Nektar++：增强高保真谱/hp元方法的能力与应用

Nektar++是一个开源框架，为使用高阶谱/hp元方法开发偏微分方程求解器提供了一个灵活、高性能且可扩展的平台。特别是，Nektar++旨在克服常与高阶方法相关的复杂实现挑战，从而使它们能够更易于在广泛的应用领域中使用。在本文中，我们介绍了与Nektar++ 5.0版本发布相关的算法、实现和应用开发。我们描述了若干关键的软件和性能进展，包括我们在并行I/O、原位处理、利用集体操作开发当前及新兴硬件以及实现多求解器耦合的接口方面的策略。此外，我们提供了新开发的Python接口的详细信息，该接口使不熟悉谱/hp元方法、C++和/或Nektar++的新用户能够更快速地入门。此版本还纳入了一些数值方法进展——特别是：动标架法，为在嵌入曲线流形和区域上模拟方程提供了额外途径；处理空间可变多项式阶数的方法；以及一种用于准三维模拟的新技术，以允许在均匀方向上对几何形状进行空间变化扰动。最后，我们展示了此版本中提供的新的应用级特性，即：称为NekMesh的用于生成高阶曲线网格的工具；用于航空声学问题的新型AcousticSolver；我们开发的用于在涡激振动背景下建模流固耦合问题的“厚”条带模型。我们通过评论未来代码开发和扩展的一些方向作为总结。