COFFEE：MPI并行的Python微分方程求解器，2019年开源

COFFEE是一个专为微分方程数值演化设计的高性能并行Python包，于2019年由Georgios Doulisa、Jörg Frauendiener、Chris Stevens和Ben Whale共同开发。该软件的主要目标是提供一个强大的工具箱，用于解决偏微分方程系统，特别是在理论物理和数值计算领域。它采用了线方法和多种时间积分器与有限差分格式，具备内置的求和部分性质，以及对角导数伪谱函数的处理能力，特别支持作为自旋加权函数的特殊处理。 COFFEE的核心优势在于其MPI并行化功能，使得在大规模计算集群上进行复杂微分方程的模拟成为可能。这显著提高了计算效率，尤其是在处理非欧几里得几何背景下的问题时。此外，包内还包含HDF数据输出功能，方便用户进行后续的数据分析和可视化，如使用HDF5格式存储和处理海量数据。包内的后处理脚本提供了丰富的数据可视化工具，帮助用户直观理解模拟结果。 为了方便用户的使用和扩展，COFFEE提供了一个灵活的操作类，用户可以在每个时间步之后创建自己的代码进行深入分析。这个软件是基于Python 2.7编写的，同时也利用了C、MPI、HDF5、NumPy、Spinsfast、libfftw3等库，确保了高效的性能和广泛的兼容性。为了便于代码管理和版本控制，COFFEE采用Git作为版本控制系统，并且遵循GNU通用公共许可证（GPL）的开源许可协议。 COFFEE的开发初衷是为了满足科学家们在高精度数值模拟中的需求，特别是解决复杂的微分方程问题，如共形场方程（Conformal Field Equation）的演化。它的出现填补了现有工具在某些特定领域的空白，提升了科学研究的生产力，并促进了跨学科的合作，如理论物理、数值计算和数据可视化。 COFFEE作为一个功能强大的并行微分方程数值求解工具，不仅为研究人员提供了方便快捷的解决方案，而且通过其开放源码和丰富的开发者文档，鼓励了社区内的进一步创新和改进。