随着计算机技术的发展,计算机图形学在很多领域得到越来越广泛的应用。日常生活中,流体形态是常见的一种物质形态,流体模拟是计算机图形学的一个重要分支,而多相流模拟是流体模拟中相对复杂的研究课题。多相流体的固壁边界、气液交界面以及不同相流体的交界面都可以看成多相流体的广义边界,如何高效准确地处理这些广义边界是多相流模拟研究的重要课题。本文首先介绍了多相流模拟液液边界、气液边界以及固壁边界处理的历史沿革和国内外研究现状,然后针对上述问题开展了以下三方面工作:一、针对多相流液液交界面附近粒子的密度不连续导致数值振荡的问题,本文通过改进密度计算公式对流体粒子密度进行修正,使得交界面粒子密度平滑过渡,交界面稳定、清晰。此外,本文通过提取滞留粒子并对其添加人工力,解决了多相流内部容易出现异相滞留粒子进而影响不同相液体分层效果的问题。二、SPH方法模拟多相流运动,搜索每个粒子的邻近粒子是模拟中最耗时的步骤。在模拟气液多相流时,气液交互会产生大量的界面粒子。本文首次提出“界交粒子”概念,利用“界交粒子”加快界面粒子的邻近粒子搜索,解决了多相流模拟交互粒子多,搜索邻近粒子慢的问题,减少了模拟时间,提高了模拟效率。常见的处理气液边界的方法主要有两种,虚粒子法和空气粒子法。与虚粒子法相比,空气粒子法模拟多相流更有优势,它不需要为每一相流的气液边界动态生成虚粒子,减少了计算量,更容易使多相流的气液边界保持稳定。针对多相流气液边界处流体粒子的边界截断误差问题,本文对传统的空气粒子法进行改进,提出一种新的压力求解公式,将其应用于上述的“界交粒子”来达到处理气液边界的目的,使得气液交界面更光滑,清晰和无穿透现象。三、针对传统的边界力法在处理多相流固壁边界时,模拟效率低、实时性较差的问题,本文对传统的边界力法进行改进,提出一种新的边界力函数,使得模拟速度大大加快,稳定性更好;而且随着场景中粒子数的增加,与传统的边界力法相比,本文方法模拟效率高的优势更加明显。不同粒子数的多相流仿真模拟实验结果也验证了本文方法的有效性。