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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。
- e- Z4 l+ J) ` 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$EndComment包裹的块中。" `2 _2 k( K! ?+ p" L" s$ G
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。+ m! R# I S$ Z$ Q1 m
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
! {8 W. n" b; k2 y1 J0 ][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：' Z- U1 ?' A& {( U! e
$MeshFormat
, q2 L+ _) ?+ X3 q; ?1 `2.2 0 8
& @ t5 H: ^8 a( w, W8 J8 x% R' p$EndMeshFormat+ x; O- {# ^6 i, `5 \
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。
0 _2 ~& @4 r2 r一个典型的Nodes块：+ O0 X& _2 t M; [
$Nodes
# P7 L7 p8 `& n* b8 d& g0 ]4
; `6 C$ F' T$ N5 f8 G7 R/ _. o0 p1 0.0 0.0 0.0
1 A7 b; n* K! F* \! a; p2 1.0 0.0 0.0
) T- x& E1 t! q3 V6 C8 J" k3 1.0 1.0 0.0
4 L) W3 ^; ]& W0 ]9 `: S4 0.0 1.0 0.0" W2 a+ U6 V8 M/ D
$EndNodes
8 ]* k T4 z3 g5 OElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
u. S: S# G' S$ u, w% o" HElements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：2 y- X" d' ~! `& d
网格数1 s/ H, q/ W9 _; Q( T
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
/ Y# M. M9 r" K3 @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。) x/ \4 U$ R2 x2 m" 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。
3 b+ b% y% {& @$ MGmsh支持的主要网格类型编号如下：9 A3 Q& U) p3 `1 ]5 v3 d
1: 两个点组成的线段
0 R5 d+ i7 A- S4 E2：三个点组成的三角形- l0 {- R+ U/ d9 X. U
3：四个点组成的四边形
0 z( v0 w$ W. L& D4：四个点组成的立方体
/ O/ F0 L7 L/ s4 A6 {8 {# }5：八个点组成的六面体: x2 Z/ T$ G0 E1 p% J& ^- o
6：六个点组成的棱柱
) g! I8 x- x; K; `7 [7：五个点组成的金字塔体
v3 m. H$ i6 A. K8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
' B2 Y' f+ p: Y/ Q! _* T$ N* o7 e9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
- I3 Y9 G* t$ B) x/ Y6 d10：9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 ?. K D b9 e% k2 Q1 t11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)7 `) H) L+ R- Z
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)
' ^! j! e+ ]4 E2 {1 ~" S( t13：18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)
* u# _& D5 f" E; v$ c1 o4 E14：14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)
4 a9 Q6 }7 n5 W' w( }+ H15：单个顶点
9 c9 ^0 ]" s' k0 l! s" V1 H& \& @7 x16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)5 L3 N$ \7 [, F& q* p
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
Y( s- Q2 i: W! Q, {/ y4 n18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）& r3 R+ ^2 m7 L( n" M
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点)." d8 w( T! A! u: `/ D
其他高阶网格定义请参考官方文档
5 V: O! W! R, j2 U6 ]! _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。
/ J4 e+ v0 r; e0 A. Q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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：5 r4 ^4 Z' [6 V$ s) S( q: }- T' T
[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。
: I9 B1 c2 \ I" }其他块的字段含义请参考官方文档。 M1 ~% [1 S& c5 d" @5 a7 z 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
