随着工业的发展和城市化的加快,空气污染愈加严重,在高楼林立人口密集的城市环境中更为突出。而突发的空气污染事故扩散快,危害大,具有不可以预测性,为了能够在事故发生后,快速合理地预测污染的扩散趋势和范围,尽可能降低污染的危害,避免人员的伤亡,污染扩散仿真模型及仿真结果的可视化得到广泛关注,成为相关领域的一个研究热点。本文在基于物理的流体仿真基础上,结合污染事故发生的环境条件,提出了一个适用于突发污染事故的扩散仿真模型,详细讨论了模型的数值求解方法。针对模型生成的数据,给出了可视化方法,并讨论了算法效率和效果。最后讨论了可视化结果在CAVE-like显示环境中的交互与展示技术。污染扩散仿真建模是本课题的核心,到目前为止现存的模型都存在一定的使用限制,还没有一种模型能够处理各种情况。本文在基于物理的流体仿真基础上,在突发污染事故的局部环境下,对流体的原始数学描述进行修改和简化,最后在保证一定仿真精确度的前提下,能够快速地生成动态仿真结果,从而及时地做出应急决策。我们采用基于纹理映射的体绘制方法,利用当前GPU提供的可编程管线和强大的并行处理能力,能够达到实时体绘制效果,可以直观、清晰地展示污染物浓度分布的情况。最后,我们讨论了在CAVE-like虚拟现实环境中的交互与展示技术,利用具有沉浸感的显示环境和交互技术,改进对可视化结果的观察和认识。本文提出的扩散仿真模型和可视化技术,能够快速生成和展示污染扩散的仿真结果,在一定程度上可以满足城市安全应急反应的需要,具有一定的理论和实用价值。