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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 {/ O/ u3 d" q& I4 ^; T 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$EndComment包裹的块中。0 E" [6 ?$ L* O
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
" H9 I! a, J2 ?/ I/ E# fMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：% \1 h5 u v2 q% E
[ol]文件格式版本号，目前是固定值2.2；文件类型，在ASCII文件中值为0；数据长度，即单精度浮点数所占字节数，通常为8。[/ol]一个典型的MeshFormat块：
: H) X3 f+ _3 S4 Z) D0 X& D9 E$MeshFormat
" D7 k5 i9 F7 q1 A) |$ w' m3 |" V2.2 0 8
7 C; ~. ]! @% _5 X, P/ U* ?9 v( q$EndMeshFormat0 P% J' l( I- q0 Z# F
NodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。
9 x; ^! |1 u& B. P7 s" t$ ~' _一个典型的Nodes块：/ N* {4 Q( H: U+ f5 K, y8 ?: _
$Nodes: T7 K% o1 N3 W G V, H2 k
4( l& H# r( G+ z7 M, |6 ?
1 0.0 0.0 0.0
. W( U5 c' H% G) x2 1.0 0.0 0.0
8 o3 e+ `* B8 X0 W D; \3 1.0 1.0 0.0. s1 ^* q) M9 `! T _5 @
4 0.0 1.0 0.0, ^3 P; h& b& {3 E- n! G
$EndNodes
4 d n- y, ]% Q7 dElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
& x9 v' z4 N* Q- h% wElements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：3 M( ]+ B, V- e4 k9 i- @
网格数2 F; K! V x) d$ g; w
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表5 X1 H! Z) C$ H+ I9 p5 s( m# E* Y
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。9 Y1 F* l! B0 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。
$ I0 s; ^$ w! }& iGmsh支持的主要网格类型编号如下：
, u9 w4 r5 E: o. [& b" _1: 两个点组成的线段9 [' a5 u {/ V( A5 K5 W- r% R
2：三个点组成的三角形
) H- n: H u( O' g7 L# X3：四个点组成的四边形8 H9 `% t! s* W* L' x0 B
4：四个点组成的立方体
" J% W& A! m2 i& [6 P) _; X# S5：八个点组成的六面体" o6 w. V- \: Y7 @" I
6：六个点组成的棱柱
" p! R1 r# S2 Q% P4 x7：五个点组成的金字塔体1 _+ U) i: O& b! [* ~, l
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
9 W; O4 `1 p' g: U& q1 w9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)' r; B- r# U/ x; J& M* W, e# Z
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)
( |. R1 I$ P% k) \6 j2 \" D3 X& O11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)/ s G5 F; n: a- o- v* [, i+ A: Q
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)
2 w9 D Z# V+ h. y4 l, ]+ y4 o13：18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): ^) V0 e2 y7 m& J' R9 u$ w
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)2 J5 m6 f8 k' {# D% n- ]
15：单个顶点. X/ \+ C9 _! d
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)3 {/ u( z- c0 D! o- `
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)/ O$ e% E/ |" R+ k- J0 r8 j% X
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）7 T: n8 T9 O5 _! E
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).0 K1 L6 ]3 M& x4 v
其他高阶网格定义请参考官方文档/ t% i* T" Q6 w9 z" o
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。$ f! w. ^* i: \0 K1 s: O A, C$ H
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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：1 l6 O0 \ F2 p
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。
+ R& i" s! V/ _1 N! Q' M; m- j其他块的字段含义请参考官方文档。
, i2 h% n$ ` L7 j2 c, S8 ~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
