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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。 v1 \8 A3 r) `- t! x q! I
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。6 n/ m3 q+ W0 ?, u( H7 j
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
$ t+ [6 t* I! a! r2 P4 }. SMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：$ v* I* f7 j8 a9 t. T) k
[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：6 J- S! J4 `* ?6 I( d- Q8 L
$MeshFormat6 m2 K0 k+ ?" M- {5 b0 F
2.2 0 87 f8 o" ~( Z) y
$EndMeshFormat
/ h& X) L& e8 S/ \3 BNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。, {) C) `1 B) C- t$ J1 k7 i
一个典型的Nodes块：' i9 q( O! m% F+ I
$Nodes% u4 j6 b0 e! E8 R( Q
4
+ N# }+ Y4 X3 K$ B" _2 G1 0.0 0.0 0.0
% K: Z" U1 A; N5 F! c& H2 1.0 0.0 0.0
9 }% Q# z; |8 R3 1.0 1.0 0.03 @ u6 p4 V2 S* \. A! f
4 0.0 1.0 0.0( L' D; m: P9 E9 B% u
$EndNodes5 m$ d! S5 b, m& F, M
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。3 g) e, D' Y3 k3 ^3 k. a
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 l: G7 r( y4 S: d% S* T( {) U
网格数
0 Z6 }* z0 P$ U: @9 `7 }; C" O网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
& |. ^7 a- [/ R5 R1 T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。
2 r% ?8 i4 Z0 b: o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。3 ?1 R8 J8 l. E# }" h, O. [/ |
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：- C2 Y$ U* n9 c, V
1: 两个点组成的线段* n+ F2 s3 f8 O
2：三个点组成的三角形
" [0 f( {1 C9 ]5 _: ~, l3：四个点组成的四边形
, Y2 [0 C; t5 g$ S# y; p4：四个点组成的立方体
) c. Z) d# s2 ~5 F" K2 o- {5：八个点组成的六面体
. M$ r" Q& K7 `# `# v, I6：六个点组成的棱柱6 r( r' u' P* I5 j/ B
7：五个点组成的金字塔体 G6 N# T) Q" K: D) w" v! O) W
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)9 S2 C' a9 i0 J- v1 o: l
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
4 U: h% A0 D) w, c" A10：9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)
- G9 U$ W0 ^5 ?" o5 g& i11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
& a. i: _8 o8 ^ x: @9 P12：27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 c$ J* F/ b9 k( p
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)) ^: A1 h8 O% r) a% v2 E* g
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)
$ J% D7 Y7 H8 \15：单个顶点
. E( I6 R9 T+ h16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
- W8 Z5 z, |4 G' P17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
9 l# L+ S5 S% Y$ k' w; H* p18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
( [7 N6 o* O& z& P4 B, h# a19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).' Y! p/ [( M9 u# S& w
其他高阶网格定义请参考官方文档1 n1 k& b$ h) \3 U4 t% _$ T
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。
) r9 w% Y. b9 H) m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：2 E) w* c- H0 H1 K1 T( I& O' T
[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。3 B# x% Z; J! h5 J1 e4 Q5 `
其他块的字段含义请参考官方文档。
) I' w' N0 f% J: 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
