在基于网格的流体动画模拟过程中,运用半拉格朗日方法处理Navier-Stokes方程对流项时会不可避免地引入数值粘性,从而导致流体运动过程中细节的逐渐丢失。为了改善这一过程,可以在更高精度的网格上运用更高精度的插值方法来模拟流体,但这需要耗费极大的计算时间和资源。本文从流体细节还原和增强的角度,运用细节模型,通过细节补偿来解决流体动画模拟过程中数值耗散的问题。本文方法在保证流体动画模拟速度的前提下,保证模拟的物理真实性,同时较好地满足人眼视觉效果。对于一般流体(例如水,烟),流体细节部分都是展现在流体速度场的高频部分。流体的涡旋区域集中了丰富的高频流体细节,具有很好的视觉效果,也是流体可视化非常关注的地方。无论是流体的细节还原还是细节增强,本文都主要关注在流体的涡旋区域。本文对流体速度场提取出涡旋区域,然后对这些区域进行局部细节补偿。补偿了需要丰富细节的地方,同时避免了对流场所有区域进行细节补偿。本文从信号处理角度对流体细节进行研究,运用小波技术分析和提取流体细节,并结合流体力学中涡旋模型理论知识,提出一种新的基于涡旋频率的流体细节还原方法。在流体细节的增强方面,本文结合涡旋提取和噪声增强的知识提出一种基于涡旋区域的局部流体细节增强方法。最后,本文结合涡旋模型和噪声模型的知识,得出一种新的修正普林噪声模型。然后基于新的噪声模型,本文提出一种流体细节还原和增强的综合方法,结合还原方法和增强方法两者的优点来对流体速度场进行细节补偿。