Fortran 在高性能計算（HPC）中的仿真應用

本指南深入探討 Fortran 語言如何在高性能計算（HPC）中助力有限元分析（FEA）、流體力學（CFD）、結構力學、復合材料和增材制造仿真。每部分詳細介紹，分析 Fortran 的優勢、應用場景和實現細節，并附帶完整的 Fortran 模擬代碼（含中文注釋），通過 Intel oneAPI 的 ifx 編譯器優化，結合 OpenMP、MPI 和 MKL 提升 HPC 性能。內容包括代碼示例、編譯運行說明和優化流程圖。

1. Fortran 在有限元分析（FEA）中的優勢

有限元分析（FEA）是一種強大的數值方法，用于模擬復雜物理現象，如結構力學中的應力分布、熱傳導中的溫度場和電磁場分析。它在航空航天、土木工程和機械設計等領域至關重要，需處理大規模網格和復雜線性方程組。Fortran 在 FEA 中的核心優勢在于其高效的數值計算能力、強大的并行計算支持以及與高性能數學庫的緊密集成，使其成為 HPC 環境的首選語言。

Fortran 90/95 引入的數組操作和內在函數（如 MATMUL、DOT_PRODUCT）極大簡化了剛度矩陣和質