在工程仿真和科学计算领域，高质量的网格划分对于获得准确的数值解至关重要。Gmsh，这款开源的前处理器软件，因其易用性和强大的功能而广受欢迎。本文将通过一个简单的案例——含圆孔方形区域的网格划分，记录如何使用 Gmsh 来生成相应网格。
步骤总结
1. 启动 Gmsh：
打开 Gmsh 软件或在命令行中输入 gmsh。
2. 创建几何模型
使用 Gmsh 的图形用户界面或编写一个
.geo脚本来定义几何形状。对于含圆孔的方形区域，首先定义方形边界，然后定义圆形孔洞。方形可以通过定义四个点和连接这些点来创建四个线段，在代码编写中可使用
Line Loop命令将线段组合成一个平面区域。圆形孔洞可以使用
Circle或Ellipse命令来定义。
3. 实体构建：
使用
Plane Surface命令从线框结构创建实体表面。这一步会自动识别并处理圆孔，将其从方形区域中去除。
4. 设置物理组：
定义物理组可以帮助我们在之后在仿真软件中识别特定的几何特征，比如边界条件的应用。可为方形的外边界和圆孔分别定义物理组，本文并未执行该操作，具体可参考前面发布的视频。
5. 网格参数设置：
在 Gmsh 的 Mesh 菜单中，或者在
.geo脚本中，定义网格的大小、精度等参数。
6. 生成网格：
在 Gmsh 的 Mesh 菜单中点击
2D按钮，Gmsh 将根据你的设置自动生成网格。
7. 保存网格文件：
最后，保存网格文件，通常是
.msh格式，以便在其他有限元分析软件中使用。
8. 可视化和检查
在 Gmsh 中，可以通过视图工具查看网格质量，检查是否存在扭曲或过小的单元，以及确认圆孔周围网格的过渡是否平滑。
视频演示
下面视频演示了GUI界面的操作流程（视频借助了AI配音哈）
Gmsh 脚本详解
本文将使用 Gmsh 的脚本语言（.geo 文件）来定义几何形状和网格参数。
通过上面的建模步骤可以得出下面的Gmsh 脚本，用于创建一个含圆孔的方形区域：
SetFactory("OpenCASCADE");
// 定义方形区域
Rectangle(1) = {0., 0, 0, 1, 1, 0};
// 定义圆孔
Circle(5) = {0.5, 0.5, 0, 0.3, 0, 2*Pi};
// 定义外部曲线环
Curve Loop(2) = {3, 4, 1, 2};
// 定义内部曲线环
Curve Loop(3) = {5};
// 创建平面表面
Plane Surface(2) = {2, 3};
// 删除多余的实体
Recursive Delete {
Surface{1};
}
代码解析
设置内核：
SetFactory("OpenCASCADE");这行代码告诉 Gmsh 使用 OpenCASCADE 工具箱，它提供了更高级的几何处理能力。定义方形区域：
Rectangle(1) = {0., 0, 0, 1, 1, 0};创建一个位于坐标原点的正方形，边长为 1。定义圆孔：
Circle(5) = {0.5, 0.5, 0, 0.3, 0, 2*Pi};在正方形中心创建一个半径为 0.3 的圆形孔。定义曲线环：接下来的两行代码定义了方形的外边界和圆孔的内边界。
创建平面表面：
Plane Surface(2) = {2, 3};这将创建一个包含外部和内部边界（即圆孔）的平面表面。删除多余实体：最后一行代码删除了最初创建的正方形实体，因为我们关心的是最终带有圆孔的表面。
结语
本文进行了含圆孔的方形区域网格划分，当然也只是记录了其中一种简单的方案，对于更加复杂或者高级的操作方案，后续再更新。
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