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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。6 v* W. M7 L% h' @, r7 N
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$EndComment包裹的块中。: Q% A; d% r! S* o3 a( b, ?
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。/ }4 b- C1 e3 |" [2 I
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：' {) m' [, V; }' I
[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：$ B" k: p d& d7 M; `- W# n/ o2 G1 O
$MeshFormat9 v$ G8 i6 V0 j) a5 C6 x
2.2 0 8
! @' M8 e* z2 A1 v: |- Z0 I5 Z$EndMeshFormat
4 o; ~3 y6 u% O; f5 Z7 RNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。
" j7 _( g( ? t& g" t一个典型的Nodes块：
0 a+ T+ v# U5 K/ r/ m& X) }1 q$Nodes
$ _* o2 R* h: ?0 H4 l4 r$ w a5 C47 ^3 S7 X/ ~# b8 k/ z
1 0.0 0.0 0.09 Z; q2 L1 ^. O. p# V8 s! L6 k
2 1.0 0.0 0.0+ X& ]* w$ [, `1 X' ], ^8 X/ [$ C" Y1 ?: i f
3 1.0 1.0 0.08 @ W4 z& N7 X% p
4 0.0 1.0 0.0: q, N: _# `3 H; i1 w
$EndNodes
: D. k4 K: l; k6 n, |" BElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
- k1 i. {& ?/ Q" wElements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：
- T. D# P: d6 @, t' p r8 Q4 E网格数# |) |% v7 |1 m! b% K1 U
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表3 `1 e" N7 `8 f( x( d
网格单元的顶点数由单元类型决定，因此定义行中未出现顶点数字段。
0 T5 q6 r$ n7 Z, C: c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。
6 M8 E+ r* q. b9 W0 Y; I9 E* Z' t8 ^, ZGmsh支持的主要网格类型编号如下：- D0 y8 I" `- U- Z) I
1: 两个点组成的线段
9 R+ F. N$ Q* U3 }( b2：三个点组成的三角形
; S) R: h; y. \ @6 {3：四个点组成的四边形
8 t& P2 T! x( K) I; Z4：四个点组成的立方体
% W6 Z1 Y: v& J# M2 K5：八个点组成的六面体4 v, J! b6 |% M1 ~/ S4 ]
6：六个点组成的棱柱. N# @; v: n2 I2 O+ P
7：五个点组成的金字塔体# X/ n2 R( X" [' e$ X6 V* k) w
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点): n n4 u. m9 P- B, D
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
; T, }( O0 N$ h4 s- G1 S/ M. I E10：9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)+ U" O2 j* M' E4 ^! E5 L
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点): J" d5 y1 x/ c5 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)9 ^9 U1 u6 e1 L: F1 y) o- o5 Z1 q
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)7 T' j5 ~' w. L8 y" H" I
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)4 _: B5 S8 d2 k! j/ N
15：单个顶点9 ^: r1 u# ]1 E2 k- e
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
f. v# D E' a/ u, U+ m& ^0 ~( T17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
6 q, g+ \0 |0 o18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
( m3 y# o) I8 f' a19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
: B+ ~5 [5 g1 b' m其他高阶网格定义请参考官方文档3 I; T! \5 \7 l' x5 }# \/ Z( S
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。
* I+ s8 h, F" z6 N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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：! {& R+ O1 [5 k' j4 Y
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。( P1 t; F: L Z- w" X
其他块的字段含义请参考官方文档。- I$ W6 p/ S0 l' [7 E2 l
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。& T9 ?" k8 c; ]/ F W {, y0 X
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发表于 2022-9-11 21:05:03
