基于物理的流体模拟是计算机动画领域的重要组成部分。但由于流体自身运动的复杂性,进行高质量的流体模拟需要消耗大量的资源与时间。随着人们对流体动画质量的追求越来越高,动画师需要在越来越高精度的网格中进行流体模拟。但动画师在高精度网格中模拟所得到的流体形态往往与期待的形态不符,需要进行反复的参数调整才能得到理想的流体形态。此外,由于数值误差的存在,在低精度的网格中模拟得到的流体与高精度网格中模拟得到的流体之间存在巨大形态差异。保持流体在低精度网格和高精度网格的形态一致性有助于动画师快速地得到理想的流体效果。本文从现有的流体模拟框架出发,分析流体模拟中对流项求解所导致的数值耗散的原因,并以此为理论依据,本文提出了“形态补强”和“形态重构”两种方法以保证流体模拟在不同精度网格下的形态一致性。在“形态补强”方法中,本文针对流体模拟中对流项与低通滤波器的等价性,提出使用高通滤波器找回高频信号的方法来减少流体模拟中的数值耗散。同时结合信号领域中傅里叶变换的相关知识来加速流体场与滤波核的卷积速度,最终达到高-低精度流体模拟形态的一致性。在“形态重构”方法中,本文推导了流体模拟的对流步在高精度网格与低精度网格情况下流体场在频率域上的关系,并以此为理论基础,构建了基于频率域的高精度网格与低精度网格之间的重构滤波器。并将重构滤波器与一般流体模拟框架结合,应用到流体模拟中,使得在不同精度的网格中模拟所得到流体形态相似。本文的主要创新点为:(1)从频率域角度出发,分析了流体模拟在对流步中导致流体形态不一致的原因,提出了流体形态补强和流体形态重构这两种解决方案;(2)使用滤波器的概念,对基本的流体模拟框架进行了改进;(3)形态补强和形态重构这两种方法能够使得在不同精度网格中模拟的流体保持形态上的相对一致性,有利于动画师快速获得理想的流体效果。