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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。 X! }0 A& i' [; ^6 E# Z
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$EndComment包裹的块中。
y5 _, T: Y* A& I! \ 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
8 y6 h* }7 A% y4 E/ u" F) w; m$ x0 SMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：% C5 F) d* j9 \" ^' 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 n5 u; o4 \. L7 l2 f
$MeshFormat
5 R" y* S! \4 h0 u2 i. h: S2.2 0 8 Q, v% ~. M8 Y( y' ~
$EndMeshFormat
- C* |/ f4 }! E2 R, x1 mNodesNodes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。
, W4 I2 _ M! Q. X; y一个典型的Nodes块：4 |' Y+ @3 k0 _
$Nodes
) }" L! }4 k3 t# U7 Z48 l9 a0 k! G6 L+ d: s
1 0.0 0.0 0.0
8 h) {4 x5 ~7 g; @7 P2 [0 J$ Z7 Q3 W2 1.0 0.0 0.0
+ J( Q% Q' T+ P- g. n3 1.0 1.0 0.0) D9 n0 S3 O1 G8 e3 w. a
4 0.0 1.0 0.09 j6 A5 H2 K( X' G, A9 E, j- L3 Z% ]
$EndNodes
3 Y- T: F7 N% ?: q% [, i+ L& aElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。) @; p! `$ q1 X+ p r
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：6 L# S% ~ J" l" h+ B/ e
网格数
, R- p$ `7 \8 {2 _, _网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表3 P2 f* g# ?0 `% F& f9 h
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。& p& g" ]+ H) U/ k3 M
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。
9 s- S/ g! ~. RGmsh支持的主要网格类型编号如下：7 W2 ?) o# G. u5 q9 T+ U" ?; F
1: 两个点组成的线段 b3 l% r, `5 Z
2：三个点组成的三角形
5 U% \8 W5 z9 W& R9 y$ [& x6 S3：四个点组成的四边形
) v6 j( v- }( U* P# m: p4：四个点组成的立方体
3 J% f3 }" A7 K5：八个点组成的六面体! q4 t' U8 c' F, o9 Y1 E9 }' ?& a
6：六个点组成的棱柱
1 `# p' z4 y% r* y1 C# J: ^7：五个点组成的金字塔体
0 r" k" K; h* M8 t7 @' Y8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)6 d8 A! Q' f, O" P2 m+ X9 q. ?
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
/ H: H& L& q# f' n* p) X N! W10：9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 u% S% U% r; R0 ^ E8 |- R0 W
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
/ ?0 B1 X, A3 t0 F& o( c0 J W9 i12：27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 ~1 |. l: b0 z B- G7 z0 ?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! B5 Q9 q( h( C$ j& S" q9 t0 K14：14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)1 z a: P9 w( K. F8 s7 d
15：单个顶点
7 x9 Y2 e0 X9 Y7 I16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
, k* t T0 C0 L' [17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
6 l/ t# U/ l8 M* o, H$ o18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
# }1 K4 c% l' G2 N: }( s19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
# d- Q+ Y$ }/ _& @其他高阶网格定义请参考官方文档1 J* d# F( h! X5 S% b2 W
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。3 z' f9 b7 a x d6 I- M' q1 ^
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：
; @) o- A2 C, V3 ?% C! i[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。
) j/ M- e! Y" W其他块的字段含义请参考官方文档。! ] o+ `6 m! W6 T9 q5 I/ A1 a/ b
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
