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本文目录文件结构块格式本文中的网格文件指的是Gmsh的ASCII文本文件，内容主要参考Gmsh的官方文档：http://gmsh.info/doc/texinfo/gmsh.html#MSH-ASCII-file-format。' ^4 P) e3 z% D/ {
文件结构返回目录Gmsh网格文件由一个或多个块(section)构成。块定义以$Name开始，$EndName结尾，例如$Nodes和$EndNodes共同定义一个块。$MeshFormat块是必须的（第一个出现的块），$Nodes, $Elements等块可选。如果定义了$Elements块，则必须给出$Node块。目前$Nodes和$Elements块在一个文件中只允许出现一次（未来版本可能会更改），其他块可重复多次。如果遇到了未定义的块，Gmsh将跳过该块。利用此特性可以为Gmsh网格文件增加注释，例如放在$Comment和$EndComment包裹的块中。
9 S. K( \; P4 Q- J2 v3 L% S- Q5 N" M 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。( `0 J" G8 U, u/ c
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
# k4 ]1 P* {7 t* H2 ~) i6 [. `: G[ol]文件格式版本号，目前是固定值2.2；文件类型，在ASCII文件中值为0；数据长度，即单精度浮点数所占字节数，通常为8。[/ol]一个典型的MeshFormat块：7 s4 M" |* J; a6 k4 O3 z+ v
$MeshFormat4 P2 ~" m1 J, K0 a
2.2 0 88 C, T# N( r6 O5 K L+ v* B( z m1 k% W1 S
$EndMeshFormat. l& _2 N# ~( L6 y7 M2 i2 [
NodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。
$ T8 d+ Z4 G* u% @8 g' a) T一个典型的Nodes块：
) c% {$ M H, w: J$ I3 @$Nodes
! n! [3 {: V6 F) {8 b/ F4
, C/ x5 W2 K: F6 z1 0.0 0.0 0.0
' M( C& G* p P6 d2 1.0 0.0 0.0, p1 J# f. R! G. q7 J' @: R- @6 w
3 1.0 1.0 0.0. F6 H5 b4 D7 w! I$ e! Q
4 0.0 1.0 0.0
6 E& z: _9 _8 A& K0 F$EndNodes6 B! l, ~1 u. e/ I! J) v: d% f4 ^
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。7 Y! a" |0 C3 e: D0 J
Elements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：, G! T" z0 Q c. J) |8 y, k+ G
网格数
' k7 E0 e8 ?" g% @) G( S网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表6 Z1 ~" B1 `& h5 D' X* e) D3 {
网格单元的顶点数由单元类型决定，因此定义行中未出现顶点数字段。, K2 w4 h/ f3 \$ \( e
理论上，网格的顶点数和tag数可以是不小于0的任意整数，所以定义网格单元的行长度不固定，单元可能有不同数量的tag以及顶点。* b. Q+ t0 W8 E, g+ v
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：2 B; Y6 g2 a' H H
1: 两个点组成的线段3 Q! ^8 R7 ?, ~ e
2：三个点组成的三角形
& p. k0 S+ w( T" @+ q3：四个点组成的四边形
7 a* E2 _- w( |4：四个点组成的立方体
5 W* E* D k% [! H0 O5：八个点组成的六面体
# v+ v) j8 W) |, e6 Z/ b6：六个点组成的棱柱6 G. V# s4 [: o, H# {
7：五个点组成的金字塔体
p0 y1 [/ L! a4 f0 l8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点) Y; ~% ?! J" F7 R
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)3 s7 Z* m1 C' a+ p6 T6 i
10：9个点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点+1个面上顶点)$ P i1 [, ^- ]/ \4 M: S) U
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
% n9 L8 o+ u3 U% w12：27个点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上顶点+6个面上顶点+1个体节点)9 l5 L! X* l- s: |
13：18个顶点组成的二阶棱柱 (6个顶点+ 9个边上顶点+3个四边形面上顶点)! G, ]6 r' }1 E9 J5 L
14：14个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点+1个底面四边形的面上顶点)5 V$ I# p+ x }+ n! W u
15：单个顶点
W& {0 n5 y9 ]' Z" B4 s16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)8 |8 m- A6 h. l
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)* \5 I) W$ `$ q5 v R6 z
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
_. m" f( D. J( C19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
: R% k k8 G0 _- s其他高阶网格定义请参考官方文档( `3 Y! D/ K; }* q7 }; G
常规情形下，每个网格单元都包含如下tag：一个指示网格所属的物理实体的tag，个个指示网格所归属的几何实体的tag，一个指示网格单元所在的分区编号的tag。Gmsh和大多数代码要求单元至少包含前两个tag。9 e4 k3 S$ F* S( X2 C: p
顶点列表给出组成网格单元的顶点编号，其中编号是出现在$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：
0 R! k. R9 I: w5 P[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。! v5 k1 ]3 b8 {( [ y9 |6 u" b
其他块的字段含义请参考官方文档。1 a/ E* M" r7 L
效率提示Gmsh没有要求元素的编号是连续的。但出于效率考虑，请尽量使用连续、紧凑的编号。例如两个顶点的编号，不用0和1，而是1， 10000，会导致程序性能下降：Gmsh不得不使用map而非数组来存储和访问元素，后处理程序中会分配10000个单元（大部分是无用的空值）的数组，而这些代价都是可避免的。: h, p0 D# I7 G0 N1 h* X
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发表于 2022-9-11 21:05:03
