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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。
$ Q" f0 S5 E0 e& ~. V3 C 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。
6 C4 [4 O) m8 v# o2 r 块格式返回目录以下对常见的各个块格式做说明。
8 `2 `0 D) \) cMeshFormat$MeshFormat块给出三部分信息：
% l) e6 J5 ?. X' y# n[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：; h j1 x0 n, J, _
$MeshFormat
o% Q4 G! v c2 P9 C2.2 0 8
1 d) v' f$ K3 X9 \& k" A8 m9 i$EndMeshFormat
! ]) f3 t8 j. M9 G# j5 ?. m0 LNodesNodes块第一行为顶点总数，接下来每一行按照“顶点编号 X坐标 Y坐标 Z坐标”的格式定义一个顶点。Gmsh是三维网格生成器，二维顶点只需把Z坐标设置为常数即可。2 w+ `; K/ f2 s" o: _
一个典型的Nodes块：
7 Z* @" F9 l0 w$ w/ w8 ^/ @$Nodes$ Z& P# T/ k/ J" H
4
: y. q* f" w1 f t) i1 0.0 0.0 0.0
3 c" N. y; Q+ V4 F/ b2 1.0 0.0 0.09 g" D5 q [" w1 v
3 1.0 1.0 0.09 K8 T" R' P) k! e, b% X
4 0.0 1.0 0.0
+ n i5 B* S( d9 t n8 S$EndNodes
/ t# Z( Z+ {* ?# A/ f2 M0 vElements注意：Gmsh默认Nodes块出现在Elements之前。7 W- M/ E6 m. ?
Elements块是网格中最关键的块，也是结构定义相对复杂的块。Elements块的结构如下：& V* y# E. j6 ~ ?! ^
网格数
- |/ e4 U4 `3 _% T4 }; U, z网格编号 网格类型 tag数量 tag列表 顶点列表
; q- C+ q+ U5 l1 d# n网格单元的顶点数由单元类型决定，因此定义行中未出现顶点数字段。5 T1 t: L3 C* @) B- e. M
理论上，网格的顶点数和tag数可以是不小于0的任意整数，所以定义网格单元的行长度不固定，单元可能有不同数量的tag以及顶点。: ^: c9 \- g" @/ i0 z- c
Gmsh支持的主要网格类型编号如下：+ r+ A( y, m8 b4 d, G! x% M& i
1: 两个点组成的线段
1 x6 B% {1 B/ B( C0 r$ A4 U2：三个点组成的三角形
# H$ m T5 B5 \% F5 q5 {5 y, P3：四个点组成的四边形
% R4 m- S- D1 `/ m A% V; Q1 B4：四个点组成的立方体" D5 C W1 O9 S; E. k. O8 T" `
5：八个点组成的六面体7 }; b# {4 z" @# c
6：六个点组成的棱柱- X% x& u; l" l/ z6 Y9 q( w
7：五个点组成的金字塔体
) Z5 h! O9 y- u9 Z( I9 R8：三个点组成的二阶线段 (2个起止顶点+1个边上顶点)% n! a" u6 C% z* E
9：六个点组成的二阶三角形 (3个顶点+3个边上顶点)
) T4 h9 V3 V4 O9 U10：9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)7 b& O$ p( `. \
11：10个点组成的二阶立方体 (4个顶点+6个边上顶点); W I/ {; v. T8 ?# g }
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)# n8 d e, V2 G% D. P) ~0 C/ Q$ _' m% O
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)
, Q% M o- }, b2 b8 o4 U2 D14：14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 r- ~, N/ Q h' p15：单个顶点
% t0 ~) z% t. }! o1 s T$ c8 Z16：8个顶点组成的二阶四边形 (4个顶点+4个边上顶点)2 o' ?3 o, l# k: n
17：20个顶点组成的二阶六面体 (8个顶点+12个边上节点)4 b' F/ h) ?3 [( V. R5 [6 P7 K
18：15个顶点组成的二阶棱柱(6个顶点+9个边上节点）! T5 [/ R4 {, q
19：13个顶点组成的二阶金字塔 (5个顶点+8个边上节点).
; e' r) q6 p% g$ O: ~其他高阶网格定义请参考官方文档0 x6 K ^! _& C
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。
4 D0 `# _& ], @" A$ K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$Nodes块中的顶点编号。对于高阶网格单元，Gmsh按照如下顺序对顶点进行编号：$ N9 g& T w/ Y# o R
[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。
" M; {- v! B/ o其他块的字段含义请参考官方文档。# d# d7 e0 L$ @5 ]' {, N1 c! ]! L$ s
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
