一般说来，有两种方法研究流体的行为:一种是从宏观角度出发，假设流体连续分布于整个流场，诸如密度、速度、压力等物理量均是时间和空间的足够光滑的函数;另一种则是从微观角度，从非平衡统计力学的观点出发，假设流体是由大量的微观粒子组成，这些粒子遵守力学定律，同时服从统计定律，运用统计方法来讨论流体的宏观性质。

然而，流体是由大量粒子组成的。当我们从宏观角度研究流体行为的时候，并没有涉及到单个粒子的行为。通常我们所感兴趣的是代表某个点(包含大量粒子的微小单元)的宏观参量，如密度、速度、压力。根据连续性假设，我们可以推导出N-S方程，并且利用数字上的微积分知识来求解，然而由于N-S方程是高度非线性化的偏微分方程，仅仅一些具有简单边界或者有比较严格物理限制的现象才能够得到理论分析解。如果从微观的角度研究单个粒子的真实行为，对于一个包含大量粒子的系统来说，粒子的运动方程往往是得不到解的。统计学可以通过考虑整个系统所有可能的状态以及处理这个状态的概率来解决这些困难，对于稀薄气体所得到的方程就是Boltzmann方程。但是得到了方程还不够，我们还是借助于统计方法得到流体的宏观性质，这就要求解Boltzrnann方程，然而Boltzmann方程是一非线性微分积分方程，一般情况下严格求解也是非常困难的。

格子气方法是近些年来发展起来的模拟流体力学以及其他系统的比较新的方法。格子气自动机模拟流场，就是将流体及其存在的时间和空间完全离散，给出离散的流体粒子之间相互作用以及迁移的规则。流体粒子存在于空间网格上，用一系列布尔变量 n(x,t)(i=l，2，…，b)来描述在时刻t，位于x处的节点的每一个速度方向是否有粒子存在，其中b表示每一个节点的速度方向的数目。粒子在每一个时间步长的演化包括两部分：(a)迁移，粒子沿它的速度方向向距离最近的节点运动；(b)碰撞，当不同的粒子同时到达某个节点时，按照一定的碰撞规则发生碰撞并改变运动方向。格子气模型具有两重意义：(a)尽可能建立一个简单的模型使之能够用来模拟一个由大量粒子组成的系统；(b)反映粒子真实碰撞的本质，这样经过较长时间我们可以获得流体的宏观特性。

粒子的演化过程能够用来模拟宏观的流体过程是基于下列事实，即流体的宏观特性是系统内大量粒子整体行为的结果。分子之间的相互作用可以改变流体的传输特性，比如粘度，但是并不改变宏观方程的基本形式。

第一个完全离散的格子气模型是1973年由法国的Hardy，Pomeau，Pazzis提出来的，以他们的名字命名为HPP模型。这个模型将平面流场划分为正方形网格，每个节点上的粒子只能向四个方向之一运动，且只有两个对头碰撞才有效。由于这个模型过于简单，没有推导出正确的N-S方程，所以不能充分反映流体的特征。因此，相当时间内没有引起人们的足够重视。直到1985年，随着计算机科学的发展以及Wolfram对细胞自动机理论及其应用的深入研究，又激发了人们对格子气自动机的兴趣。1986年，由法国的Frisch，Pomeau，以及美国的Hasslacher提出了一个对称度更高的正六边形的格子模型，即FHP模型。他们用此模型成功的模拟了一些典型的流体力学问题，并证明了该模型的宏观行为符合标准的N-S方程。