Gerris

✍ dations ◷ 2025-08-02 14:06:31 #自由软件,计算流体力学

Gerris 是一个跨平台的计算流体力学软件, 并且是遵守GNU通用公共许可证的自由软件. 创建者是 Stéphane Popinet, 由 NIWA (National Institute of Water and Atmospheric research) 和 Institut Jean le Rond d'Alembert 进行维护."Gerris" 是拉丁文(以及法文)中水黾的意思.

2001年, Stéphane Popinet 从零开始编写 Gerris. 第一个版本以 GNU通用公共许可证 于 2001 年 9 月发布. Gerris 是原创项目, 不是任何已有代码的改编版.最近一个稳定版是 2009-07-21 发布的. Gerris 常以发布日期标注(特别是开发中的)版本, 虽然也有正规的版本号.

严格的说 Gerris 指的仅仅是一个命令行界面的非交互式程序. 该程序依据给定的模拟文件读入各种模拟要用到的参数和物件, 并依据模拟文件的指示输出数据(可以是指定位置的物理量也可以是图形).

但通常提到 Gerris 的时候专门配合使用的计算结果查看器 GfsView 也会算在内. Gerris 计算时会自动生成离散八叉树(octree)形式的网格数据结构, 而一般的可视化软件没法处理这种结构, 故作者自己开发了 GfsView 来实现这一功能.

虽说是跨平台软件, 但在Windows平台需要使用cygwin进行编译.

参见教程

文件 vorticity.gfs:

# 空间由两个单位立方体组成1 2 GfsSimulation GfsBox GfsGEdge {} {  # 模拟时间从 t=0 到 50  GfsTime { end = 50 }  # 网格剖分加细 6 次, 即是平面分成 2^6 * 2^6 个网格.  GfsRefine 6  # 流场的初态由随机数指定  GfsInit {} {    U = (0.5 - rand()/(double)RAND_MAX)    V = (0.5 - rand()/(double)RAND_MAX)  }    # 每计算10步在屏幕上输出一次时间, 以及计算误差相关的信息  GfsOutputTime            { istep = 10  } stdout  GfsOutputProjectionStats { istep = 10  } stdout  # 每过 1 单位时间, 添加一帧涡量的 ppm 格式的图像到 vorticity.ppm  GfsOutputPPM             { step = 1 } vorticity.ppm { v = Vorticity }}# 两个单位立方体的连接关系GfsBox {}1 1 right1 1 top

开始计算

gerris2D vorticity.gfs

计算完后当前文件夹下将生成一个 .ppm 文件, 保存有各时刻的涡量大小(以颜色表示)的图像.

如在 Linux 下, 可以使用以下命令转化图像序列为视频(需要安装 ImageMagick)

convert vorticity.ppm vorticity.mpg

也可修改模拟文件使其直接输出 .mpg 文件.

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