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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。
) S$ A1 C7 d/ @2 h4 j" ] 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$EndComment包裹的块中。
7 _* v7 g! B( D' H, h9 l% f 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。2 }4 e( R1 [5 _
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
% [/ p2 T/ k! L" s" S: @; ][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：
5 W7 ~$ t( U! ]# L6 `6 r1 p" n" N$MeshFormat+ d( q% \' {" x! s1 n
2.2 0 8
" g9 r; ^& B8 ]: H, K: {$EndMeshFormat0 ]1 c; P( X* T
NodesNodes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。5 s3 y& x8 z2 b- F7 ?
一个典型的Nodes块：. \$ R) O& V; J
$Nodes
& I% P+ T) f! C8 I2 h! e) J4# w- o' P) k+ S
1 0.0 0.0 0.0, s0 \5 I: f2 m, y+ l6 y
2 1.0 0.0 0.0
( Y$ T; x, ]: N3 1.0 1.0 0.0
" J6 p: L u' V% z: H( n4 0.0 1.0 0.0
! j$ m+ a2 D0 o( O m- L$EndNodes3 F1 j- \+ z F
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。, C5 y) W9 p v( C" E1 e
Elements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：9 V3 u; E4 L c/ A0 U/ h# s2 y# v
网格数
0 K0 R, d& q- e ^6 F网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
. ^% E* c3 b# N) w8 [! r网格单元的顶点数由单元类型决定，因此定义行中未出现顶点数字段。& D3 `9 C( A; w* t, r
理论上，网格的顶点数和tag数可以是不小于0的任意整数，所以定义网格单元的行长度不固定，单元可能有不同数量的tag以及顶点。
: l* g v: e: `7 c; w \Gmsh支持的主要网格类型编号如下：
# E4 J8 @: [, v) P& v, Y1: 两个点组成的线段
8 C3 _- F- d, e7 C2 Q2：三个点组成的三角形- H1 b1 q3 n. h1 j; h
3：四个点组成的四边形
9 ]2 V+ T$ Z* P$ L1 q+ y* w4：四个点组成的立方体
0 z: f, {/ b4 l2 t+ ]5：八个点组成的六面体% } m- Q) G6 Z, L) Q7 d+ K0 a( v
6：六个点组成的棱柱
]& \6 U1 V4 u- w. h, {7：五个点组成的金字塔体
9 a# z8 f2 D) a) n& {. u! x, B8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
6 v( |2 y# X! V) I' i& c9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
/ _: \( t; K, {9 a7 x10：9个点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点+1个面上顶点); i. U0 _" e6 Z3 b- n# Q( X- K9 |
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点). p: w1 A5 C# ]# `0 }* z
12：27个点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上顶点+6个面上顶点+1个体节点)
7 z' o. d$ Z$ f( o% g: _13：18个顶点组成的二阶棱柱 (6个顶点+ 9个边上顶点+3个四边形面上顶点)
, o" w, u0 q7 ~- t N14：14个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点+1个底面四边形的面上顶点)
6 T2 B1 y$ F9 W$ ]15：单个顶点
1 _# B* K: A/ s7 ~/ V1 a3 `6 {/ ]16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
9 |: O' z- ^- S0 L4 P v; w17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)2 H* e- E& e. ]1 R) N
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）; N: e# ~( d9 e2 m1 m
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).% Y! u2 s! ~6 ~9 G( A% {1 I5 u, S
其他高阶网格定义请参考官方文档& s+ E$ P# l; N# v/ ]& f
常规情形下，每个网格单元都包含如下tag：一个指示网格所属的物理实体的tag，个个指示网格所归属的几何实体的tag，一个指示网格单元所在的分区编号的tag。Gmsh和大多数代码要求单元至少包含前两个tag。
9 @' S/ O- \& y- S顶点列表给出组成网格单元的顶点编号，其中编号是出现在$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：5 x4 P! n% `% F" T5 a
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。
8 h0 w' N7 ]1 K. D j0 }" L0 U! n其他块的字段含义请参考官方文档。; Y7 ~* J+ b, \) }. z) 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。
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发表于 2022-9-11 21:05:03
