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TF-Lattice：革新流体仿真，以简驭繁，以速致胜（上）
十沣TF-Lattice流体仿真软件，正是为解决这些行业共性痛点而生。它以极简的前处理流程、极快的计算速度与高可靠的仿真精度，为企业加速产品创新、提升研发效能提供全新路径。
破解传统CFD瓶颈：从复杂到高效的转变
在使用传统CFD软件的过程中，工程师们常常需要面对以下难题：
首先是前处理复杂、耗时高。传统基于有限体积法（FVM）的软件依赖复杂的体网格生成，对几何模型完整性要求极高。面对存在缝隙、重叠、零厚度薄板等“脏几何”，工程师在进行网格剖分之前，需要花费大量时间进行几何模型清理，流程冗长、易出错，严重影响研发进度。
其次是计算效率受限。大规模网格数量与复杂算法导致单次仿真耗时漫长，即便使用并行集群计算，硬件投入依然高昂，无法为设计决策提供可靠的依据。
最后是精度与稳定性不足。在高雷诺数湍流、气动噪声等复杂物理问题中，传统算法的数值稳定性有限，仿真结果与实验差距较大，难以为设计决策提供有力依据。
针对这些问题，TF-Lattice以格子玻尔兹曼方法（LBM，Lattice Boltzmann Method）为核心，从算法、架构到工程流程实现全方位革新。LBM是一种通过模拟大量微观流体粒子（分子团）碰撞与迁移过程，求解流体宏观行为的计算方法。与基于连续介质假设的传统CFD不同，LBM通过计算微观行为的统计平均，自然就涌现出了宏观的流体动力学。通过数学工具可以严格地证明，LBM的演化方程在低马赫数、不可压缩近似下，等价于宏观的流体力学N-S方程。
在Re=3900圆柱绕流算例中，LBM计算结果与PIV（粒子图像测速）实验结果高度吻合
基于其基本数学特性，LBM方法天然具有高并行性，非常适合在GPU和超级计算机上进行大规模并行计算。而且物理模型简单，在处理极其复杂的几何外形（例如真实的汽车、飞行器外形，多孔介质，跨尺度问题等）的时候拥有显著的优势。
软件技术突破：更快、更准、更轻的仿真体验 极简前处理，让建模更方便。TF-Lattice采用多层自适应直角网格技术，无需手动划分网格，仅需数秒即可自动生成局部加密的高质量网格。与传统体网格生成相比，前处理时间从数小时压缩至分钟级，大幅降低操作难度和时间，提升建模效率。 软件对几何模型的容错能力同样出色。无论是非封闭几何体、薄壁结构还是STL格式的“脏几何”，TF-Lattice均可直接导入并完成高质量剖分与计算，避免了复杂的几何清理工作，帮助工程师从繁琐操作中解放出来，更好地专注于设计和技术创新。
TF-Lattice“秒级”生成整车外气动网格
高性能计算，让仿真更迅捷。TF-Lattice在底层架构中对GPU计算进行了深度优化，创新性地实现并改进了Shift-Swap-Streaming算法，在单张GPU卡上即可达到传统CPU集群级的计算效能。工程师无需依赖昂贵的集群或超算资源，在普通工作站上即可获得超算级别的模拟速度。
同时，软件已完成对国产DCU、鲲鹏、飞腾等硬件平台的适配，保证在多样化环境下都能稳定运行，为企业实现国产化替代提供坚实支撑。
面向批量设计优化需求，TF-Lattice还支持批处理与自动化计算，可在短时间内完成上百组工况模拟任务，为参数化研究与方案筛选提供高效算力支撑。
通过这一系列的技术创新和算法改进，TF-Lattice不仅显著缩短了计算时间，也有效降低了企业的算力成本和技术门槛。
TF-Lattice各版本计算性能显著提升
高精度仿真，让结果更可信。在仿真精度层面，TF-Lattice融合了先进的湍流模型体系，并针对汽车外气动场景进行了参数调优，获得了更加精确的湍流模型参数。在标准DrivAer汽车模型算例中，TF-Lattice通过优化将阻力系数的最大计算误差从4.4%降低为1.5%，各项关键参数与实验结果高度吻合，充分验证了软件的高精度与数值稳定性。
DrivAer标模车型示意图（3种车型，共6种配置）
TF-Lattice针对汽车外气动场景优化湍流模型参数，大幅提升仿真精度
此外，TF-Lattice不仅能模拟外流场，还具备多物理场耦合能力，支持气动噪声预测与多孔介质流动分析，如电池电解液的浸润过程。凭借这些能力，软件可为复杂工况下的流体行为提供全面的物理刻画。
从算法革新到算力优化，从几何处理到多物理场耦合，TF-Lattice以“更快、更准、更易用”为核心理念，重塑流体仿真的使用体验。它让工程师摆脱繁琐操作的束缚，让企业以更低的成本、更高的效率实现创新突破。凭借卓越的算法性能与使用体验，TF-Lattice已在汽车、石油、电池等多个工业领域展现出显著优势，更多应用将在下篇中详尽介绍。
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