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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。
0 x3 G, `4 G' O( _) ^% y 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$EndComment包裹的块中。% ~4 j$ \6 V/ k; q" u* D
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
2 ^- G {; \* F0 E( K, `8 `9 ?MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：+ l1 H5 ]6 H& ?: ~' W& k) Y- k7 ~
[ol]文件格式版本号，目前是固定值2.2；文件类型，在ASCII文件中值为0；数据长度，即单精度浮点数所占字节数，通常为8。[/ol]一个典型的MeshFormat块：$ q4 `) u, `6 b+ J. `" e0 p! E: Z% v& A* w
$MeshFormat
' q* `( W' d4 o* ]4 f) r2.2 0 8
2 |/ h) D: g1 J9 Q9 t- o# V( y2 ?6 p$EndMeshFormat
* k9 w i' P. l0 [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。
1 P- L" G; N* O# c) K9 i一个典型的Nodes块：
' J6 Q9 e- C) J L6 l- [+ u$Nodes/ L l! F& g1 P, T8 f) y% Z
4' x4 v4 f9 z/ B) v
1 0.0 0.0 0.0
9 g! N- E* ~6 u; C& ?- n2 1.0 0.0 0.0) B3 `: ]0 p% P0 {/ N6 D
3 1.0 1.0 0.0+ ?5 \, S6 @4 F2 U% _1 \
4 0.0 1.0 0.0
6 o1 k8 B+ ~6 B9 m) u5 E$EndNodes$ Y3 J' Z5 U r) a; {5 p& K/ ]+ c4 U
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。! N# c6 I7 _4 o" h* T1 A! g" T
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：6 ^2 H2 n, y* r, o& K0 I
网格数" Z. v# y1 W* B& l
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
: S6 N9 }8 S+ T) G4 E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。! h0 F: C7 t+ D3 u; X" V- 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。4 ^& a6 q4 p! l! R# A
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：
# x4 p! M: X' O: ~. C% [1: 两个点组成的线段
. x$ r. N& Q2 v6 s2 b2：三个点组成的三角形; _% } g8 l; Z y' q3 m: F$ i
3：四个点组成的四边形: I4 R* d+ D9 q: n$ v4 C
4：四个点组成的立方体
& |" ]: ]7 s0 A3 Z5：八个点组成的六面体1 B" L9 h$ _- v \/ {
6：六个点组成的棱柱
5 }) m% l" A# `; {1 Q' g4 H7：五个点组成的金字塔体" Y* T* |$ e* q0 K f
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
5 d: M! O( r& U3 T+ f* B n7 [9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
$ u) x5 y1 O5 q( D/ v' 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)
7 Z! I+ C3 f& Q# ]* R8 k( }3 \11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
1 w0 Q* p" U. B( w12：27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)" x2 j$ l6 _+ a+ c; L2 q; n# Y
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)
% G, c& n8 L0 t$ p" M, k14：14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)( c, C/ g& o5 x
15：单个顶点- |( c# c5 k# s7 _
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点) \( Q% ], f; {% X t+ \/ h
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点), m# ?: Z$ N' m1 |2 W
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
! _* R, i( x. V+ }* f; y+ P19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
3 c+ Q; a, E) v9 O+ u- n0 j8 |. w其他高阶网格定义请参考官方文档
, R$ P: T3 v4 D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。1 G" H2 A% h3 o4 B) n
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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：
8 @/ n, j' j+ Z: {9 X6 q[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。
: D" x. T# {$ G其他块的字段含义请参考官方文档。
! ] w' z, J! w( C* I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
