随着虚拟现实技术的发展，通过这种技术创建一个消防仿真训练系统成为了当今消防训练的趋势。在消防仿真中，火焰的效果直接反应了当前虚拟环境中火灾的发生情况，因此火焰特效是这类仿真中至关重要的内容。为了更好的模拟火焰，可以根据多种物理学公式对其进行建模，但是这需要耗费大量的时间。不过随着图形处理器GPU的发展，计算机的计算速度也随之变快，基于GPU的火焰的模拟就可以在保证实时性的前提下，更进一步的提高火焰的效果，这也是当前火焰特效技术的研究热点。目前，在消防仿真系统中，对灭火过程的仿真比较简单，而且在仿真环境中没有体现火焰的光照效果，而这两个效果对提高系统的沉浸感是至关重要的。因此本文的研究内容主要包括：基于GPU的火焰熄灭过程模拟研究、基于GPU的火焰光照效果研究以及消防仿真系统的设计与实现三个部分。首先，对基于GPU的火焰熄灭过程的模拟进行研究。针对传统粒子系统的局限，重新构建一个粒子总数可变的粒子系统，使其能够模拟火势的动态变化。提出一种基于概率方法的粒子回收策略，使粒子系统的粒子总数在视觉效果上可变。然后对火焰熄灭过程进行建模描述，并在改进的粒子系统基础上，通过GPU编程实现火焰逐渐熄灭的过程，并对仿真结果进行分析。其次，为了提高场景的逼真效果，建立一种基于GPU的火焰光照效果。对火焰的光照效果进行研究，提出一种将粒子系统与光源强度进行转换的方法。通过GPU编程实现火焰的光照效果，对实验进行结果分析。最后，设计实现一个消防仿真系统，将本文研究的火焰特效技术应用在系统中，并对系统的运行结果进行分析总结。