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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。) Q3 J+ z. ], C5 Y* l2 K5 K- X) g
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$EndComment包裹的块中。
4 L/ c- o% W( b3 T" n, ` 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。$ k. B2 x6 }$ F! M2 r
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
1 R( g) z( l) u" n# v* G# X' ][ol]文件格式版本号，目前是固定值2.2；文件类型，在ASCII文件中值为0；数据长度，即单精度浮点数所占字节数，通常为8。[/ol]一个典型的MeshFormat块：
B1 R9 _ G( P( @7 }/ ?- S$MeshFormat% K0 \" D7 X8 g* b
2.2 0 8
, y% D& c" R! D* H$EndMeshFormat6 c' g; w5 e4 b/ e
NodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。
# e5 f* Y0 |# O8 e* @( k9 v" S* u一个典型的Nodes块：
! P h+ x! ^: q6 g$Nodes) q2 P- n8 W8 y7 R
4, h* R5 {; F& ~
1 0.0 0.0 0.0
5 e+ X1 |: R2 ]2 1.0 0.0 0.0* `& N9 i9 F$ N4 p
3 1.0 1.0 0.0* T: E% V* A6 j' c7 d% e
4 0.0 1.0 0.09 R! W, p+ }1 @+ j) G
$EndNodes. u& i! r4 X; d# \ i
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。8 D$ c. a; i6 _1 w
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：
4 p% p9 w6 ]" H$ ^网格数: R4 w) t l9 L) `; ]6 M+ D7 |1 }% H- N
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
' H0 a- Q7 m1 y0 w3 ~' N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。
& h+ A0 h) d1 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。. p# @% c# X) K# w; W b
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：
! j5 {8 _& |. Y2 Q1: 两个点组成的线段
9 N5 Q- M/ U6 C+ _2：三个点组成的三角形' | S2 ~/ @$ v+ c7 {) B" d
3：四个点组成的四边形
1 t* A: D3 t* A# ?$ l4：四个点组成的立方体
/ I' ^, T3 K# m; n3 G. o* z% L5：八个点组成的六面体
' D( Y* i# ]1 _ h: t6：六个点组成的棱柱( l8 u/ E: j0 n3 a
7：五个点组成的金字塔体
3 l8 M6 Y" _3 V- F7 [( F9 x$ X+ s8 z8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)- o) j4 _/ u7 _" B2 `$ M9 X( p
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
! H+ H0 `% V. Z, c4 Y10：9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)
! A4 d: r5 R4 n8 x) c11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)% d/ V2 W0 A* S9 k+ V
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): s D5 M4 R7 k, S
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)
# s, l, Y: b* @# O6 b* _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)' T ~0 |* b0 u7 P, a% L& |4 p) z
15：单个顶点6 `- ^& ]' L" g+ v
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)2 s. t4 S3 F# a4 c9 h
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
9 D. F5 h g5 ^6 Z) `! Z; M. X+ J18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）, K0 ]( t, J1 m. z, D
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).. F0 v6 }* S9 X+ X& ^2 C: [
其他高阶网格定义请参考官方文档
7 \/ S* K& h8 s6 r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。; b% e2 V" Z1 C) U
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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：! G; k3 t4 t% @ B" x! A) |
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。( {- I# Q i+ i* w3 u+ j% B# w2 l
其他块的字段含义请参考官方文档。$ ~7 ?: z$ g& J) X. U* W
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
