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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 y% j, s. X) 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$EndComment包裹的块中。+ Z+ D, @4 J9 G
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
8 u5 }, L* e/ d$ h e: f6 c: n' fMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：# s+ O" L( M6 M y- h! H( F
[ol]文件格式版本号，目前是固定值2.2；文件类型，在ASCII文件中值为0；数据长度，即单精度浮点数所占字节数，通常为8。[/ol]一个典型的MeshFormat块：
3 j; B& {8 i* A5 r- l$MeshFormat" t1 d* `: _9 J3 ^) h6 `
2.2 0 8/ s1 R5 `3 x! G
$EndMeshFormat
/ q4 V- Q, j0 `2 V; H2 S; YNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。
" R+ j: P4 U8 M" X1 a1 V/ f* W一个典型的Nodes块：
: y' @+ Y2 r$ E/ v$Nodes: f- c/ x$ h; T
4
' A( w9 t4 q1 {5 W: W& J1 P1 0.0 0.0 0.0
1 d- n) G- V! S9 N; ? A, C$ [2 1.0 0.0 0.0
# U. X" B9 c* n+ H# w3 1.0 1.0 0.00 |6 a1 B- ~' f# c" i1 B* [
4 0.0 1.0 0.0
. ?0 L$ ]4 G, A" [2 l+ J$EndNodes( }8 R2 s6 {$ ?
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
% |4 Z8 U. P% R0 I# S: R# SElements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：
. o: }7 R6 B. i& \3 X! o网格数, E2 s% o5 Z& T I' L
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表2 O, r( Z& J/ S2 @+ k" E
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。
1 }& b7 g: I1 o2 a& N3 [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。
3 B- V0 h) K9 B; mGmsh支持的主要网格类型编号如下：
' a4 m0 z, L' c: Y. g/ H: S2 ?1: 两个点组成的线段
( `+ E! k7 k& U k+ t2 C2 ]$ _2：三个点组成的三角形 M; g2 B& u/ X) \5 C
3：四个点组成的四边形# l" m$ l1 [7 y% |8 c- a3 I
4：四个点组成的立方体* W% D* c, L3 D$ d/ [" T
5：八个点组成的六面体8 K! L6 d' O/ @/ o0 @$ P1 {
6：六个点组成的棱柱1 q' X% L/ y6 _5 x( p$ }3 L
7：五个点组成的金字塔体
! \, c0 N" H5 J& g' C% E8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点) d3 i6 D- g3 ~' }3 d
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
4 h, g/ Y6 q! }' `) B10：9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)! ~1 Y3 r5 y. N4 C1 V
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
# |7 @% E$ g% o x" _* \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 L& ^, u; f# S( h( N13：18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)0 R) P9 k: s( |& y6 b
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 A I! G' U5 Y( [6 D15：单个顶点7 E% ^4 f# e. o, k8 [
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
n' t5 @+ V4 H8 ^5 k9 U' l- h6 L) D17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)/ T1 \# X, e: E* n( N% ^
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
, Y$ K" j6 u, i4 E* `19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
- @" L: j2 \/ D, f4 x5 ~+ ?其他高阶网格定义请参考官方文档2 i; u) ?& ` ^, u) W: [$ r0 Y K
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。
1 p, w2 ]; S3 Z, r% F/ q$ J |" U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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：& M: m5 z4 V+ S k" u N% F( Z
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。$ W4 [/ S4 [+ I) o
其他块的字段含义请参考官方文档。
$ ~& D/ ^) }7 x1 Y0 A3 ~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。8 J2 m* r& j& x1 B5 w
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发表于 2022-9-11 21:05:03
