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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。
, v# i) [7 r, b* \ 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$EndComment包裹的块中。' K0 O9 T% A2 T/ f$ k( b; G
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
) { S7 X5 {7 |7 PMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
/ T1 ~$ Z. _0 O1 d" r6 d% o5 K' D: j[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：- |( {9 H: Y' t& K
$MeshFormat" Q) j5 e8 x7 W/ x5 S
2.2 0 8( A/ N# T- {' ?" d9 }0 r9 \ Q+ q
$EndMeshFormat
0 k+ n# w. L# ]" q( vNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。
( M: h$ E- e3 t( D/ Z( T( _一个典型的Nodes块：
) a4 i9 u* \$ Z+ M/ E$Nodes5 H8 E& g" f% y# G
4
6 t9 M/ ~# |7 |0 n5 a8 s1 0.0 0.0 0.0
9 A0 y; I8 ]3 F# u2 1.0 0.0 0.0' d5 f* @+ ]* ~! B' w
3 1.0 1.0 0.0
9 f9 l) S8 @ s4 0.0 1.0 0.0
7 ~3 X F0 Z# w- G- F2 ^6 Q$EndNodes( [5 N" |) `) f/ a& C
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。: R ^, g( G/ l& b* n0 N7 @
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：% _$ p. w1 X" p4 i) f8 \* z
网格数6 }5 D& C6 f# @: b/ J F% X
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
7 C' k& \! X3 Z- Q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。+ w$ K0 ~3 e' e% V. T
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。# ^& ~! H3 x- E p1 \: C! T
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：
- Y4 I# Q; l, u1 b9 U1: 两个点组成的线段
" i. P9 l+ k$ S: g# K2：三个点组成的三角形
+ E3 B9 d# \$ t2 Y/ m4 \3：四个点组成的四边形' i/ r6 j& Q1 G
4：四个点组成的立方体5 r6 d) l* q4 o7 w& m7 b+ z: |' K
5：八个点组成的六面体
: E* N/ n2 Z4 [/ K8 Y9 L4 ?4 @6：六个点组成的棱柱
t4 f( G8 I& `7：五个点组成的金字塔体$ |! \# ?' c" E. E" Q0 V2 x
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
% J! X$ r2 W; Q( j9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点): \: A* b4 c; c0 i$ F9 r" ]
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)
6 B- E' h7 ` Z11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)! o: I- ?5 x; p: ]
12：27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 Z. n9 l7 ]& M3 K5 e
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)# t6 k9 `: j5 H! k5 n- D# v
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)
6 w0 m4 g( D6 D7 K3 Z1 W15：单个顶点
4 D# u: J! c8 j! O2 u$ B7 x0 J/ L16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
: G; P$ I$ T, u, G17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
# s, z: T$ ^1 B0 Y. a18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）6 L& Y; R' P/ @( G( G4 V* X$ Z6 g* E
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
7 |( F! e8 p: p4 N5 m4 b其他高阶网格定义请参考官方文档
9 i8 O" J( M9 G0 k* M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。' l* k7 _7 F$ T
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：1 \( x1 `8 ~& m! Z
[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。" I/ v& |8 ]1 Q, ?, J8 I
其他块的字段含义请参考官方文档。
5 ?- j& |/ Q9 A/ P7 M+ Y/ W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。
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发表于 2022-9-11 21:05:03
