1 LBM簡介
格子玻爾茲曼法（Lattice Boltzmann Method）簡稱LBM，是一種CFD算法，可求解流動、傳熱等常見CFD問題。
LBM基于格子玻爾茲曼方程（LBE），從介觀尺度（mesoscope）描述了流體運(yùn)動。LBE的通用表達(dá)形式為：
式中，左邊為遷移項(xiàng)（streaming term），右邊為碰撞項(xiàng)（collision term），fi 為粒子分布函數(shù)。
對粒子分布函數(shù)進(jìn)行積分處理，可得流體密度、宏觀流體速度、流體壓力等宏觀物理量。
目前市場主流還是FVM（有限體積法），LBM應(yīng)用相對較少，但呈現(xiàn)上升態(tài)勢，特別是氣動聲學(xué)等對湍流計(jì)算準(zhǔn)確性要求較高的領(lǐng)域。
2 PowerFlow應(yīng)用領(lǐng)域
PowerFlow是EXA公司開發(fā)的基于LBM的CFD仿真軟件。在2017年，達(dá)索收購EXA后，PowerFlow正式并入達(dá)索Simulia產(chǎn)品線。
得益于多年不斷的更新和進(jìn)步，PowerFlow已是成熟穩(wěn)定的基于LBM的商用軟件，其主要應(yīng)用于空氣動力學(xué)性能分析、氣動噪聲分析、熱管理等領(lǐng)域。
PowerFlow汽車氣動仿真
PowerFlow的飛行器噪聲仿真
相對于FVM，LBM優(yōu)勢在于：
1 湍流計(jì)算準(zhǔn)確性更好
FVM常用離散格式均存在不同程度的數(shù)值耗散。LBM的數(shù)值耗散不明顯，湍流計(jì)算效果更好。
2 并行性能更好
由于LBM是線性方程，且各個部分耦合較弱，其并行性能更優(yōu)，且適合于GPU運(yùn)行。
達(dá)索官方測試結(jié)果（來源：blog.3ds.com/brands/simulia/accelerating-concept-design-powerflow/）
3 前處理更簡單
LBM的空間離散單元為格子，其空間離散形式為類似于笛卡爾網(wǎng)格的六面體。LBM的前處理無需進(jìn)行邊界層網(wǎng)格劃分工作，可顯著節(jié)約手動工作量。對于PowerFlow的前處理，僅需要STL格式曲面定義固體表面及網(wǎng)格加密區(qū)域即可，其空間離散在求解階段在后臺進(jìn)行處理。
達(dá)索官方基于項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，對PowerFLow前處理開發(fā)了各行業(yè)的自動化腳本。
基于PowerFlow的汽車外氣動仿真前處理流程
