MicroHH 开源项目安装与使用指南

MicroHH 开源项目安装与使用指南

microhh Computational fluid dynamics code for simulation of turbulent flows in the atmospheric boundary layer 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/microhh

MicroHH 是一个专为大气边界层中湍流流动的直接数值模拟（DNS）和大涡模拟（LES）设计的计算流体力学代码。它采用C++/CUDA编写，支持在CPU和GPU上运行，适用于从理想化流动到包含湿润热力学、辐射、地表过程及微物理等实际大气过程的复杂场景。本指南将引导您了解项目的基本架构，并指导如何启动和配置MicroHH。

1. 项目目录结构及介绍

MicroHH 的项目结构严谨，便于维护与扩展。以下是其核心目录结构概述：

• src: 包含主要的源代码文件，是进行DNS和LES的核心算法实现。
  • driver: 启动程序和主循环逻辑所在。
  • models: 不同物理模型的实现，如动力学、热力学模型。
  • io: 输入输出相关函数，包括读取配置文件和数据输出。
• include: 头文件目录，定义了代码中使用的类和接口。
• docs: 文档资料，虽然实际文档可能托管在ReadTheDocs上，此目录通常存放额外的本地文档或自述文件。
• tests: 单元测试和示例案例，帮助开发者验证代码功能。
• cmake: CMake构建系统相关的脚本和配置文件。
• examples: 提供的一些实例或样例配置，供快速上手。
• scripts: 辅助脚本，比如编译前后的处理脚本。

2. 项目的启动文件介绍

MicroHH的启动不直接通过单个文件执行，而是通过构建系统生成可执行文件。主要流程涉及配置（使用CMake）然后编译整个项目。启动程序的核心逻辑位于src/driver目录下，但最终的启动命令通常是这样的：

./bin/microhh [配置文件路径]

其中，[配置文件路径]指明了用来指定模拟设置的配置文件位置。

3. 项目的配置文件介绍

MicroHH的配置文件通常是文本格式（如.cfg），用于定义模拟的具体参数和环境设定。配置文件结构通常包括但不限于以下几个关键部分：

• 基本设置：如模拟的时间步长、总时间、域的大小等。
• 物理模型参数：定义所用的物理模型细节，如湍流模型、热力学处理方式。
• 边界条件：定义模拟域的上下边界条件。
• 初始化条件：模拟开始时的状态参数。
• 输出设置：何时以及如何存储模拟数据，包括频率、变量选择等。
• MPI与GPU选项：当启用并行计算或GPU加速时的相关配置。

配置文件的编写需严格遵循MicroHH提供的文档说明，每个键值对均有特定意义，错误的配置可能导致模拟失败或非预期行为。

实际操作步骤简要概括

1. 克隆仓库：首先通过Git克隆MicroHH的仓库到本地。
2. 环境准备：确保满足所有依赖项，包括C++编译器、FFTW3、Boost库、NetCDF4、CMake、MPI和可选的CUDA。
3. 配置构建：进入项目根目录，运行CMake来配置构建环境，例如使用以下命令：

   mkdir build && cd build
   cmake ..
   

4. 编译项目：

   make -j4 # 使用4线程编译，具体数目依机器配置而定
   

5. 创建并调整配置文件：基于项目提供的样本配置文件创建自己的配置。
6. 运行模拟：使用生成的可执行文件，配合配置文件启动模拟。

请注意，详细的操作步骤和配置文件的例子应参考MicroHH的官方文档，以获取最新的指导信息。

microhh Computational fluid dynamics code for simulation of turbulent flows in the atmospheric boundary layer 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/microhh