有限元剖网格之Gmsh安装与使用入门

有限元剖网格之Gmsh安装与使用入门

有限元法（FEM，Finite Element Method）是一种求解偏微分方程问题的数值方法。随着电子计算机的发展，有限元方法迅速发展成一种现代计算方法，在固体力学、流体力学、热传导、电磁学、声学、生物力学等方面有着广泛的应用。今天就先介绍有限元方法之前处理，利用Gmsh剖网格。

Gmsh介绍

Gmsh是一个自动的三维有限元网格生成带有内置在CAD和后期处理器。当然其也可以生成一维和二维的有限元网格。

Gmsh安装

1. Gmsh图形界面安装

可以去官网下载安装包Gmsh官网

可以在Download处

Download Gmsh for Windows 64-bit, Windows 32-bit, Linux 64-bit, Linux
32-bit or MacOS

点击自己电脑对应的系统下载，安装成功后会在电脑上有如下图所示的软件：

打开后去用其打开下载的"*.geo"(在Download处点击 Download the source code里面可以找到)文件，之后在Gmsh软件界面内点击点击Mesh下的2D，可以得到如下图的网格

注：Gmsh软件上方的菜单栏亦有将网格数据导出的功能，可以导出多种标准格式。

2. Gmsh从源码安装

在官网的Download处点击下载

Download the source code

注：此处链接失效的话可以去前面提到的官网对应位置下载。

解压后有"README.txt"文件里面介绍了如何安装，以下为详细步骤：

1. 从Terminal进入到如下图所示目录：
   
2. 输入命令：mkdir build
3. cd build
4. cmake -DENABLE_BUILD_DYNAMIC=1 …
5. make
6. make install

注： 其中第5步时间可能稍长，耐心等待就行。

利用C++语言调用Gmsh的API接口剖网格

可在源码的同级目录下建立demo文件夹，里面放自己学习的代码。将如下代码拷贝到"demo.cpp"文件中

#include <iostream>
#include <gmsh.h>
#include <vector> 
#include <fstream>
#include <iomanip>
using namespace std;


void writeNodes(vector<double>& nodes, string s)
{
   
   
	string filename = s + ".txt";
	ofstream outfileb(filename.c_str(), ios::out);
	for(int i = 0; i < nodes.size(); i++)
	{
   
   
		outfileb<<(nodes[i])<<endl;
	}
	outfileb.close();
}


void writeElements(vector<std::vector<std::size_t> >& elements, string s)
{
   
   
	string filename = s + ".txt";
	ofstream outfileb(filename.c_str(), ios::out);
	for(int i = 0; i < elements[1].size(); i++)
	{
   
   
		outfileb<<