LBM은 Lattice Boltzmann Method의 약자로 입자의 분포함수(distribution function)를 이용해서 유체의 운동을 해석하는 기법입니다. 이때 분포함수는 물리적 공간과 시간에서 특정 속도를 갖는 입자들의 밀도를 의미하며, 이 분포함수를 이용해서 밀도와 운동량 등 거시적인 유동의 물성치를 계산할 수 있습니다. LBM은 입자분포함수의 시간에 따른 변화를 수치적으로 계산하는 방식으로 나비에-스토크스 (Navier-Stokes) 방정식을 수치적으로 계산하는 기존의 유한체적법 (FVM, Finite Volume Method)과는 차이가 있습니다. 이렇게 유체의 운동을 기술하는 방식의 차이로 LBM은 기존의 CFD 대비 전처리가 간단하고 복잡한 형상에도 쉽게 적용이 가능합니다. 또한, 기존 CFD 에서 해석이 어려웠던 미시적 스케일의 유동해석이 가능하여 활용도가 높습니다.

LBM 기법은 LGA (Lattice Gas Automata)로부터 발전되었으며, 볼츠만 방정식으로부터 유도된 격자 볼츠만 방정식(LBE)을 바탕으로 이론적인 토대가 세워지게 되었습니다. 기존의 FVM CFD 대비 간단한 전처리 과정과 지역적 연산의 가능성으로 많은 연구자들의 관심을 받게 되었습니다. 최근 10년 사이에 학계와 산업에서 LBM에 대한 꾸준한 연구가 진행되고 있으며, 기존 LBM의 한계로 인식되었던 초음속 영역의 적용이 가능해졌습니다. 또한, 열, 소음해석 뿐만 아니라, DEM 및 FEM과의 커플링을 통해서 활용 범위를 넓혀가고 있습니다.