大湾区协同院创新成果丨“基于LBM方法的流体仿真软件”项目启动

新能源汽车设计中往往需要通过外形优化降低风阻，提升高速性能，增加续航里程，而汽车外形优化通常通过仿真和试验迭代的方式开展。目前，汽车流体仿真软件主要面临以下几个痛点：汽车流体仿真前处理复杂、耗时长；对于上千万上亿网格数的流体仿真问题，计算效率低，计算周期长，不能满足工程开发需要；对复杂模型的非定常计算效率低、准确性低。此外，国外汽车仿真软件处于垄断地位，因此，国内汽车行业亟需一款相对成熟的、可用于汽车风阻风噪仿真的国产计算软件。

基于行业痛点及未来发展趋势，京津冀国家技术创新中心（简称“京津冀中心”）、粤港澳大湾区协同创新研究院及十沣科技有限公司联合启动了基于LBM（Lattice Boltzmann Method，格子玻尔兹曼方法）的流体仿真软件TF-Lattice项目研发。

TF-Lattice项目采用的格子玻尔兹曼方法是一种基于介观尺度的计算流体力学方法，以高性能 CPU/GPU 并行计算为特色，具备湍流、气动噪声、多孔介质、传热传质等模块。该项目具有多项优势，其采用直角网格生成技术，无需几何清理过程，可通过脏几何直接生成网格，解决前处理耗时长的问题；开发薄板结构计算技术，实现非封闭几何结构的流场计算以及缝隙、面重叠、面侵入等脏几何结构的稳定高效模拟，大幅降低模拟的全周期时间；发展独有的隐式LES模拟方法，解决复杂模型的非定常计算效率低、准确性低的问题；采用高效的分块数据结构，实现单GPU卡整车亿级网格计算，降低工业用户的硬件使用成本。

该项目研发成果将由京津冀中心计算力学与工程仿真技术实验室实施产业化。TF-Lattice软件当前聚焦新能源汽车流体仿真方向应用，例如汽车风阻仿真，汽车风噪仿真，汽车乘员舱仿真等，助力国产汽车品牌竞争力提升。后续，TF-Lattice软件将覆盖微流动仿真分析领域，如新能源电池电解液浸润、数字岩芯、微流控芯片、城市风环境模拟等。