随着虚拟现实技术的不断发展和人们对虚拟场景逼真程度要求的持续提高，具有真实感的流体越来越多的出现在了电影游戏和仿真系统当中，其中又以水体的出现最为频繁从基于高度场的大尺度水面仿真，到严格遵从计算流体力学的水体仿真；从简单的水波的模拟到水花泡沫等流体附属属性的构建；从简单的人为交互到水体与场景中的刚体甚至可形变物体的相互作用，在短短二十多年的时间中，虚拟现实应用对流体仿真技术不断地提出更精确更快速更逼真的要求流体仿真的工作可以分为物理模型的构建和流体效果的绘制两个方面本文讨论了以拉格朗日模型为基础的流体运动建模方法，并重点讨论了流体自由表面的绘制方法及湍急流体中飞溅液滴模型的构建及其渲染方法具体的，本文的工作可总结为如下几点：(1)讨论了基于计算流体力学的流体仿真方法分析了流体仿真的欧拉观点和拉格朗日观点的联系和异同，并以SPH方法为例，重点讨论了流体仿真拉格朗日模型的构建SPH模型中粒子的受力分析，N-S方程的数值求解和核函数的设计方法，是这部分讨论的重点(2)本文介绍了流体自由表面常用的绘制方法文中列举了Marching Cubes光线跟踪算法和屏幕域抛雪球算法的理论基础及实现方法，并提出了屏幕域抛雪球算法中用于流体表面平滑化和光照计算过程的自适应双边滤波算法和自适应的法线计算方法自适应双边滤波算法能够在视距不断变化的条件下自适应的调整平滑化处理的程度，以达到流体表面平滑化与边界保持效果之间的平衡而自适应的法线计算过程能够通过调整采样间隔避免法线计算中的数值计算误差(3)本文提出了一种基于流体物理规则的飞溅液滴分裂模型该模型基于拉格朗日流体仿真方法，根据粒子局部密度挑选分裂候选粒子，并根据流体力学中液滴分裂规则计算分裂后生成的微小液滴粒子的排布方法本文的液滴分裂模型只在绘制过程中进行计算，不会给流体物理模型增加计算压力和困难，因此能够获得较好的仿真效果和计算效率本文的工作以流体仿真为框架，在讨论流体物理模型建立规则的同时，着重在流体自由表面的绘制与飞溅液滴效果的仿真方面做了创新性工作总体来看，本文的方法不仅提高了流体仿真和绘制的真实感，而且保持了仿真系统的实时性