复杂流动与人类社会密切相关.对复杂流动的主要研究方向包括科学计算(求解算法)与可视化(描述复杂流动技术)两部分,主要目标是对流场进行计算机模拟.格子Boltzmann方法(简称格子方法)作为一类新型的借助于简单的微观模型来模拟输运现象的宏观行为的介观方法,因其简易性、局部性和良好的并行性已成为模拟复杂流动现象的有力工具.论文以二分演化思维模式作为算法设计的基本策略,以二分演化技术作为算法设计的基本工具,对复杂流动计算机模拟的高效算法及其模拟结果的可视化技术,在理论、算法设计、实现以及应用方面作了较为深入、系统的研究.在开展复杂流动模拟的高性能计算研究时,发展高效的计算机算法和提供高性能计算机同等重要.同时,复杂流动研究将越来越依赖可视化技术.论文综述了复杂流动格子Boltzmann模拟算法以及科学计算可视化的现状和发展情况.针对国内目前复杂流动计算机模拟能力比较落后、可视化研究主要集中在后处理,重视单个发展,个性多,共性少,造成很多低水平重复,而在可视化跟踪、可视化驾驭方面的研究比较少见的现状,确定了论文的研究方向.研究表明,高效算法设计的研究与应用是成功开展复杂流动研究的重要基础之一,与计算机特点相耦合的二分演化思维模式和二分演化技术可作为高效算法设计的基本策略和工具;复杂流动研究将越来越依赖可视化技术,其对迅速直观地掌握流动特征,分析理解各种流动现象的流动机理至关重要.