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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。& n/ y- h, a6 j1 k( t2 a
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$EndComment包裹的块中。# D/ ^9 ^6 I7 @
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。7 t; F/ o) P$ d
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
' M% a! z" X$ `" v, ]) _) F& g[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：
/ u& F, v0 [. M; ^$MeshFormat
5 o- s/ U: C1 A2.2 0 8 h2 R6 w. P; h' X6 K8 R
$EndMeshFormat
0 a3 X) \- o k! \" J8 j' YNodesNodes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。
! W ~8 s0 D2 r [5 G一个典型的Nodes块：0 R/ ^! n+ ]2 J
$Nodes
/ i5 | v: `" ]1 s4
7 n' |+ O# K F& ]1 0.0 0.0 0.0; f1 |0 b" b5 g, P7 D; J( `, r7 g
2 1.0 0.0 0.03 i- n# N3 c, ~0 Z4 I
3 1.0 1.0 0.0
$ H2 A, h& Y9 A, l5 r+ A% W0 B5 y4 0.0 1.0 0.08 b* u6 g% e4 |* w
$EndNodes' f3 ?7 @& o" X8 H, ~% Y$ b( |
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。, s" |9 U, }8 s. T# G1 Z8 B
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：! M9 U3 L9 U9 T# |
网格数 Q( F& i. e3 k. f
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表8 ?4 Y( T8 ~1 a0 k
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。
& B0 p9 T4 O% w! q4 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。0 }9 w6 _, l5 T
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：
. U3 x( _) X r8 k- |+ K9 X* F, k1: 两个点组成的线段( H5 N0 u; r8 ~# o H' O. p
2：三个点组成的三角形0 P# q6 v; T* Z0 z' r9 g# G% L
3：四个点组成的四边形 O0 r6 d0 P! @* M
4：四个点组成的立方体
e9 Z% V2 s( I: k- X0 W; K5：八个点组成的六面体
* l J/ C" r* ^5 i$ J/ I5 s( e6：六个点组成的棱柱- y- |' U; [( l' G
7：五个点组成的金字塔体
4 e0 _6 Q5 T0 t8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
# V$ W. b6 Z+ \. L1 L4 c9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)- U& L# P! z, [/ s% e0 ~ h9 n% X
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)
. Q X' m U h: g' e+ J. N11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
! D5 j C& c1 g- ]5 h4 {7 D5 j12：27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)
! A! X* O$ y" j9 ~' k0 |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)( l- ~# B# T% }3 R
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)$ M( S: _/ U9 J* ~ E C
15：单个顶点
2 U# f( ~6 U- j8 j& I( a. i16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)2 S! |8 P( [0 o: o, v
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点) h" T* l4 Y! Q: P
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
# r1 [6 x: D9 c. A" _. l% V+ A% I* z: ~19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
. U1 z! X& n- D9 Z其他高阶网格定义请参考官方文档
( X' y; B5 i' D/ L# O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。
* M" v3 [# u3 T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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：
" |: r) d- u. p. X, B7 ], ][ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。
% `; y( v7 K+ v1 a( t" N1 V( Z- f& F$ h其他块的字段含义请参考官方文档。
/ ]) T" i" O8 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。! ^: s& v$ M4 F4 U& a/ x4 X
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发表于 2022-9-11 21:05:03
