东湖·介科学分论坛 | 格子玻尔兹曼LBM方法及应用（10月28日·北京）
随着工程需求不断向“高精度、大规模、强耦合”方向发展，传统计算流体力学（CFD）方法在处理复杂边界、适配超算平台等方面逐渐面临挑战。而格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method, LBM）凭借其独特的物理建模思路与算法优势，正迅速成为流体仿真领域的重要创新突破口。
格子玻尔兹曼方法是一种基于微观粒子统计行为的流体模拟技术。该方法将连续物理空间离散为均匀的格子结构，通过追踪格点上虚拟粒子分布函数的演化，再现流体的宏观运动行为。相比传统CFD方法，LBM在以下几个方面展现出显著优势：
方法核心仅包含“粒子迁移”与“粒子碰撞”两个基本步骤，结合线性松弛过程即可完成流场模拟，无需复杂的偏微分方程离散化推导。这一特点大幅降低了编程实现难度与代码冗余，便于后续调试与维护，降低了技术应用门槛。
格子节点之间的计算相互独立，每个节点仅依赖邻近格点信息更新分布函数，因此极易实现大规模并行计算，高效部署于多核CPU、GPU或TPU等异构平台。结合域分解与通信隐藏等技术，可充分发挥超算性能，大幅加速诸如大气模拟、海洋环流等超大规模流场问题的求解。
压力场可通过状态方程直接从分布函数中解析得出，无需额外构建和求解泊松方程来耦合压力-速度场。这一机制减少了迭代步数和数值误差，避免了传统方法中常见的压力震荡等问题，进一步提升了计算稳定性和效率。
随着我国工业现代化进程的加速，对自主可控的高性能流体仿真软件的需求愈发迫切。在这一背景下，基于格子玻尔兹曼方法的国产化软件迎来了蓬勃发展的机遇。国内科研团队与企业不断加大研发投入，取得了一系列令人瞩目的成果。
王利民
中国科学院过程工程研究所研究员，介科学研究部主任
博士毕业于中国科学院过程工程研究所化学工程专业，在法国国家科研中心进行博士后研究。入选中国科学院青年创新促进会会员、荣获中国化工学会“侯德榜化工科技青年奖”、中国颗粒学会“青年颗粒学奖”。
主要从事湍流与多相流、介科学、工业仿真软件研究，现担任中国颗粒学会颗粒计算专委会副主任委员、中国化工学会过程模拟及仿真专委会秘书长、Granular Matter和Next Energy (Elsevier)等期刊编委、中国工程院院刊 Engineering 青年通讯专家、中国颗粒学会青年理事、中国力学学会颗粒材料计算力学专业组成员等。迄今在Nature Commun等期刊上发表论文100余篇，开发国产自主高性能格子多相流体力学模拟软件LMFD，编著《计算流体力学基础与应用》，参与Springer专著3部，参与翻译著作2部；先后主持航空发动机及燃气轮机重大专项基础研究、国家数值风洞工程基础研究、国家重点研发计划、国家自然科学基金、通用电气、联合利华、道达尔、宝钢、宁德时代等科研项目20余项。
黄海波
中国科学技术大学教授
硕士毕业于中国科学院，博士毕业于新加坡国立大学，在FIU从事博士后研究。曾在德国Tech. Univ., Braunschweig开展合作研究（洪堡学者），在FIU任 Courtesy Associate Professor。
主要从事计算流体力学、格子玻尔兹曼方法、多相流、流固耦合等方面的研究工作。出版著作一本（Multiphase Lattice Boltzmann Methods: Theory and Application, Wiley, 2015）。在SCI 收录刊物上已发表论文 80余 篇，其中 J. Fluid Mech.13篇 （第一或通讯作者10 篇）。论著被包括Nature在内的SCI 论文总引用约6000多次（谷歌学术），两篇文章入选为高被引论文。2022年起担任Frontiers in Physics杂志副主编。2012年获中国科学技术大学校友基金会优秀青年教师奖。入选爱思唯尔（Elsevier）发布的2020“中国高被引学者”（Highly Cited Chinese Researchers）榜单 。2023~2024连续两年入选斯坦福大学发布的全球前2%顶尖科学家榜单。
【演讲题目】基于LBM的多孔介质多相流数值方法与石油工程应用
柴振华
华中科技大学数学与统计学院教授、副院长
近年来，主要从事介观格子Boltzmann方法、复杂多相流体系统的扩散界面模型、高性能计算等方面的研究。
至今在SIAM Journal on Scientific Computing, Multiscale Modeling & Simulation, Journal of Computational Physics, Physica D, Physical Review E, International Journal of Heat and Mass Transfer, Physics of Fluids, International Journal of Multiphase Flow等国内外权威期刊发表学术论文160余篇，SCI他引4100余次，H指数为40（数据源于Web of Science核心数据库），承担国家自然科学基金、国家重点基础研究发展规划(973)项目专题、国家重点研发计划等国家级课题10余项。
