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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。
8 w X- 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$EndComment包裹的块中。
X9 G: j4 k) }& Y: h& ]) | 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。8 y d. z" X. Z- [& J0 s: `
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
0 p, I8 P5 K7 o& R[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：
3 n; D( b2 v3 M& g' B5 K6 v7 E$MeshFormat
1 X, W3 X3 n# i& L" v: m5 d2.2 0 8
$ `8 F* H( W6 l4 ?$EndMeshFormat
* f$ X# ^* M NNodesNodes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。& s! y9 u1 C! p/ k# x
一个典型的Nodes块：" A" r+ a: o/ n. T- m( G
$Nodes; U( r6 w/ z, H `) F G0 r
4
1 d5 `" p0 C# t; [! I$ e1 0.0 0.0 0.00 P1 S, o, R% l; g
2 1.0 0.0 0.0- X( _7 N' h8 G* h, A
3 1.0 1.0 0.0
& s! R# u6 u1 ]; s( ^3 l# T" p4 0.0 1.0 0.0& o, K G6 j: g- j$ r" A
$EndNodes R/ J9 p. K" v% s! K
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。8 i2 M. r$ E4 `( ^' x
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：
3 R. p S8 a0 x8 V, K, p6 y网格数
! _: C& a% G% \1 L6 E/ s" c网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
6 f3 p" G% ], D6 z7 W+ [+ @ R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。
8 K) M5 T6 p: N+ v' v. C2 V' R1 L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。/ {$ h* Z, M- S9 K
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：
9 ^0 L$ v0 N; Z' [, u1: 两个点组成的线段1 j2 {% y( J }3 E5 J. G% ~. L
2：三个点组成的三角形
' b1 d% z( t9 y6 y5 b1 }3：四个点组成的四边形
( j3 \6 @$ F% e% ~( ^" E4：四个点组成的立方体3 y6 _& z" \$ `4 q9 ?: v
5：八个点组成的六面体
l! k* h+ h8 R' |: a; E; \6：六个点组成的棱柱3 A: u% g) o7 k' {) p+ ~
7：五个点组成的金字塔体: [% Q- H: z3 `& a/ ?3 M/ m
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)( i! V/ Y$ ]* u- n% _' M$ u6 Q
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)+ W& x& Y0 L `; J$ c* Z1 k6 D
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& ^8 q/ F; ~- {' I, w11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)' d8 P# B2 }( Z; T A
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)- @9 l# C" d2 n; R$ C; M
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$ o% q/ T2 q" R4 }
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)
# a& O- u. F% s# ]15：单个顶点8 l) ]" O7 A( V& m g0 Q, G
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)( q7 H$ m1 F7 V* r/ M! ?4 [
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)6 Q8 U: U2 I, r' I! t/ n1 H6 ?, O
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）. T7 L( s1 y h6 b6 A- F" L" w
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).7 P: J0 e& p8 V! s) F( ?* x
其他高阶网格定义请参考官方文档9 M+ c) u: ]/ A, B: ]- P$ 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。
0 k0 T# X$ K9 ^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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：: S/ e1 Z% Y7 O1 e: u
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。
+ S# k+ T( [. n% s" @其他块的字段含义请参考官方文档。
) G6 ~0 U7 L, b$ D# p# N; A3 E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
