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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。 s* i; R- g1 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$EndComment包裹的块中。
6 ]8 }" {: V; L/ u6 e! i3 ? 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
7 M! w- X& U% D. SMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：2 Q; }% Z; {$ z" ]
[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：
; b& `1 H! l) a) g$MeshFormat
# v1 a3 W+ h& `: T+ H' y4 \3 z2.2 0 8
9 V$ h0 C3 ] n" X2 Z$ L! ]1 |& L$EndMeshFormat
; V# n1 y% V# u \- y: E' G/ T3 c8 ZNodesNodes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 D1 ]6 p' k4 h6 y0 y
一个典型的Nodes块：( w4 K" K% R: g# E
$Nodes4 a0 m+ a2 W& r+ s. |; {* C- x. ~
4: @" `8 g& L0 p O
1 0.0 0.0 0.0
: D7 q" E; R _2 1.0 0.0 0.0
0 G( O7 r1 J! X( x, A$ z3 1.0 1.0 0.0- I; S3 I1 N S3 v0 N+ X9 q3 @7 r. ~
4 0.0 1.0 0.06 {' K; c+ }6 D% E0 X3 ]
$EndNodes' e! w9 ]% j. Z
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
! a1 |2 H( y3 R) X1 @/ u" v$ aElements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：
7 X7 t# S" {; x$ `# R. \. Q1 L( P6 x网格数
8 y! K9 H/ p* f; {网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
. ?. j4 y) s1 S) S( f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 i9 K5 S s% |+ n
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。& O+ F+ D' l& Z/ w! T
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：. t1 m# O, X8 L5 _2 I
1: 两个点组成的线段. Y S" k8 [5 ~! U F
2：三个点组成的三角形
* P4 ]1 Z* G& `5 W& U3：四个点组成的四边形; H5 t# J: C3 X) v
4：四个点组成的立方体6 b( H! |4 i; N2 C5 p
5：八个点组成的六面体7 j, W# Q2 w! S s5 p* X. i
6：六个点组成的棱柱
' h+ R6 u) T% Q6 X7：五个点组成的金字塔体
2 `3 W3 u- q+ O% g8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
' l1 D4 l4 t3 r3 h9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
* i8 Y' p6 a; s10：9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)
2 V, O3 P3 q9 [, F11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
8 |( H9 X# Q6 j6 x9 Z# J! L0 r12：27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 z- T& z1 i3 e
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)9 q7 } }0 [8 G7 B [/ c& S
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)
# A6 @1 M. V0 p, B3 R15：单个顶点
; v! T/ C' X5 l) ^) ]6 S, |$ U G16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
( U9 ?" f4 X# F5 J) M% b1 w17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)- {* a" i- X8 H6 I) _
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
' d7 g% m: ?- j) E# ?1 r4 E" Q19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).; S0 w J) {9 z" u
其他高阶网格定义请参考官方文档* E; {2 Q6 n$ |9 I" p
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。" m& L; R; |* Z0 [7 h$ }& t- L& G
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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：
' A" p H2 m/ h* q6 e" i[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。' G6 y" h) y9 e) g4 Z
其他块的字段含义请参考官方文档。1 H, C0 R% o: ?$ Y2 E* |
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。- ^6 X' k$ t8 O7 }( E$ h8 }, T$ k
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发表于 2022-9-11 21:05:03
