晶体硅作为一种半导体材料，无论是工业生产还是日常生活都具有重要地位。在能源应用方面，晶体硅是生产太阳能电池的主要原料之一。太阳能作为一种清洁无污染的能源，很受人们欢迎，也得到了国家的大力推广，所以晶体硅制备技术的培训显得尤为重要。由于教学资源有限，晶体硅的生产设备和耗材的价格都非常昂贵，更重要的是热场内材料工艺的变化在正常生产情况下是不可见的，对于教学造成极大的不便，增加了人才培养的成本。通过利用计算机图形学关键技术，仿真晶体硅生产工艺，利用模拟教学的方式增强了教学互动、提高了教学质量、有效解决了晶体硅制备人才培养的瓶颈。因此，晶体硅仿真系统的实现具有重要的研究意义以及实际应用价值。　　本研究主要内容包括：⑴研究基于GPU上的流体仿真算法。主要因为，GPU强大的并行处理技术比在CPU上进行仿真更具优势。针对原有算法在大的时间间隔下稳定性差，收敛速度慢的问题，通过利用隐式积分的方法对原有算法进行改进，增加了算法稳定性与收敛速度，实现了GPU上的流体仿真，提高了算法效率。⑵传统的基于面片图元的绘制方法，在绘制不规则物体时，绘制难度大、效率低。引入了粒子系统，并基于热传导方程成功解决了晶体硅熔化仿真的理论难题。同时，在实现过程中，采用一种k-d tree的数据结构来查找最近邻的粒子实现热量的传导过程。⑶研究晶体硅仿真系统中人物动画的组织与同步问题。通过研究状态机的设定方法和网络架构，实现了多个人物在不同主机之间运动动画的同步。⑷完成晶体硅制备仿真教学系统研发，应用于晶体硅制备实际教学。基于对以上关键技术的研究，并结合实际项目需求，研发了晶体硅制备仿真教学系统，并应用于职业院校的实际教学中，提高了晶体硅制备培训课程的教学质量，极大的降低了人才培养成本。