The lattice Boltzmann method has been widely used in curved and moving boundary fluid simulations. Both explicit and implicit treatments are studied to recover proper boundary conditions on Cartesian grids. These methods can describe curved boundaries more accurately and more smoothly than the staircase approximation. However, to improve the order of accuracy and to reduce the fluctuation of force, complicated modifications have been applied to the collision step of lattice Boltzmann equation. In this study, a new boundary scheme based on diffuse geometry is proposed for lattice Boltzmann method. The scheme is derived by directly incorporating the bounce back condition into the weak form of the streaming step of discretized Boltzmann equation. The new method does not change the collision operator. Therefore it can be easily combined with complex collision models. Although diffuse boundary is introduced, this scheme recovers exact bounce back condition at sharp boundary limit, regardless of the shapes and motions of the boundaries. Numerical tests show that the accuracy of this method is second order and depends on the boundary thickness and several other factors. In moving boundary problems, the fluctuation of force can be largely reduced compared to popular sharp boundary conditions because it does not require extrapolation to fulfil the unknown information of the newly generated fluid nodes around the boundaries. In this paper the detailed derivation for the new scheme is explained and the benchmark problems are solved to test its accuracy and the effect of different parameters.

格子玻尔兹曼方法已广泛用于弯曲和运动边界流体模拟。研究了显式和隐式处理方法，以恢复笛卡尔网格上的适当边界条件。与阶梯逼近相比，这些方法可以更准确，更平滑地描述弯曲边界。但是，为了提高精度的顺序并减小力的波动，已对晶格Boltzmann方程的碰撞步骤进行了复杂的修改。在这项研究中，为晶格玻尔兹曼方法提出了一种基于扩散几何的新边界方案。通过将反跳条件直接合并到离散化Boltzmann方程流步骤的弱形式中，得出该方案。新方法不会更改碰撞算子。因此，它可以轻松地与复杂的碰撞模型结合。尽管引入了扩散边界，但是该方案在边界界限严格的情况下都可以恢复精确的反弹条件，而不管边界的形状和运动如何。数值测试表明，该方法的精度是二阶的，并且取决于边界厚度和其他一些因素。在运动边界问题中，与流行的尖锐边界条件相比，力的波动可以大大减小，因为它不需要外推即可满足边界附近新生成的流体节点的未知信息。本文解释了该新方案的详细推导，并解决了基准测试问题，以测试其准确性和不同参数的效果。无论边界的形状和运动如何，此方案都可以在严格的边界限制下恢复精确的反弹条件。数值测试表明，该方法的精度是二阶的，并且取决于边界厚度和其他一些因素。在运动边界问题中，与流行的尖锐边界条件相比，力的波动可以大大减小，因为它不需要外推即可满足边界附近新生成的流体节点的未知信息。本文解释了该新方案的详细推导，并解决了基准测试问题，以测试其准确性和不同参数的效果。无论边界的形状和运动如何，此方案都可以在严格的边界限制下恢复精确的反弹条件。数值测试表明，该方法的精度是二阶的，并且取决于边界厚度和其他一些因素。在运动边界问题中，与流行的尖锐边界条件相比，力的波动可以大大减小，因为它不需要外推即可满足边界附近新生成的流体节点的未知信息。本文解释了该新方案的详细推导，并解决了基准测试问题，以测试其准确性和不同参数的效果。数值测试表明，该方法的精度是二阶的，并且取决于边界厚度和其他一些因素。在运动边界问题中，与流行的尖锐边界条件相比，力的波动可以大大减小，因为它不需要外推即可满足边界附近新生成的流体节点的未知信息。本文解释了该新方案的详细推导，并解决了基准测试问题，以测试其准确性和不同参数的效果。数值测试表明，该方法的精度是二阶的，并且取决于边界厚度和其他一些因素。在运动边界问题中，与流行的尖锐边界条件相比，力的波动可以大大减小，因为它不需要外推即可满足边界附近新生成的流体节点的未知信息。本文解释了该新方案的详细推导，并解决了基准测试问题，以测试其准确性和不同参数的效果。与流行的尖锐边界条件相比，力的波动可以大大减小，因为不需要外推即可满足边界附近新生成的流体节点的未知信息。本文解释了该新方案的详细推导，并解决了基准测试问题，以测试其准确性和不同参数的效果。与流行的尖锐边界条件相比，力的波动可以大大减小，因为不需要外推即可满足边界附近新生成的流体节点的未知信息。本文解释了该新方案的详细推导，并解决了基准测试问题，以测试其准确性和不同参数的效果。