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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。
4 V/ w* X$ O' I: c) ?8 s 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$EndComment包裹的块中。& H. ^# ~) c! C8 h
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
' u( [: S6 Y dMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
9 r4 O8 E9 p" ]/ b8 C4 d5 V[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：
% x, o9 t* Y4 f$ ^! z$MeshFormat
0 V4 J8 x( d( s$ x" n' ^2 w2.2 0 8# _7 \* G/ B% P6 g( Y
$EndMeshFormat
5 A7 }# F; \6 `4 YNodesNodes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。
# e* l, d* g! Y5 M; X. ^ I( F一个典型的Nodes块：. }* f- N& w. k: }, U
$Nodes
% J; g3 n" ^+ Z4
0 E! T2 S' x# l' g# y1 0.0 0.0 0.0 n+ v6 h y/ Q, a
2 1.0 0.0 0.0
3 {- |6 q1 m% }) Y+ N3 1.0 1.0 0.0
8 O2 I/ u: L4 i4 0.0 1.0 0.0( T2 }! O6 x+ n! ^
$EndNodes6 t7 J/ o( }3 |( z5 D, B, @
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。0 m7 s4 u& H1 J6 g6 U( H
Elements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下： o ~' Y" ~: a- f( H
网格数
& x, `) N2 T: b7 H: B y0 Q4 I0 |6 H网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表$ V: R. W* {. I2 A9 Z5 J
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。
% u0 w( z* N4 r' @+ I4 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。* ]0 J% y$ b* k- m! _
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：
8 F. x- H0 P d6 |% n+ W0 ]% M1: 两个点组成的线段2 h: @) v5 w1 [% U5 r
2：三个点组成的三角形8 W6 p- u$ w7 G) l& z5 B; f
3：四个点组成的四边形" N+ r. V* I7 d# v1 Y! z2 K+ g
4：四个点组成的立方体
5 F+ M, h) q3 @0 Z' a+ T% P5：八个点组成的六面体
Y! {( n! Y* n6 a6：六个点组成的棱柱$ i- v( u- [9 t6 m: D$ u
7：五个点组成的金字塔体( W, K, |! S- O- b# R
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点); @* z0 l r& ^( M% p' _
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)- i% F9 J6 K( x+ a
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)$ d( ^+ |" {) B9 X
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)7 Q6 j. p3 V% k# W: }' U# e4 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). M9 H9 C& @1 P$ j0 k, t
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)
' @ B! q' i$ {2 f- k" V) N: 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)8 e% u. a6 ^' {" v) X# s% h
15：单个顶点& C7 y8 r% q Q4 T9 i H% n: b0 c( {
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
, C9 N/ A4 ^: F4 z% ^; }- O6 n9 j0 Q17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
6 d9 w* y& ?/ ]9 G4 k18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
@) N5 O( q( {1 z1 F19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
" v% S, X' x; y5 o其他高阶网格定义请参考官方文档
+ Y3 A4 H) A/ z9 x% w/ @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。
: p: |/ ?: W" d2 j1 D7 ?& z( W8 m+ F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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：
& f7 u6 o) O+ k# G n$ 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。 n7 l6 v' @6 H' m. Z4 x6 J
其他块的字段含义请参考官方文档。1 Y# T" C9 X- ~. ~2 W9 f7 j
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。$ d* v/ X3 L, `/ ~
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发表于 2022-9-11 21:05:03
