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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。
* O7 B/ v& }, y; J7 |: c 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$EndComment包裹的块中。' Z% W; _% T( r, a, j
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。5 n L5 _! ^! l6 l+ ^" t
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
% L$ k- L2 T' z$ \) _0 \+ y N/ Z3 g[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：
. _% @# d: H& o I$MeshFormat
# f% C+ ^ Q% X+ f8 ^4 r3 q8 A2.2 0 89 C3 d* D8 q4 s
$EndMeshFormat
/ m: C& d- Z! J1 KNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。: E8 X; v# O* P5 q$ @4 X o
一个典型的Nodes块：
$ |' X' O+ B1 D( C# R0 x3 X! n/ D$Nodes, [+ H: P; e8 |0 B
4$ p B# G$ }, w% F* w
1 0.0 0.0 0.00 m m( K, y' W8 }; x
2 1.0 0.0 0.0
" `. ?+ x5 z, v) {- P4 Q4 g3 1.0 1.0 0.0
# k5 ?' V" \, k4 0.0 1.0 0.0
* v( n+ t- L: w) V4 z. o, ]* k. _7 x: C$EndNodes$ t7 l$ d; {& M2 H6 O" E9 v* O
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。9 c# h- k: E% h9 B
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/ V4 V5 Z7 E网格数
4 v3 R7 n! n$ g, G网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
; O9 b4 I3 `! q. _0 W. N) w R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。
( ~3 C Z8 h% S% B6 N% ?$ 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。
. ], r9 g. R' a% z3 [7 T. b0 n9 SGmsh支持的主要网格类型编号如下：
0 y/ k; O! v/ Q1: 两个点组成的线段! y" Y, |' ^' `$ {2 I6 B9 x
2：三个点组成的三角形" ^, h$ c# q' g/ y1 a
3：四个点组成的四边形; v& {: e* s7 w9 j6 p
4：四个点组成的立方体6 E: p$ [# F3 W6 C
5：八个点组成的六面体' q: ^8 ]; |) |" q9 b; _% J. A
6：六个点组成的棱柱; `: @: z4 W7 e* X/ U/ q
7：五个点组成的金字塔体/ S: C3 {+ ?% j9 T. o( M$ `
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
! v8 D0 Q Y5 f% P7 W: n9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)/ J) u" G. X X% T6 w
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)# I, F2 K ^& ]$ O
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
* M2 n8 s f T* A% o: m2 s12：27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 y5 q3 _$ N1 h1 n# K
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)0 e3 A) Z; l$ q/ X9 i% }# F
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)' J0 y9 u5 j2 c9 p; K2 W
15：单个顶点
d' l3 ^8 m, m! T4 j2 H16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
3 A& D* j* e, x g2 |( F; ^17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
6 V( B0 T3 f- k1 F/ F5 W O18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
" _9 z$ v4 `- s19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).! m* `% y" U+ a: D1 {" G
其他高阶网格定义请参考官方文档, G$ s5 S6 i9 s3 S/ C7 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 W& s+ C2 J r6 [' L9 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：
$ i8 j5 U' O- G[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。
+ R9 x3 f2 P: w$ S2 ^其他块的字段含义请参考官方文档。7 |% {' q7 e7 ]3 t0 y; H8 x0 C
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
