基于GPU的流體模擬加速方法.pdf

1、流體現(xiàn)象（如煙霧、火焰、云彩、波浪、汽泡、爆炸等）是日常生活中十分普遍的景象。流體模擬廣泛應用于電影特效、影視廣告、網絡游戲等圖形學相關領域中，是計算機圖形學中一個重要的研究方向。近年來，流體模擬主要采用基于物理的方法，并獲得了較高的真實感。然而，基于物理的方法整個求解過程十分復雜，導致模擬實時動畫比較困難。因此，提高流體模擬的實時性已經成為一個亟待解決的研究課題。
　　本文首先對基于物理的流體模擬方法進行了研究。然后，針對該方法

2、中影響模擬速度的瓶頸——投影項和擴散項中對泊松方程的求解，提出一種新的基于CUDA的并行共軛梯度法。本文算法主要針對共軛梯度法中最為耗時的矩陣向量乘和內積運算設計高效的并行算法:基于無矩陣形式提出一種新的的矩陣向量乘算法，有效克服諾依曼邊界條件處理困難的問題，顯著提高了算法的并行性和運算速度;針對內積運算提出了一種改進的求和算法，通過合理減少并行過程中的同步操作數，加快了算法運算速度。實驗表明本文算法可以有效加快泊松方程的求解速度，一定