| 中文摘要 | 第4-6页 |
| 英文摘要 | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第12-22页 |
| 1.1 基于物理的计算机流体动画概述 | 第12-15页 |
| 1.2 GPGPU高性能计算概述 | 第15-18页 |
| 1.3 计算机流体动画中的GPU高性能计算现状 | 第18-19页 |
| 1.4 本文主要内容 | 第19-22页 |
| 第二章 流体数据场的高性能生成 | 第22-52页 |
| 2.1 带符号距离函数 | 第22-26页 |
| 2.2 带符号距离场生成的相关工作 | 第26-28页 |
| 2.3 双层粒子算法 | 第28-35页 |
| 2.3.1 计算无符号距离场 | 第30-34页 |
| 2.3.2 生成带符号距离场 | 第34-35页 |
| 2.4 双层粒子算法的分析与优化 | 第35-40页 |
| 2.4.1 算法误差分析 | 第35-39页 |
| 2.4.2 几个优化策略 | 第39-40页 |
| 2.5 实验结果及其讨论 | 第40-46页 |
| 2.5.1 误差测量 | 第40-42页 |
| 2.5.2 性能分析 | 第42-46页 |
| 2.6 带符号距离函数在流体动画中的应用举例 | 第46-52页 |
| 2.6.1 用于构造复杂模拟场景 | 第47-48页 |
| 2.6.2 用于烟雾模拟 | 第48-52页 |
| 第三章 Navier-Stokes方程高性能求解 | 第52-82页 |
| 3.1 Navier-Stokes方程的时空离散格式 | 第52-61页 |
| 3.1.1 时间方向离散格式 | 第52-55页 |
| 3.1.2 MAC网格与边界条件离散 | 第55-57页 |
| 3.1.3 不同流体现象的模拟 | 第57-61页 |
| 3.2 平流方程的求解 | 第61-63页 |
| 3.3 压力Poisson方程的高性能求解 | 第63-78页 |
| 3.3.1 预处理共轭梯度法 | 第64-67页 |
| 3.3.2 本文提出的预处理算法 | 第67-76页 |
| 3.3.3 算法的推广 | 第76-78页 |
| 3.4 实验结果与讨论 | 第78-82页 |
| 第四章 颗粒流模拟离散元方法的并行计算 | 第82-98页 |
| 4.1 颗粒流模型 | 第83-87页 |
| 4.1.1 单个颗粒动力学模型 | 第83页 |
| 4.1.2 颗粒形状建模 | 第83-85页 |
| 4.1.3 颗粒间作用力建模 | 第85-87页 |
| 4.2 离散元方法 | 第87-88页 |
| 4.3 并行计算 | 第88-95页 |
| 4.3.1 数据结构设计 | 第89-93页 |
| 4.3.2 并行算法设计 | 第93-95页 |
| 4.4 实验结果及其分析 | 第95-98页 |
| 第五章 PBAT软件平台 | 第98-120页 |
| 5.1 PBAT的开发目的与关键问题 | 第98-100页 |
| 5.2 PBAT总体架构设计 | 第100-103页 |
| 5.3 数学工具库架构 | 第103-106页 |
| 5.4 模拟器架构 | 第106-109页 |
| 5.5 PBAT实现情况 | 第109-114页 |
| 5.5.1 数学工具库实现情况 | 第109-110页 |
| 5.5.2 模拟器实现情况 | 第110-114页 |
| 5.6 用户界面和一些模拟结果 | 第114-116页 |
| 5.7 本章小结 | 第116-120页 |
| 总结与展望 | 第120-124页 |
| 参考文献 | 第124-140页 |
| 攻读博士学位期间的主要工作 | 第140-142页 |
| 致谢 | 第142页 |