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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。4 }5 a( ^, \" Z% y& }3 n6 G
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$EndComment包裹的块中。
& F7 {( h# R) @! o/ P7 e 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
+ J1 V4 q: Y* `. UMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
2 {' h) C" B3 z4 f5 R7 \; C[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：
; ^9 y k2 A) @8 u$MeshFormat
" q: r0 |( T% J, R9 H8 o2.2 0 8$ e/ E) V: f6 s- i$ T: m K; s5 H
$EndMeshFormat
" r: P/ B5 k+ N0 V+ D mNodesNodes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。1 x* Z( Z. m" z/ u. k! [1 S+ Q) ]
一个典型的Nodes块：0 J P% B/ g6 E2 r4 y1 {
$Nodes8 M7 @' P9 s. Z. h
4
; z% J/ L, Y5 g2 k8 ^1 0.0 0.0 0.0" s k( K# D) D# J. d; i
2 1.0 0.0 0.0
9 h9 N- x% D- W3 d0 m* p( W) k3 1.0 1.0 0.00 J! J5 p5 i" f
4 0.0 1.0 0.05 y- z6 d; y0 M* h7 H5 A1 L; I+ J
$EndNodes% g* n9 M. B, U) X- X* y }2 D0 _
Elements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
; Q& j9 B; x! c9 R: ZElements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：' w1 L' s& ^4 f
网格数& t! ]0 M; K$ v7 @
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表- x2 U5 s, v# K: T- V
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。
4 V7 Y8 F9 n1 W6 Z( z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。0 f) t9 U" [ M' G
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：* S- U) h [$ M! f' N8 |5 f6 L
1: 两个点组成的线段. K' o" N7 @3 l
2：三个点组成的三角形 q6 \0 w; v2 f0 O; ]
3：四个点组成的四边形0 s/ N9 g% A9 Z* i5 }
4：四个点组成的立方体1 l8 g( e. o/ [7 G+ T/ S; u
5：八个点组成的六面体
9 k" N/ F9 q' m; k, e6：六个点组成的棱柱
% D+ M) O$ ^% z" z: |7：五个点组成的金字塔体
2 D. | B. s2 e* x* B" V7 C8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点), S, O! B1 p$ C
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点) l7 z" b% L p
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)
" I. {! b/ x, F# p: p11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)
: e; I& g* B" ^, Z! R, c12：27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) F0 v6 I1 M# K4 I- `
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)2 O# i; ^9 s6 E+ P' E
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)
- ?# a6 a6 l/ a. ^5 Q( E5 a1 W, [15：单个顶点/ G' S5 z2 K! g% I0 Q7 k$ `- R
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
6 v5 q( y: B V* j17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
$ V5 T n$ x) E, M18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
6 W0 `2 Q4 u' C; I& x; D& D& F19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
{4 d! K& ? g( N' `1 _1 v其他高阶网格定义请参考官方文档: i/ f8 z- S: n8 }
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。" V8 q4 r# r$ z7 r f
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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：" R5 U U" Z V% t( O0 r% E
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。4 {5 @- p7 p$ b& m9 j" v/ D
其他块的字段含义请参考官方文档。5 _. A# {8 Q V' a- v
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。6 }3 R' v) z7 q. ?) C, P" C% m0 b
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发表于 2022-9-11 21:05:03
