Fortran 在高性能计算（HPC）中的仿真应用

本指南深入探讨 Fortran 语言如何在高性能计算（HPC）中助力有限元分析（FEA）、流体力学（CFD）、结构力学、复合材料和增材制造仿真。每部分详细介绍，分析 Fortran 的优势、应用场景和实现细节，并附带完整的 Fortran 模拟代码（含中文注释），通过 Intel oneAPI 的 ifx 编译器优化，结合 OpenMP、MPI 和 MKL 提升 HPC 性能。内容包括代码示例、编译运行说明和优化流程图。

1. Fortran 在有限元分析（FEA）中的优势

有限元分析（FEA）是一种强大的数值方法，用于模拟复杂物理现象，如结构力学中的应力分布、热传导中的温度场和电磁场分析。它在航空航天、土木工程和机械设计等领域至关重要，需处理大规模网格和复杂线性方程组。Fortran 在 FEA 中的核心优势在于其高效的数值计算能力、强大的并行计算支持以及与高性能数学库的紧密集成，使其成为 HPC 环境的首选语言。

Fortran 90/95 引入的数组操作和内在函数（如 MATMUL、DOT_PRODUCT）极大简化了刚度矩阵和质