http://www.lbmethod.org/

PalaBos的是一款高效的流体模拟及其建模库，开发基于C＋＋的STL(标准模板库)，有极强的拓展性！尽管其源代码是开放，但是基于PalaBos的FlowKit公司已于2011年9月开始运营（http://www.flowkit.com/），主要为流体力学相关领域提供解决方案，并定制软件。主要的开发者为我的日内瓦朋友Jonas Latt博士，另外一个重要开发成员Orestis博士也是我的合作者和好朋友，其主要的贡献在于湍流模型和多块加密的代码的开发。在版本1.0中，目前二维的多块加密是可用的，三维的曲面边界可用，需要提供stl几何文件（参：examples/showCases/aneurysm）。PalaBos的主要特点在于，其在并行结构上采取并行机制与模型分离的方式，使得应用建模与并行机制不相关。这也使得PalaBos的易于扩展。下面举例来说明其代码特点：
对于二维计算下面两个基本的文件必须包括
#include "palabos2D.h"
#include "palabos2D.hh"
#include <vector>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <iomanip>

基本的名字空间
using namespace plb;
using namespace plb::descriptors;
using namespace std;

typedef double T;
基本模型的描述。对于PalaBos，众多模型的应用，都是通过DnQmDescriptor来描述的。用户可自定义！后续博文我将对其结构进行解释！
#define DESCRIPTOR D2Q9Descriptor
初场的定义，建议使用这种方法
T poiseuilleVelocity(plint iY, IncomprFlowParam<T> const& parameters) {
    T y = (T)iY / parameters.getResolution();
    return 4.*parameters.getLatticeU() * (y-y*y);
}
压力的定义
T poiseuillePressure(plint iX, IncomprFlowParam<T> const& parameters) {
    T Lx = parameters.getNx()-1;
    T Ly = parameters.getNy()-1;
    return 8.*parameters.getLatticeNu()*parameters.getLatticeU() / (Ly*Ly) * (Lx/(T)2-(T)iX);
}
密度场的定义
T poiseuilleDensity(plint iX, IncomprFlowParam<T> const& parameters) {
    return poiseuillePressure(iX,parameters)*DESCRIPTOR<T>::invCs2 + (T)1;
}

根据坐标进行速度初始化
template<typename T>
class PoiseuilleVelocity {
public:
    PoiseuilleVelocity(IncomprFlowParam<T> parameters_)
        : parameters(parameters_)
    { }
    void operator()(plint iX, plint iY, Array<T,2>& u) const {
        u[0] = poiseuilleVelocity(iY, parameters);
        u[1] = T();
    }
private:
    IncomprFlowParam<T> parameters;
};

根据坐标进行密度初始化
template<typename T>
class PoiseuilleDensity {
public:
    PoiseuilleDensity(IncomprFlowParam<T> parameters_)
        : parameters(parameters_)
    { }
    T operator()(plint iX, plint iY) const {
        return poiseuilleDensity(iX,parameters);
    }
private:
    IncomprFlowParam<T> parameters;
};

零速度场初始化
template<typename T>
class PoiseuilleDensityAndZeroVelocity {
public:
    PoiseuilleDensityAndZeroVelocity(IncomprFlowParam<T> parameters_)
        : parameters(parameters_)
    { }
    void operator()(plint iX, plint iY, T& rho, Array<T,2>& u) const {
        rho = poiseuilleDensity(iX,parameters);
        u[0] = T();
        u[1] = T();
    }
private:
    IncomprFlowParam<T> parameters;
};

枚举类型，表示边界类型
enum InletOutletT {pressure, velocity};
建立几何
void channelSetup( MultiBlockLattice2D<T,DESCRIPTOR>& lattice,
                   IncomprFlowParam<T> const& parameters,
                   OnLatticeBoundaryCondition2D<T,DESCRIPTOR>& boundaryCondition,
                   InletOutletT inletOutlet )
{
    const plint nx = parameters.getNx();
    const plint ny = parameters.getNy();

    下边界
    boundaryCondition.setVelocityConditionOnBlockBoundaries (
            lattice, Box2D(0, nx-1, 0, 0) );
    上边界
    boundaryCondition.setVelocityConditionOnBlockBoundaries (
            lattice, Box2D(0, nx-1, ny-1, ny-1) );

    设置相关边界
    if (inletOutlet == pressure) {
                boundaryCondition.setPressureConditionOnBlockBoundaries (
                lattice, Box2D(0,0, 1,ny-2) );
                boundaryCondition.setPressureConditionOnBlockBoundaries (
                lattice, Box2D(nx-1,nx-1, 1,ny-2) );
    }
    else {
        boundaryCondition.setVelocityConditionOnBlockBoundaries (
                lattice, Box2D(0,0, 1,ny-2) );
        boundaryCondition.setVelocityConditionOnBlockBoundaries (
                lattice, Box2D(nx-1,nx-1, 1,ny-2) );
    }

    设置常密度和速度，边界的速度和密度同时被施加
    setBoundaryDensity (
            lattice, lattice.getBoundingBox(),
            PoiseuilleDensity<T>(parameters) );
    setBoundaryVelocity (
            lattice, lattice.getBoundingBox(),
            PoiseuilleVelocity<T>(parameters) );
    初始化平衡态
    initializeAtEquilibrium (
           lattice, lattice.getBoundingBox(),
           PoiseuilleDensityAndZeroVelocity<T>(parameters) );

    初始化模拟系统
    lattice.initialize();
}

图片文件保存
void writeGif(MultiBlockLattice2D<T,DESCRIPTOR>& lattice, plint iter)
{
    const plint imSize = 600;

    ImageWriter<T> imageWriter("leeloo");
    imageWriter.writeScaledGif(createFileName("u", iter, 6),
                               *computeVelocityNorm(lattice),
                               imSize, imSize );
}

VTK 保存
void writeVTK(MultiBlockLattice2D<T,DESCRIPTOR>& lattice,
              IncomprFlowParam<T> const& parameters, plint iter)
{
    T dx = parameters.getDeltaX();
    T dt = parameters.getDeltaT();
    VtkImageOutput2D<T> vtkOut(createFileName("vtk", iter, 6), dx);
    vtkOut.writeData<float>(*computeVelocityNorm(lattice), "velocityNorm", dx/dt);
    vtkOut.writeData<2,float>(*computeVelocity(lattice), "velocity", dx/dt);
}
计算均方根误差
T computeRMSerror ( MultiBlockLattice2D<T,DESCRIPTOR>& lattice,
                    IncomprFlowParam<T> const& parameters )
{
    MultiTensorField2D<T,2> analyticalVelocity(lattice);
    setToFunction( analyticalVelocity, analyticalVelocity.getBoundingBox(),
                   PoiseuilleVelocity<T>(parameters) );
    MultiTensorField2D<T,2> numericalVelocity(lattice);
    computeVelocity(lattice, numericalVelocity, lattice.getBoundingBox());
    return 1./parameters.getLatticeU() *
               std::sqrt( computeAverage( *computeNormSqr(
                              *subtract(analyticalVelocity, numericalVelocity)
                         ) ) );
}
主函数
int main(int argc, char* argv[]) {
    plbInit(&argc, &argv);

    global::directories().setOutputDir("./tmp/");

    基本参数，Orestis为我加入了另外的个构造函数，可直接在物理空间中定义这些参数！后续我将给出分析！
    IncomprFlowParam<T> parameters(
            (T) 2e-2,  // uMax
            (T) 5.,    // Re
            60,        // N
            3.,        // lx
            1.         // ly
    );
    const T logT     = (T)0.1;
    const T imSave   = (T)0.5;
    const T vtkSave  = (T)2.;
    const T maxT     = (T)15.1;
   
    const InletOutletT inletOutlet = velocity;
    写日志文件
    writeLogFile(parameters, "Poiseuille flow");
    使用MultiBlockLattice
    MultiBlockLattice2D<T, DESCRIPTOR> lattice (
              parameters.getNx(), parameters.getNy(),
              设置松弛参数
              new BGKdynamics<T,DESCRIPTOR>(parameters.getOmega()) );
    声明边界
    OnLatticeBoundaryCondition2D<T,DESCRIPTOR>*
        boundaryCondition = createLocalBoundaryCondition2D<T,DESCRIPTOR>();

    channelSetup(lattice, parameters, *boundaryCondition, inletOutlet);

    主循环
    for (plint iT=0; iT*parameters.getDeltaT()<maxT; ++iT) {
       if (iT%parameters.nStep(imSave)==0) {
            pcout << "Saving Gif ..." << endl;
            writeGif(lattice, iT);
        }

        if (iT%parameters.nStep(vtkSave)==0 && iT>0) {
            pcout << "Saving VTK file ..." << endl;
            writeVTK(lattice, parameters, iT);
        }

        if (iT%parameters.nStep(logT)==0) {
            pcout << "step " << iT
                  << "; t=" << iT*parameters.getDeltaT()
                  << "; RMS error=" << computeRMSerror(lattice, parameters);
            Array<T,2> uCenter;
            lattice.get(parameters.getNx()/2,parameters.getNy()/2).computeVelocity(uCenter);
            pcout << "; center velocity=" << uCenter[0]/parameters.getLatticeU() << endl;
        }

        碰撞迁移，此函数不再有bool类型参数，其不同于Openlb
        lattice.collideAndStream();
    }
    删除边界对象
    delete boundaryCondition;
}
由此上面代码可以看出，PalaBos的结构是非常清晰的，用户在实现过程也异常的简单！

为了推广PalaBos在国内的应用，我将在后续博文对PalaBos从应用和扩展方面作详细介绍！