| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 流体模拟研究分类与动向 | 第10-11页 |
| 1.3 基于物理的流体模拟研究状况 | 第11-13页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第13-14页 |
| 1.5 论文结构安排 | 第14-16页 |
| 第二章 基于 Navier-Stokes 方程组的流体模拟 | 第16-31页 |
| 2.1 基于物理的流体动画三种方法 | 第16-19页 |
| 2.1.1 欧拉方法 | 第16-17页 |
| 2.1.2 拉格朗日方法 | 第17-18页 |
| 2.1.3 格子波尔兹曼方法 | 第18-19页 |
| 2.1.4 三种方法的比较 | 第19页 |
| 2.2 流体区域的离散化 | 第19-22页 |
| 2.2.1 结构化网格 | 第20-21页 |
| 2.2.2 非结构化网格 | 第21页 |
| 2.2.3 混合网格 | 第21-22页 |
| 2.3 Helmholtz-Hodge 分解 | 第22-24页 |
| 2.4 Navier-Stokes 方程组中各项的求解 | 第24-29页 |
| 2.4.1 外力项求解 | 第24-25页 |
| 2.4.2 对流项求解 | 第25-26页 |
| 2.4.3 扩散项求解 | 第26-28页 |
| 2.4.4 投影项求解 | 第28-29页 |
| 2.4.5 修正方程求解 | 第29页 |
| 2.5 边界条件 | 第29-30页 |
| 2.6 本章小结 | 第30-31页 |
| 第三章 基于 GPU 的三维烟雾实时模拟 | 第31-49页 |
| 3.1 基于 GPU 的编程技术简介 | 第31-34页 |
| 3.1.1 GPU 简介 | 第31-32页 |
| 3.1.2 CUDA 通用计算模型 | 第32-34页 |
| 3.2 基于 GPU 的烟雾模拟流程 | 第34-35页 |
| 3.3 CPU 端的初始化工作 | 第35-36页 |
| 3.4 GPU 端的相应工作 | 第36-44页 |
| 3.4.1 外力项映射 | 第37-38页 |
| 3.4.2 扩散项、对流项和投影映射 | 第38-40页 |
| 3.4.3 边界处理 | 第40-44页 |
| 3.5 流体渲染 | 第44页 |
| 3.6 实验结果与分析 | 第44-47页 |
| 3.7 本章小结 | 第47-49页 |
| 第四章 对三维烟雾实时模拟的改进 | 第49-61页 |
| 4.1 漩涡控制 | 第49-52页 |
| 4.1.1 漩涡计算过程 | 第49-50页 |
| 4.1.2 实验结果与分析 | 第50-52页 |
| 4.2 使用多重网格方法提高模拟效率 | 第52-60页 |
| 4.2.1 多重网格及其 V 循环算法 | 第54-57页 |
| 4.2.2 实验结果与分析 | 第57-60页 |
| 4.3 本章小结 | 第60-61页 |
| 第五章 基于多 GPU 的三维烟雾实时模拟 | 第61-73页 |
| 5.1 基于多 GPU 的流体模拟流程 | 第61-63页 |
| 5.2 多 GPU 的流体模拟实现过程 | 第63-68页 |
| 5.2.1 流体区域的划分 | 第63-64页 |
| 5.2.2 主机端线程创建及同步 | 第64-67页 |
| 5.2.3 GPU 上流体子区域的计算 | 第67页 |
| 5.2.4 边界处理 | 第67-68页 |
| 5.3 实验结果与分析 | 第68-72页 |
| 5.4 本章小结 | 第72-73页 |
| 第六章 总结与展望 | 第73-75页 |
| 6.1 总结 | 第73-74页 |
| 6.2 对未来工作的展望 | 第74-75页 |
| 参考文献 | 第75-80页 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 | 第80-81页 |
| 致谢 | 第81页 |