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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。
; P2 U1 s) Q* R 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$EndComment包裹的块中。
4 t7 k+ V$ p( Z! D 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。8 v5 J+ N. M9 Q
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
6 @& }' E/ z p. ^ o. B& V' k! _[ol]文件格式版本号，目前是固定值2.2；文件类型，在ASCII文件中值为0；数据长度，即单精度浮点数所占字节数，通常为8。[/ol]一个典型的MeshFormat块：& S: E, N8 P$ ]
$MeshFormat
E+ e# `% Q, N* P) |2.2 0 8+ }7 a1 M$ [+ a
$EndMeshFormat
2 C7 S/ `8 ?8 _. Z3 G. n( FNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。, v9 B8 j! s% ?4 K) p4 _$ ?8 G2 D
一个典型的Nodes块：
. M/ W) ]$ j+ _5 f$Nodes
' }5 C$ h1 K" H s4
6 s: [8 n+ E6 ^- Q) D% ^9 ^" k1 0.0 0.0 0.0" _+ i8 n- K- P
2 1.0 0.0 0.05 ~8 R/ P0 _ D5 _. W/ G( u
3 1.0 1.0 0.0
1 @9 ?1 A7 f# ~4 0.0 1.0 0.0
/ i7 e( P- y# ]2 |2 Y$ K6 c$ v$EndNodes, \9 [8 x3 ?% g. f9 m2 m
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。, V1 d' |' D7 k" Q( i! r
Elements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：
/ b$ |/ A" H$ ?' Q+ z网格数. V( Q% o3 m, v j
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表, N V ]4 w) {6 Z
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* h5 [& X: {- h
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。
. P. I) o: l* q7 mGmsh支持的主要网格类型编号如下：( [6 u: t7 }. i1 \5 z" f6 J: h
1: 两个点组成的线段
. V; K% V2 X# X2：三个点组成的三角形* C0 ]. ^. L; f \$ p
3：四个点组成的四边形+ \7 O, S7 ?$ c; N6 v
4：四个点组成的立方体
0 m7 A a/ v7 y g' Q" G P+ s5：八个点组成的六面体
# L) j( b" g6 ]' B6：六个点组成的棱柱
, y- k7 _- M' c; z7：五个点组成的金字塔体4 r! m9 u* W4 Y
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
V$ K7 g5 E6 F: @& n8 `* J8 g! Y1 p/ P9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)7 e, X( u" W j* ]
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)
, M, x8 T& X) b) d* B7 ^11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)7 O# u* D' {, w' j$ h$ e5 w1 T
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)- @% w+ A% i' H! L
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)
: N+ h6 ^2 b! q1 t: d p0 ^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)9 {5 H' q! Y Y6 _
15：单个顶点
- ]. W. c8 A( L16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
' h# m. g$ L" u3 R* j. U% Z2 S17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)3 N5 k" c! ?( F
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）) [' s( A! N& G! K( V u
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).9 r$ B& F9 d, r! K) H1 m2 N: U$ i, F
其他高阶网格定义请参考官方文档
' P1 z/ ~& ^' g, d* V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。5 t" @. Y# m* V/ j4 {3 m7 i
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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：
4 [- F) `3 |# v$ q; `: w6 c[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。
; G; J3 H" V) |) G其他块的字段含义请参考官方文档。
! _3 D5 `' g4 r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
