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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。
' J6 {( Z1 V6 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$EndComment包裹的块中。
: _/ M* J; l1 v0 U$ p/ R 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
1 b. {- B- S. e) lMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：5 ^$ B! b) ~2 H+ \* \, w
[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：
$ p2 f5 F( c0 {! a1 o$MeshFormat% u3 I% A# \& g% P; e9 K: j5 m
2.2 0 83 G q! V1 H2 t7 f1 c
$EndMeshFormat. k' b) J9 |5 ?5 R& y9 K
NodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。
* c' c2 o* T: ^. Z/ f一个典型的Nodes块：
4 l# A& h' U) I5 J% `1 L$Nodes W$ J/ A# Q( v" O8 [2 N9 I
4
6 }8 V. x3 {7 e$ {' `6 [1 0.0 0.0 0.0
) s% Z p* O) a D+ d' c2 1.0 0.0 0.0
( Q T7 y2 G+ I& O4 R3 1.0 1.0 0.0
1 m5 J% W+ O t4 0.0 1.0 0.0
/ Q X K& f3 x2 e4 A* V: u$EndNodes
4 t; @& V1 r O2 t9 _1 ?Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
) P) s- o5 N( N1 w, v& ]+ y& q. Z8 }" KElements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：- D3 L0 ^* A! x& ~2 {
网格数
) g5 ~4 Y( s+ ?8 g网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表& E* s" f, h6 {; b( ~! {" T8 ?, P+ A" Z
网格单元的顶点数由单元类型决定，因此定义行中未出现顶点数字段。) @+ Y7 X. c2 c8 m- H9 r
理论上，网格的顶点数和tag数可以是不小于0的任意整数，所以定义网格单元的行长度不固定，单元可能有不同数量的tag以及顶点。
! @9 G9 b; r. V5 c4 `% ZGmsh支持的主要网格类型编号如下：" `5 g. X: l! f* t
1: 两个点组成的线段( r6 ?6 ?" g3 k5 A
2：三个点组成的三角形
- @4 X' m) W" X1 e( R, ]3：四个点组成的四边形7 e2 k! Z, V! |% @1 @% Q3 \
4：四个点组成的立方体. y" Z, E8 g/ X$ L7 @, t9 Q
5：八个点组成的六面体+ P" q2 [( r9 U- d! t5 T
6：六个点组成的棱柱
' B* z* g- z; u& t7：五个点组成的金字塔体
& x% w% K/ D+ A3 P; I& p/ B8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
, G1 I7 h$ `8 t( b2 E0 S9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点) I: h$ R. f" ?. R2 `
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)- T; q6 ^0 p9 [1 A9 S9 K
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)- v) e: w M" \. L0 x; n
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 F; u2 V! q- C% f13：18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)1 q$ Z3 \4 d8 }! F
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)
7 W4 m6 l8 H9 A x' g: ]15：单个顶点/ c5 R6 `! Y8 j2 D, p( r2 H6 @
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
6 R& h T. O1 ^17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)! g$ @* w' I, G6 u3 o
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）0 x' n: ], B3 x, p. }! S4 g
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).9 L2 ~! g2 w5 y6 r) h7 u+ X
其他高阶网格定义请参考官方文档
- G6 b2 R. X( q* q- w5 t$ U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。( O; e4 f' n% J+ q# Z6 _7 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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：- I3 \" _4 Y# |# l" V
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。! U l% m+ b# u# j" f
其他块的字段含义请参考官方文档。
0 q; ^+ o4 y7 @! k效率提示Gmsh没有要求元素的编号是连续的。但出于效率考虑，请尽量使用连续、紧凑的编号。例如两个顶点的编号，不用0和1，而是1， 10000，会导致程序性能下降：Gmsh不得不使用map而非数组来存储和访问元素，后处理程序中会分配10000个单元（大部分是无用的空值）的数组，而这些代价都是可避免的。1 P$ s, c6 Q/ F. x
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发表于 2022-9-11 21:05:03
