 646       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Null element encounters");
 647     if ( elem->NbCornerNodes() != 3 )
 648       return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Not triangle element encounters");
 649
 650     // add three nodes of triangle
 651     for ( int iN = 0; iN < 3; ++iN )
 652     {
 653       const SMDS_MeshNode* node = elem->GetNode( iN );
 654       int& ngID = nodeToNetgenID.insert(TN2ID( node, invalid_ID )).first->second;
 655       if ( ngID == invalid_ID )
 656       {
 657         ngID = ++Netgen_NbOfNodes;
 658         Netgen_point [ 0 ] = node->X();
 659         Netgen_point [ 1 ] = node->Y();
 660         Netgen_point [ 2 ] = node->Z();
 661         Ng_AddPoint(Netgen_mesh, Netgen_point);
 662       }
 663       Netgen_triangle[ iN ] = ngID;
 664     }
 665     Ng_AddSurfaceElement(Netgen_mesh, NG_TRIG, Netgen_triangle);
 666   }
 667   proxyMesh.reset(); // delete tmp faces
 668
 669   // vector of nodes in which node index == netgen ID
 670   vector< const SMDS_MeshNode* > nodeVec ( nodeToNetgenID.size() + 1 );
 671   // insert old nodes into nodeVec
 672   TNodeToIDMap::iterator n_id = nodeToNetgenID.begin();
 673   for ( ; n_id != nodeToNetgenID.end(); ++n_id )
 674     nodeVec.at( n_id->second ) = n_id->first;
 675   nodeToNetgenID.clear();
 676
 677   // -------------------------
 678   // Generate the volume mesh
 679   // -------------------------
 680
 681   return ( ngLib._isComputeOk = compute( aMesh, *aHelper, nodeVec, ngLib ));
 682 }
 683
 684 void NETGENPlugin_NETGEN_3D::CancelCompute()
 685 {
 686   SMESH_Algo::CancelCompute();
 687   netgen::multithread.terminate = 1;
 688 }
 689
 690 //================================================================================
 691 /*!
 692  * \brief Return Compute progress
 693  */
 694 //================================================================================
 695
 696 double NETGENPlugin_NETGEN_3D::GetProgress() const
 697 {
 698   double res;
 699   const char* volMeshing = "Volume meshing";
 700   const char* dlnMeshing = "Delaunay meshing";
 701   const double meshingRatio = 0.15;
 702   const_cast<NETGENPlugin_NETGEN_3D*>( this )->_progressTic++;
 703
 704   if ( _progressByTic < 0. &&
 705        ( strncmp( netgen::multithread.task, dlnMeshing, 3 ) == 0 ||
 706          strncmp( netgen::multithread.task, volMeshing, 3 ) == 0 ))
 707   {
 708     res = 0.001 + meshingRatio * netgen::multithread.percent / 100.;
 709     //cout << netgen::multithread.task << " " <<_progressTic << "-" << netgen::multithread.percent << endl;
 710   }
 711   else // different otimizations
 712   {
 713     if ( _progressByTic < 0. )
 714       ((NETGENPlugin_NETGEN_3D*)this)->_progressByTic = meshingRatio / _progressTic;
 715     res = _progressByTic * _progressTic;
 716     //cout << netgen::multithread.task << " " << _progressTic << " " << res << endl;
 717   }
 718   return Min ( res, 0.98 );
 719 }
 720
 721 //=============================================================================
 722 /*!
 723  *
 724  */
 725 //=============================================================================
 726
 727 bool NETGENPlugin_NETGEN_3D::Evaluate(SMESH_Mesh& aMesh,
 728                                       const TopoDS_Shape& aShape,
 729                                       MapShapeNbElems& aResMap)
 730 {
 731   smIdType nbtri = 0, nbqua = 0;
 732   double fullArea = 0.0;
 733   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_FACE); expF.More(); expF.Next()) {
 734     TopoDS_Face F = TopoDS::Face( expF.Current() );
 735     SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(F);
 736     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(sm);
 737     if( anIt==aResMap.end() ) {
 738       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = sm->GetComputeError();
 739       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,"Submesh can not be evaluated",this));
 740       return false;
 741     }
 742     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 743     nbtri += std::max(aVec[SMDSEntity_Triangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Triangle]);
 744     nbqua += std::max(aVec[SMDSEntity_Quadrangle],aVec[SMDSEntity_Quad_Quadrangle]);
 745     GProp_GProps G;
 746     BRepGProp::SurfaceProperties(F,G);
 747     double anArea = G.Mass();
 748     fullArea += anArea;
 749   }
 750
 751   // collect info from edges
 752   smIdType nb0d_e = 0, nb1d_e = 0;
 753   bool IsQuadratic = false;
 754   bool IsFirst = true;
 755   TopTools_MapOfShape tmpMap;
 756   for (TopExp_Explorer expF(aShape, TopAbs_EDGE); expF.More(); expF.Next()) {
 757     TopoDS_Edge E = TopoDS::Edge(expF.Current());
 758     if( tmpMap.Contains(E) )
 759       continue;
 760     tmpMap.Add(E);
 761     SMESH_subMesh *aSubMesh = aMesh.GetSubMesh(expF.Current());
 762     MapShapeNbElemsItr anIt = aResMap.find(aSubMesh);
 763     if( anIt==aResMap.end() ) {
 764       SMESH_ComputeErrorPtr& smError = aSubMesh->GetComputeError();
 765       smError.reset( new SMESH_ComputeError(COMPERR_ALGO_FAILED,
 766                                             "Submesh can not be evaluated",this));
 767       return false;
 768     }
 769     std::vector<smIdType> aVec = (*anIt).second;
 770     nb0d_e += aVec[SMDSEntity_Node];
 771     nb1d_e += std::max(aVec[SMDSEntity_Edge],aVec[SMDSEntity_Quad_Edge]);
 772     if(IsFirst) {
 773       IsQuadratic = (aVec[SMDSEntity_Quad_Edge] > aVec[SMDSEntity_Edge]);
 774       IsFirst = false;
 775     }
 776   }
 777   tmpMap.Clear();
 778
 779   double ELen_face = sqrt(2.* ( fullArea/double(nbtri+nbqua*2) ) / sqrt(3.0) );
 780   double ELen_vol = pow( 72, 1/6. ) * pow( _maxElementVolume, 1/3. );
 781   double ELen = Min(ELen_vol,ELen_face*2);
 782
 783   GProp_GProps G;
 784   BRepGProp::VolumeProperties(aShape,G);
 785   double aVolume = G.Mass();
 786   double tetrVol = 0.1179*ELen*ELen*ELen;
 787   double CoeffQuality = 0.9;
 788   smIdType nbVols = (smIdType)( aVolume/tetrVol/CoeffQuality );
 789   smIdType nb1d_f = (nbtri*3 + nbqua*4 - nb1d_e) / 2;
 790   smIdType nb1d_in = (nbVols*6 - nb1d_e - nb1d_f ) / 5;
 791   std::vector<smIdType> aVec(SMDSEntity_Last);
 792   for(smIdType i=SMDSEntity_Node; i<SMDSEntity_Last; i++) aVec[i]=0;
 793   if( IsQuadratic ) {
 794     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1 + nb1d_in;
 795     aVec[SMDSEntity_Quad_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 796     aVec[SMDSEntity_Quad_Pyramid] = nbqua;
 797   }
 798   else {
 799     aVec[SMDSEntity_Node] = nb1d_in/6 + 1;
 800     aVec[SMDSEntity_Tetra] = nbVols - nbqua*2;
 801     aVec[SMDSEntity_Pyramid] = nbqua;
 802   }
 803   SMESH_subMesh *sm = aMesh.GetSubMesh(aShape);
 804   aResMap.insert(std::make_pair(sm,aVec));
 805
 806   return true;
 807 }
 808
 809