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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。0 S5 i' i1 y: U! Z$ h( M
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$EndComment包裹的块中。( p. ~& \ J* e4 {; d( x$ s7 i3 C
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
|: w1 s% |5 ]% Y) q) h' o+ lMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：$ o. L+ H) X9 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：- b* i' _( M4 T$ f
$MeshFormat
5 |' z# C; L) T$ T" g4 b- w2.2 0 8/ q! T5 P# b/ `. n& o% P
$EndMeshFormat
0 a1 w; p. N5 q8 F1 H# r3 L# z. PNodesNodes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。: X+ i- i# a0 e! Q: w8 s! m
一个典型的Nodes块：* X/ P" I1 J& o9 V
$Nodes
7 @$ c; }1 c+ w2 w# O" }4
6 _! P% I7 U/ |2 o& h" s1 0.0 0.0 0.0
* A8 C! h6 M2 ^2 1.0 0.0 0.07 T- w# U2 u# {) {0 P$ m: Z
3 1.0 1.0 0.0
1 N& r) L0 [, p. R/ I/ @4 0.0 1.0 0.0& F1 m. b2 i2 t9 h A
$EndNodes
: t6 F/ R3 X- X9 X8 A |/ }, wElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。
4 w1 k9 E0 U/ w3 aElements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：# ?9 F) A$ J, v9 a0 M/ T
网格数' p. j; s, M" ~# \
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
" X" I- ?" @& E6 r, h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。
0 b+ C0 r9 j, s% e/ { }# D4 D* [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。
H% }* ^! h+ G2 IGmsh支持的主要网格类型编号如下：
/ H# T7 j1 }* O. c2 A6 j% Q4 F1: 两个点组成的线段
/ I( E- V. I* Q* I6 D1 _1 M2：三个点组成的三角形, F4 L' O8 P. W5 ?$ m) o- n# Y/ |6 X
3：四个点组成的四边形# z) i% t" F! ~5 [7 i
4：四个点组成的立方体
2 M9 G- U" h; O! [5：八个点组成的六面体
& w' ^6 n/ k, _% N6：六个点组成的棱柱
0 P$ m$ s0 Z+ C7：五个点组成的金字塔体
; G/ X0 \ [5 a+ n8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点). F% s+ _4 _( ~
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
" s: j/ O! m: m. a/ v/ g2 o10：9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)
( U" N1 ?0 W7 j9 ? g11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)' R' I7 ^' x9 M( J$ D$ @
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). x3 L3 o6 n! K& Z* I' _- h
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)
k6 J0 A# A- ?' l# O! `( u14：14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 C7 s9 j5 H& B& J* |4 Z7 n15：单个顶点4 @, y- c" I5 Z, j! j- l
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)4 z4 G1 _; Y. v; c
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)) B% k$ ~* C& d5 `
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）# T' D8 G9 ^/ v6 D9 E. e
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).7 Q* \# h8 [/ r
其他高阶网格定义请参考官方文档
! B- ~) [9 D. X5 r% i6 A8 g% T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。
; u3 p0 ~! J# i. \! v: S; N4 w8 H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：
; h+ Q& e# y9 U- R3 E9 a! Q; k; t2 F+ t[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。6 ?2 |) Z6 `1 ?* z+ H
其他块的字段含义请参考官方文档。
6 c. w0 {" z; X7 y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
