随着计算机硬件以及其外围设备的飞速发展,如何逼真的模拟自然景物,成为图形学领域中最具有挑战性的研究方向之一。目前为止,非常逼真的流体可以加入到具有真实感的交互式应用程序中,例如电脑游戏和外科手术的模拟。同样在化学实验的模拟中各种化学溶液也可以使用流体的模拟技术进行模拟。本文使用了SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)的方法模拟化学溶液。这种方法是Matthias Muller基于粒子的流体模拟的一种延伸。Matthias Muller的这种方法源于Navier-Stokes方程描述的力密度场并且加入了表面张力的模拟。和基于网格的欧拉逼近法相比,基于粒子的模拟方法保证了质量守恒,减少了不必要的复杂模拟带来的开销。相比原始的SPH方法,我使用了Marching Cubes的表面重建技术来实现流体表面的仿真。Marching Cubes是一种三维表面构建算法,首先应用于医学成像,用于创建常密度表面的三维医学数据模型。此后这种表面重构技术在很多方面得到广泛应用。在化学实验的模拟中使用SPH方法以粒子模拟流体的运动,使用Marching Cubes算法构造流体表面,实现不同密度、粘性和颜色的溶液,以不同的速度倾倒的实时模拟。基本上可以达到对化学溶液的仿真效果。该模拟方法在速度上能够达到交互式系统的要求并且允许用户创建10000个以上的粒子。