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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。
& b$ q* Z ]2 f6 ^2 h% T b5 B 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。8 p) \( `% ^/ T( x I
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
9 W l7 K) N& sMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
7 y2 B* J3 m$ q: ?0 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： T. v3 b/ R. a4 \3 ]
$MeshFormat9 q0 t: w- K' P' X7 Y
2.2 0 81 Z( ^0 Q" o# V1 R
$EndMeshFormat8 y/ r2 ^7 [# o% E- i
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。
2 ?3 T( d% T; H: T, P8 X一个典型的Nodes块：2 y: V( y, L5 O" w/ |- C
$Nodes- r j( C# {- |0 N3 H* `. ]
4
1 g3 j5 L5 Q& I3 s1 0.0 0.0 0.0
1 P3 K. x! [( _7 Z9 Y& w2 1.0 0.0 0.0
' _: f7 X9 e |* T! P8 i3 1.0 1.0 0.0
2 c1 V" Y1 d: x0 a" u e& d( ]4 0.0 1.0 0.0
% l1 A! _+ f- V f, B$ a$ t9 L0 o$EndNodes- |9 w$ q2 F) I. C
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
+ N* r0 F/ b! U7 E7 `, fElements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 `6 k+ n4 z9 d7 R" K. F
网格数! `. Z# m1 H( U7 J1 R) o6 D& \
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
/ p% Q/ k2 P2 Y7 I% L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。
5 L+ T3 o# M2 w! i0 w. |0 ?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。
% o/ R5 O/ a. S2 T3 WGmsh支持的主要网格类型编号如下：
3 J, Y' f, a3 h( \1: 两个点组成的线段
. ]1 e* f# D) E8 F, r8 {% [2：三个点组成的三角形
6 g& [ u; E$ ]4 u+ K) U0 o( w3：四个点组成的四边形% Z0 {( l! q3 O' [- [. {
4：四个点组成的立方体
6 I4 x# I2 T, y9 `9 H/ E6 O5：八个点组成的六面体
$ W4 M% `( d6 ^+ Y) m- h6：六个点组成的棱柱) h* s& S$ P* ~, G: D j
7：五个点组成的金字塔体/ E& N$ S0 M ` e' _- m: H' }
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
8 j% ~7 |0 H) V) K9 c9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)# g& g/ ^9 h6 {. v% }2 J9 \& F' w
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)$ {- l+ Y! u( R0 M5 k9 O1 F. [
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)* S4 ~0 z; }: a0 e' V1 S% t
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)
" c5 d0 G2 q" h0 k13：18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); s; T8 p3 Z3 v I. m# W: T
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)
! b8 n) U/ w- r+ I, a8 g' Y# x4 Q15：单个顶点) y7 \2 T) v, }
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)$ K# }& s. z. a% h6 g0 m* @# p! ?
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
5 r2 k$ ]* ]! g* b18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
0 e# N% |2 l! [5 U: C9 V19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).' y5 ]8 y7 [& ^
其他高阶网格定义请参考官方文档* V7 k4 @% G* p+ P" L
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。
$ v7 e3 Z4 i) m z Y% ^/ j4 J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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：- I4 Q1 K O0 t- u- `5 I
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。8 V& r6 x. s; ~3 u$ k
其他块的字段含义请参考官方文档。# p8 S2 ?: o! B3 Z7 D6 N: r
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。* U6 D* x4 N" }5 I, x
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发表于 2022-9-11 21:05:03
