fluidsim
基于Python的计算流体动力学仿真框架。适用于运行包含纳维-斯托克斯方程（二维/三维）、浅水方程、分层流动的流体动力学模拟，或用于分析湍流、涡旋动力学及地球物理流动。提供基于快速傅里叶变换的伪谱方法、高性能计算支持及全面的输出分析功能。
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FluidSim - Python 计算流体力学模拟框架
技能概述
FluidSim 是一个面向对象的 Python 高性能计算流体力学（CFD）框架，提供基于伪谱法和 FFT 的周期域方程求解器，在保持 Python 易用性的同时实现媲美 Fortran/C++ 的计算性能。
适用场景
1. 湍流与涡动力学研究
适合研究 2D/3D 湍流、涡旋演化、能量级联等流体力学现象，支持高分辨率网格模拟和能谱分析。
2. 地球物理流体模拟
支持浅水方程、分层流模拟，可用于海洋和大气动力学研究，包括科里奥利力、浮力频率等地球物理参数配置。
3. 高性能并行计算
通过 MPI 支持多处理器并行计算，结合 Pythran/Transonic 编译优化，适合大规模 3D 模拟和参数化研究。
核心功能
多种专业求解器
提供 2D/3D Navier-Stokes、浅水方程、分层流等多种求解器，用户可根据物理问题选择合适的求解器类型，配置粘性、强迫、初始条件等参数。
完整模拟工作流
从参数配置、模拟执行到结果分析的完整工作流支持。参数对象采用层级结构，使用点号访问，自动检测拼写错误防止配置失误。
交互式结果分析
自动保存速度场、涡量、时空平均值、能谱等多种输出格式，支持 Python 后处理和可视化，也可用 ParaView/VisIt 进行 3D 可视化。
常见问题
FluidSim 如何安装？
使用 uv 或 pip 安装：
uv pip install fluidsim。大多数求解器需要 FFT 支持，建议安装 fluidsim[fft]。如需并行计算，安装 fluidsim[fft,mpi]。无需 API 密钥或认证。FluidSim 支持哪些类型的流体模拟？
支持 2D/3D Navier-Stokes 方程（ns2d/ns3d）、分层流（ns2d.strat/ns3d.strat）、浅水方程（sw1l）等多种求解器，覆盖湍流、涡动力学、海洋和大气流动、地球物理流等应用场景。
FluidSim 可以用 MPI 并行计算吗？
支持 MPI 并行计算。使用
mpirun -np 8 python script.py 即可在多处理器上运行，非常适合高分辨率 3D 模拟。框架还支持 Pythran/Transonic 编译优化，进一步提升性能。