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alterlab-fluidsim

编程与开发

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更新于 10-15 19:56

技能介绍

用途:FluidSim 是面向高性能计算流体力学(CFD)的面向对象 Python 框架,用伪谱 FFT 方法求解周期域方程,性能接近 Fortran/C++,同时保留 Python 易用性。适用于 2D/3D 纳维-斯托克斯湍流、分层或旋转流、浅水动力学、能谱与空间均值分析、参数扫描及集群 MPI 运行。

主要能力:提供多种求解器,包括 2D/3D 纳维-斯托克斯(ns2d、ns3d)、分层流(ns2d.strat、ns3d.strat)、浅水(sw1l);支持 Pythran/Transonic 编译与 MPI 并行;覆盖参数配置、模拟执行、输出分析完整流程;输出物理场(NetCDF-4/HDF5)、空间均值、能谱,并支持 Python 后处理与可视化。

使用方式:安装可用 uv pip install fluidsim,按需加 FFT 或 MPI 特性标志,如 uv pip install "fluidsim[fft]" 或 uv pip install "fluidsim[fft,mpi]"。标准流程为导入求解器、创建并配置参数、实例化模拟、执行、分析结果。参数通过点号分层访问,如 params.oper.nx、params.nu_2、params.time_stepping.t_end。MPI 运行示例:mpirun -np 8 python simulation_script.py。

适用场景:2D/3D 湍流研究、分层流模拟、高分辨率 3D MPI 模拟、Taylor-Green 涡验证、参数扫描等。

限制:面向周期域伪谱方法;不适用于已记录时间序列的机器学习、遥感反演、SLURM/云 GPU 作业提交、离散事件或排队仿真。文档基于 fluidsim 0.9.0、Python ≥ 3.11。无需 API 密钥或认证。其余细节暂未提供。