流体模拟是计算机图形学的一个重要分支,它在很多领域,例如,影视特效、军事模拟、动画制作以及医学医疗等各个方面都有广泛的应用。如何使得计算机更快速地模拟出真实流体具有重要的实际意义。第一章主要介绍了流体模拟的历史背景和研究意义,国内外流体模拟的研究和发展现状,并阐述了本文的主要工作。第二章主要分析SPH方法与PBF方法的基本原理和实现过程,探讨了两种方法的区别和优缺点,同时也介绍了一种流体模拟表面重建的方法——Marching Cubes算法。第三章在PBF方法的基础上提出了密度限制模型、速度分类模型、位置分层模型三种加速模型。在密度限制模型中,利用流体不可压缩性的特点,调整流体微观粒子的位置,使流体的密度趋于稳定；在计算过程中引入一个人工调节参数,解决了边界粒子数分布不均匀造成的计算不准确的问题。速度分类模型将粒子按速度大小分成三类,活跃粒子(要求计算精度高,迭代次数多)、普通粒子(要求计算精度适中,迭代次数中等)、惰极粒子(计算精度不高,迭代次数少)；提高了模拟速度。位置分层模型将粒子按离子的位置分成三类,表层区域放置较小粒子,用以加强流体表面模拟效果；中部区域放置中等大小粒子,底部区域放置较大粒子；通过减少粒子数目提升运算速度。此外,该模型还给出了新的融合和分离机制,并考虑了浮力影响,提高了模拟效果。第四章将第三章中的改进模型进行可视化实现,并与PBF模型的模拟结果进行了比较和分析。第五章对全文工作进行了总结；并对今后流体模拟算法的研究提出了思考和展望。