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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。
+ D& ^" b3 K3 } T5 w+ k 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$EndComment包裹的块中。
/ s6 v) N) Z6 M9 ]: I7 \' l# \8 D 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
8 j" H- T: Q0 K6 UMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：1 y, I) O; o# y7 r; E
[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：
$ A/ l6 d% P! z" X5 r$MeshFormat$ k7 \1 K+ C! c' B
2.2 0 8! W- \' B$ L+ F* g
$EndMeshFormat
% K* W, K! a' |0 R" rNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。" G n$ }% `( e% y0 m) I
一个典型的Nodes块：+ M; c h/ O8 ?7 H' [) D
$Nodes) t2 s W; O1 r7 m
42 ]. f9 V6 Q/ e% s
1 0.0 0.0 0.0
5 ^; p( _9 O& N2 i- ^+ S5 h8 v9 {2 1.0 0.0 0.09 k- C* t$ [. z; A. f0 p
3 1.0 1.0 0.0
( k- V; F" Z: g0 Y! V" D4 0.0 1.0 0.0
3 Y) ^9 C- I* b+ x4 i$EndNodes
. ^9 P2 i1 ^/ z& K" w& rElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
% p' X8 L8 e& l5 [% }0 Y* ]Elements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：
( K, s) ], f5 l3 ?4 J! n4 p! ?3 z9 _网格数
+ D) N3 M( T8 F- T, b7 g1 Y( D网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
1 [, O% m& u8 @1 j5 W2 q网格单元的顶点数由单元类型决定，因此定义行中未出现顶点数字段。" M' T$ D; F, P8 o4 c
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。; G8 f z+ K' j+ d9 L$ q
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：% V0 i z9 [% I ]( ], B1 J5 C
1: 两个点组成的线段# a$ ~' E- f7 P" U
2：三个点组成的三角形3 A6 ^1 ?! d2 _ Q- `" ?4 {7 d
3：四个点组成的四边形& ^, ^' d# ]; \
4：四个点组成的立方体
0 k2 f1 n2 C9 [1 G5：八个点组成的六面体
2 B* {! H u% z g; d6：六个点组成的棱柱
6 F6 d8 d. C8 f: F( A7 o# W7：五个点组成的金字塔体
/ ]* D( s: \; e; G9 l8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
7 Z( f+ Y0 ~! }8 T) L9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)6 |/ x3 |$ w) J- r
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) j, {! b! x6 W
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)' ]+ V3 L9 @! P' G; y% S
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)
8 N0 M; f, V/ D T- x4 l, F13：18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; s. M2 ?7 v8 g14：14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)3 A( ` s }1 `) N
15：单个顶点2 F% ~; U7 f; ^6 d2 e% x
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)1 c* c/ w _& _% \4 U, w" I- J
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
" k3 e! e% h. h. L7 P18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
" R; t. U1 y9 [! s6 J% A* ~' b19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
! E5 k% N2 M# v4 B/ D其他高阶网格定义请参考官方文档
9 Z0 ?- h) O. J4 O/ T6 F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。
* b7 z0 h3 S$ N1 D- G: ]' n1 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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：1 J$ Z8 E. _ j
[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。1 j7 T( v2 ^; n5 w
其他块的字段含义请参考官方文档。
6 a A! Z2 R1 G$ N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
