SuperAPI AI 工具集

fluidsim

编程与开发

查看项目

更新于 10-16 05:01

技能介绍

FluidSim 是一个面向对象的 Python 计算流体力学(CFD)框架,使用 FFT 伪谱方法求解周期域方程,性能接近 Fortran/C++,同时保留 Python 的易用性。适用于 2D/3D 纳维-斯托克斯方程、浅水方程与分层流等流体动力学模拟。

主要能力:提供 2D(ns2d)、3D(ns3d)纳维-斯托克斯求解器,分层流(ns2d.strat、ns3d.strat,可设 Brunt-Väisälä 频率 params.N),浅水(sw1l,可设科里奥利参数 params.f);支持 Pythran/Transonic 编译与 MPI 并行;输出物理场(HDF5 格式的速度、涡量)、空间均值时间序列与能量/拟能谱,并可加载历史模拟做交互式分析与可视化。

使用方式:先安装,可用 uv 安装基础包或带特性标志的版本,如 uv pip install fluidsim、uv pip install "fluidsim[fft]"、uv pip install "fluidsim[fft,mpi]",无需 API 密钥。工作流通常为五步:导入求解器(如 from fluidsim.solvers.ns2d.solver import Simul)、用 Simul.create_default_params() 创建并配置参数(如 params.oper.nx、params.nu_2、params.time_stepping.t_end、params.init_fields.type)、实例化 Simul(params)、调用 sim.time_stepping.start() 执行、用 sim.output.phys_fields.plot("vorticity") 等分析结果。参数按层级点号访问,拼写错误会抛出 AttributeError。可设环境变量 FLUIDSIM_PATH、FLUIDDYN_PATH_SCRATCH 指定输出目录;MPI 并行可用 mpirun -np 8 python simulation_script.py。还支持自定义强迫与初始条件、参数化研究、ParaView/VisIt 三维可视化。

适用场景:二维湍流与涡动力学、三维湍流、海洋/大气分层流、地球物理与旋转系统浅水流、Taylor-Green 涡验证及参数扫描研究。

限制:求解器面向周期域,未提供非周期边界条件的说明;具体收费、价格、平台与效果资料暂未提供。