GPU中的流体场景实时模拟算法

• 作者: 何戬 延诃 彭群生 王章野 陈曦
• 来源期刊: 计算机辅助设计与图形学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 流体场景 实时模拟 GPU加速 基于物理的模拟 自适应平滑粒子水动力学
• 年，卷（期）: 2010,（3）
• 所属期刊栏目: 基于GPU的图形处理及其通用计算
• 页码范围: 396-405
• 页数: 10页
• 分类号: TP391
• 字数: 10856字
• 语种: 中文

摘要

为了实时模拟真实的大规模流体场景,提出一种基于平滑粒子流体力学(SPH)进行流体场景模拟的算法.首先提出了新的精细程度函数作为非均匀采样的依据,以减少实际模拟时所需的粒子数,提高模拟的速度;然后引入一种三维空间网格划分算法和改进的并行基数排序算法,以加快模拟过程中对邻域粒子和边界的查找及其相互作用的计算;最后使用最新的NVIDIA CUDA架构,将SPH的全部模拟计算分配到GPU流处理器中,充分利用GPU的高并行性和可编程性,使得对SPH方法的流体计算和模拟达到实时.实验结果表明,采用文中算法能对流体场景的计算模拟达到实时,并实现比较真实的模拟效果.与已有的SPH流体CPU模拟方法相比,其加速比达到2个数量级以上,同时相比已有GPU SPH方法,能模拟出更为丰富的细节效果.