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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。7 p. H; Z4 e4 ~: P6 f2 ^ W
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$EndComment包裹的块中。
% }, A7 X* h/ k% }3 I* m 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。7 Y5 `# b& f6 }' r% n
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：: K* W% f; j& d# }0 @/ o
[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- w3 G' |% _% A
$MeshFormat
4 C3 l. z& O2 a0 C7 p6 t( U& F2.2 0 8
) x- N, a$ J( S6 _) N$EndMeshFormat
6 l: ?( O) i( m( s4 W0 o/ U6 Z* HNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。. H# S' `5 M {9 q7 B
一个典型的Nodes块：
; ^6 }1 }, X* P9 | l) H! |2 e P$Nodes
7 F4 e/ u$ a3 }) c4
& a9 B0 J. {$ G$ X2 o1 0.0 0.0 0.0
1 K$ D3 @) \2 _) Y# m2 1.0 0.0 0.02 m$ E: V% N! C& o, r/ O2 l
3 1.0 1.0 0.0
) o; o0 ~7 c) ]3 g8 g; Y4 0.0 1.0 0.0/ V9 P) u6 w+ _
$EndNodes
' \& a8 r( l$ K+ s4 H, oElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
9 _. j% }4 X( ?/ w, ]- T2 U8 ZElements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：8 X& a4 n0 E3 V# T. C, {
网格数: M! s1 {0 D- M. x2 F, g4 G& J2 y
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
6 \% o5 `+ h0 `. t7 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。; v9 ]; ^1 B- [4 u/ n
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。
, `9 t- @7 `. i# i! j( r5 OGmsh支持的主要网格类型编号如下：
a0 D4 B1 V) B" E1: 两个点组成的线段% k- @% e' Z) m* @$ c7 ^
2：三个点组成的三角形
( Z# W% R7 H8 s' V S3：四个点组成的四边形
4 L: H& M. o2 r" W4：四个点组成的立方体
- _5 F. C; W v4 ^0 b5 s5：八个点组成的六面体
0 K7 f- o, M' v* m6：六个点组成的棱柱
5 @" P s" O: q8 i& v7：五个点组成的金字塔体5 D8 I% Q; J& `
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
" \1 T' m8 }8 o+ x; c9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
7 N# U9 X% `9 ^5 C10：9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)# [3 p" m3 p, E4 `$ D
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
" f6 F) _9 ~. U+ O12：27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)5 l3 q1 H# t t8 V5 V: u$ k
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)% V" k; k6 S' d$ `% a7 k
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)8 h8 w" f" t# X( v( S
15：单个顶点
2 U2 }! x A- p1 a H: K* x16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
5 R- v: v3 F. Z5 W% _, n17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
/ I: ~% ~; d9 A s, ^18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
2 Q1 Q* C" d5 Q19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
: v) K6 z. e; F1 ]3 E4 C其他高阶网格定义请参考官方文档
9 L# v) Y4 h3 w5 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。
9 h# M0 }& P. ? U2 O2 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：
5 [" f( l! t0 l- \6 E R! y/ Y& 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。
8 X( t- N* w. U; {5 ]" K其他块的字段含义请参考官方文档。
* B# T; e( H9 ?+ f" @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
