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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。
9 ]3 ]) _9 z; T 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$EndComment包裹的块中。
i, v3 F0 f) w: `# l# W3 ] 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
) H# N) U7 ~0 | G9 WMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
0 j# V5 P# Q' {! S[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：2 {) M: K: M. e* l
$MeshFormat
6 x, y' y0 G; I+ w( j2.2 0 82 p4 L( a. P Y9 T7 r5 O) b$ W% z
$EndMeshFormat' q- }# t R, L, A N+ a3 C
NodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。/ @$ D3 B, x1 k
一个典型的Nodes块：* \: s( C& o1 d. |7 F' {& K* }
$Nodes) i3 k8 P% _9 A* y# q
4, A% R& | ^; u2 Z/ \! o
1 0.0 0.0 0.05 H2 h/ x8 o. ~+ N! l. o
2 1.0 0.0 0.0# k, j4 i+ G( t
3 1.0 1.0 0.0
1 y% \% B+ o- C! o5 ^9 @. A4 0.0 1.0 0.0
9 H% j4 T3 ^2 c! \2 i7 A# K4 y$EndNodes
& D' L6 X% k8 F' ]; `1 bElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。* D/ [5 P% `! 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. s3 p0 A' S; b4 r+ U
网格数
! _! d! f1 l* z5 ]% C网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
4 H0 N; c6 S0 c% K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。, N% V, t0 Q! {! M
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。
' b; W2 L8 G2 A$ VGmsh支持的主要网格类型编号如下：
/ l% m3 X! ]8 m- l% a, b1: 两个点组成的线段
% O/ v* y+ {5 t1 u( n2：三个点组成的三角形$ v M8 W7 W$ ~3 w# a4 @
3：四个点组成的四边形$ g6 g: A. N: K- Q2 U) [' @/ g
4：四个点组成的立方体7 D9 H7 N) H. d8 P! J
5：八个点组成的六面体* c& s0 d+ {8 y0 y+ ]2 t" P
6：六个点组成的棱柱; g- s9 _. K! C$ g* R1 w; p0 x
7：五个点组成的金字塔体
7 g! e1 W" H) q8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
. P7 v/ N" n. j1 W6 {. `' b9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)+ X# L1 M1 t! s2 {1 X# \0 K
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)
$ d6 H2 b/ Q8 u" `- ]11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
4 J6 U8 i7 f$ r) O. b E6 q$ \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)( P. N6 l' p [( A: {
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)
* H; {; n, {, y$ i14：14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)2 b, W4 v% ^1 F( y
15：单个顶点
7 g( {& q b5 A0 T6 ~% Z9 b16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)+ U; u& r1 ~( l, `: b' W2 Q# M2 i. H
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)& w5 l0 i$ j. D
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
8 @0 D& |/ u/ S; Y: M; S) g! L; n19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).0 z; R4 R6 z5 [2 p. t3 g y
其他高阶网格定义请参考官方文档( d; v) Z; e" h% S! A4 K9 L% u1 t; O
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。
, H, O C5 v( d+ p' [9 d. t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：
" O5 W" @+ l2 @9 V* M% a/ _[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。
) l* B0 G4 U/ t4 P8 T1 I其他块的字段含义请参考官方文档。* Z- Z% \8 a; X: z
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
