虚拟现实技术目前在各国学者的研究中已得到许多令人瞩目的成就,虚拟手术作为该技术在医学领域的一项重要应用,以可重复与低成本等优势逐渐成为未来外科手术培训与个性化诊疗的发展趋势。其中,流血仿真是虚拟手术对手术过程再现的一个重要课题,而对于血液的动力学描述与视觉效果的再现仍然存在很大的改进空间。为了实现虚拟手术中对血液的有效仿真,本文从血液建模、流体动力学和流体表面渲染三个方面进行研究。首先,为了再现出逼真的血液流动与视觉效果,需要建立真实有效的血液模型,针对目前传统粒子模型对血液成分与运动性质之间的关联性的描述能力有限,本文提出了一种新的混合粒子血液模型,通过对血液构成成分的分析,区分出两类对血液性质产生重要影响的成分:血浆与血细胞。通过区分这两类成分的质量、颜色与体积等属性的差异,实现了对血液相关性质较为准确的描述。最后的实验结果表明,与传统粒子血液模型相比,混合粒子血液模型有更好的视觉效果。其次,我们对光滑粒子流体动力学方法（SPH）进行研究。为实现混合粒子血液的流动仿真,本文提出一种基于混合粒子血液模型的改进的SPH算法,与传统SPH算法不同,该算法能够处理不同种类粒子间的相互作用力,可用于描述成分复杂的流体的运动状况,有更强的适用性。最后,以提高血液的视觉效果为目的,我们引入一种流体表面渲染方法——Screen Space Flow方法,并通过研究,将其与混合粒子血液模型相结合,提出一种改进的Screen Space Flow算法,该方法在渲染速度与渲染效果上都具有一定优势,在保证血液模拟的逼真性的同时,也在一定程度上符合了虚拟手术对实时性的要求。