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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。
1 K2 U7 {# S1 q+ ~% K. Y1 [ 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$EndComment包裹的块中。; v' d, @' e/ q) Q. w4 r& T
块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。$ D) m/ w5 ?! H/ y) n" i7 t) X; F r
MeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：- J# s# _, O# J7 s7 ]. a
[ol]文件格式版本号，目前是固定值2.2；文件类型，在ASCII文件中值为0；数据长度，即单精度浮点数所占字节数，通常为8。[/ol]一个典型的MeshFormat块：% K8 U3 c$ M) W2 I
$MeshFormat" N0 X8 p* P+ m s8 ]/ J0 U
2.2 0 8# r7 K8 b* ]+ ~6 _1 v. ?" s# |1 z
$EndMeshFormat1 H5 g" H5 f% ?- `7 ^
NodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。1 l; [' C4 M: j
一个典型的Nodes块：
. }& N9 [' l& ?. k+ K2 Q# o$Nodes
/ ^, g1 d' O! E; @4 N' z4
1 @0 c2 p) K; {0 @7 o1 0.0 0.0 0.0
1 F+ J" f* P* l% e& g- Y' x1 \2 1.0 0.0 0.0
+ Q2 _- u: S; J/ }* V: |2 T3 1.0 1.0 0.0
# e3 D: {& M2 ?9 ^' f0 y) ]5 S4 0.0 1.0 0.0; M! u! g1 p6 E$ ^7 r' P' ~
$EndNodes
- ~: Z1 [ `& E4 Z+ F3 Z! PElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。 g5 S8 O! g0 ^8 s
Elements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：
) h D2 B0 I, C% A! _网格数5 |, v- S7 ^" {% O5 [4 N, \( T
网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表6 Z" B# |" V- |, W
网格单元的顶点数由单元类型决定，因此定义行中未出现顶点数字段。
, V5 f8 [' Y9 K1 ^ C9 K; M' m理论上，网格的顶点数和tag数可以是不小于0的任意整数，所以定义网格单元的行长度不固定，单元可能有不同数量的tag以及顶点。; N8 x. y0 K3 ~' G$ @# r/ M' v
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：" z8 ]0 r/ d3 i' Q
1: 两个点组成的线段! Z3 S9 {4 u& D# Z
2：三个点组成的三角形$ Z: S3 k) O% ^7 S% z
3：四个点组成的四边形& B% b4 }4 o) P, F/ n% [! `
4：四个点组成的立方体
7 s/ v1 p0 P9 D0 n# M1 A5 `, u! u5：八个点组成的六面体: ?6 a7 F+ m+ U; y Z1 n7 j
6：六个点组成的棱柱
, e: r+ \) D* r% L2 {+ Z7：五个点组成的金字塔体1 H. s* Z, {8 T& p
8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)
! W: K. `8 {1 r- n7 f7 U9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)2 r' ?, W( R! B
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$ l- p6 h& h# S# m11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点)) f; G& n& a6 L! c: S! f
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). A: V5 ]$ _4 \, v4 ^
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)% X# j" p% ^1 `+ H1 P
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)
- J" @4 o r. t1 j9 `15：单个顶点' l- f$ A1 t, e9 b/ A# a5 N8 i, A
16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)
/ @% F- n+ d/ W" e$ `0 J' ]17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)
U6 M1 z2 q/ ~18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）
4 V- z- k# T. S) \2 \4 y" x19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
, {- I6 c0 [9 [$ C& n% G其他高阶网格定义请参考官方文档 a. u; u0 u( j `4 N/ S
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。
" D, e" z. m9 ^4 M1 i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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：9 D+ O1 u; Y) @; N7 V
[ol]单元的基本顶点每个边上的顶点每个面上的顶点体顶点[/ol]总体原则即：高阶网格顶点出现在低阶网格顶点之后。不能处理高阶网格的程序，只需要读取低阶网格顶点即可。
- N8 x" Z$ k9 Q& q0 s* I其他块的字段含义请参考官方文档。
2 G: |: s6 P: m- l7 i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。5 {, q9 G$ x4 ]/ ~9 Q7 n. U" Y
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发表于 2022-9-11 21:05:03
