多孔介质渗流广泛存在于自然界以及工程应用之中,通过对多孔介质中流动规律的研究,能够更好地认识复杂结构中的流动现象,从而服务于工艺的优化和疾病的控制等。但由于多孔介质的结构通常具有随机性,基于非结构化网格的Navier-Stokes方程在求解过程中不易操作,所以开发集成简易建模和高效计算于一体的新型方法有着重要的意义。本文用GPU加速的VLBM(体积格子Boltzmann方法)对多孔介质中的流动进行了模拟。LBM求解的过程是基于结构化网格,易于处理复杂的边界,同时为实现较小网格密度下的准确描述,本文提出了 VLBM的概念,即在每个网格中求取孔隙空间所占的比例大小,用0到1之间的连续值对边界上的网格进行表示,之后在控制方程中引入体积格子的概念进行表示。应用VLBM的连续性数据结构特点,本文提出了微观尺度的粗化升级方法,通过求邻近格子的平均值来实现网格密度的降低,在这个过程中模型的孔隙度没有发生任何变化,为保证多孔介质的输运性质的较小浮动,需要根据不同的模型取样品进行升级倍数测试,理论上讲,当孔隙空间发生较大程度的融合之前,VLBM升级方法都适用。同时,VLBM同传统LBM一样,有着显示求解的天然并行性,本文用GPU并行化技术对VLBM进行了加速处理,进一步提高了计算的速度和可计算模型的尺寸。VLBM流动模拟及其对应的升级方法在计算的过程中可以使用常规的图像分割数据,但为了更准确地对多孔介质进行分割并保留足够多的结构信息,本文基于LBM的理念对测地线动轮廓(GAC)的水平集方程进行了求解,用距离场对多孔介质的孔隙边界进行描述,之后结合局部细化的方法和符号函数就可以计算VLBM所需的连续数据体。本文将以上方法进行了编程实现,首先对砂岩数字岩心进行了流动模拟,GPU加速的VLBM在256×256×512的模型上实现了 808.7MLUPS计算速度,相比CPU计算提高了 1400多倍,同时,对岩心样品进行了 23～323倍的升级测试。之后首次利用人类眼睛脉络膜结构进行了流动模拟,分析了脉络膜结构对血液流动的影响和不同AMD阶段下的血液流动状况。