CaNS 求解不可压缩牛顿流体的流动

CaNS（Canonical Navier-Stokes）是一个用于流体流动的大规模并行数值模拟的代码。它的目标是解决任何不可压缩的牛顿流体的流动，这些流体可以从三维笛卡尔网格中基于 FFT 的二阶有限差分泊松方程的求解器中受益。在两个方向上，网格是规则的，求解器支持以下（homogeneous）边界条件的组合：

• Neumann-Neumann
• Dirichlet-Dirichlet
• Neumann-Dirichlet
• Periodic

在第三个领域方向，求解器更加灵活，因为它使用高斯消元法。在那里，网格也可以是不均匀的（例如，边界处的网格较细，中心处的网格较粗）。

CaNS 还允许选择 N-S 方程的扩散项的隐式时间离散化。这导致对每个速度分量的 Helmholtz 方程进行求解。由于也使用了基于 FFT 的求解器，因此上述压力边界条件的相同选项适用于速度，以防隐式扩散处于活动状态。

一些特点包括：

• 混合 MPI/OpenMP 并行化
• FFTW guru 接口用于计算一维变换的多维向量
• 从输入文件中自动确定正确的变换类型（傅里叶、余弦、正弦等）
• 2DECOMP&FFT 例程用于执行全局数据转置和数据 I/O
• 只需更改输入文件即可模拟不同的 canonical flow