自然现象的模拟是计算机图形学中十分重要的领域，其中火焰的模拟更是一个有意义且富于挑战性的课题。传统的基于粒子系统和纹理映射等方法的模拟技术难以胜任真实感要求较高的火焰动画仿真；而基于物理模型的模拟技术又由于计算量大、复杂度高，难以达到实时模拟的效果。 针对上述问题，本文提出了一种基于流体模型和GPU加速的火焰模拟方法，即从火焰的内在物理特性出发，建立真实的火焰流体物理模型，然后将整个数值求解过程放入GPU中并行计算，并根据计算结果进行三维体渲染，不仅得到了真实的火焰燃烧效果，还大幅提高了计算速度，达到了实时模拟。 本文的基本思想是将不可压缩无粘性的流体流动作为火焰燃烧的基本物理模型，并通过在此模型上加入火焰其他物理特性(如热膨胀、气体旋流、黑体辐射等)，来对火焰燃烧过程进行模拟。 在对火焰模型的数值求解方法上，本文采用GPU来求解流体N-S方程，通过图形硬件的并行计算等特性，大幅提高计算速度，节约了计算时间。本文还针对火焰特有的物理性质，对流体模型进行优化，以减少计算量，提高计算速度。 在火焰燃烧的视觉表现方面，本文提出了基于3D纹理的GPU三维体渲染，使火焰的燃烧效果可以在三维空间内进行展示，且该方法的时间开销较小，完全满足实时模拟的需要。 实验结果表明用以上方法模拟火焰的燃烧，可以获得较为逼真的视觉效果和更好的速度性能。