精确、快速、大规模的计算流体动力学方法在现代化生产实践中是必不可少的生产工具。格子波尔兹曼方法在过去二十年内被证明是一种快速高效具有巨大潜力的计算方法。和其他计算流体力学方法相比，格子波尔兹曼方法具有以下优点：（1）算法简单。（2）快速高效，易于采用GPU并行处理。（3）适用于任何复杂几何结构。（4）适用于包括湍流在内的任何复杂流动。（4）易于大规模数值模拟。本项目包括三个方面的内容：（1）热格子波尔兹曼方法：本项目构造出在任何条件下都严格满足0到2阶矩平衡方程的精确解析表达式。这使得该方法对于任意温度分布、任意Mach数复杂流动都能够精确满足质量、动量和能量平衡方程，从而大大提高精确度。该方法主要应用对象是复杂工况下对流传热的工程热物理问题。比如发动机冷却系统。机械系统的传质传热问题。（2）灰色格子波尔兹曼方法：本项目建立了一个完善的灰色格子波尔兹曼模型。该模型可以对多孔介质中的渗流问题进行大规模数值仿真。该模型适合于：石油天然气以及地下水渗流问题，燃料电池中的传质传热，其他与渗流有关的工业问题。（3）颗粒两相留的波尔兹曼方法：本项目采用代理元模型和热格子玻尔兹曼模拟流固（或者气固）耦合。该模型适合于复杂工况下的两相流问题。