近年来,自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一,这主要是因为自然景物远比大多数人造物体复杂,物理模型相对比较困难,关于山、水、云、烟、火焰等的自然景物的模拟,在计算机游戏、影视、广告等各个领域中有着广泛的用途。与山、水、云等相比,关于水流的模拟又更为困难,主要原因为(1)水流的形状是极其不规则的,且具有复杂性和随机性;(2)水流的运动是十分复杂的,它的产生要满足一定的条件,在流动过程中还要受到多种力的作用;(3)水流的水动力学或者流体力学模型多为偏微分方程组,一般情况下,求解的难度较大。Stable Fluid方法是一种对Navier-Stokes方程的近似求解方法,该方法在获得视觉满意的稳定近似解的同时能满足一定的实时性。流水模型同样满足Navier-Stokes方程,因此以Stable Fluid方法为基础来进行水波的模拟。建立描述水面的基本形态的数学模型,以水波的正弦波模型作为理想状态下水面的波形模型,波浪基本形态的数学描述,为在虚拟现实平台上对波浪特性的研究和波浪数据的可视化奠定一定的基础。本论文针对水波模拟的集中方法进行了比较研究,在此基础上介绍了浅水波方程——Navier-Stokes方程,以及它的求解方法,并通过建立物理模型,自动地模拟水波的波的运动,实验结果表明,水波的运动是逼真的,而且成功地模拟了水波的反射、折射和叠加现象。本论文前两章介绍了水流模拟课题方面的挑战以及所采用的方法,第三章以后具体介绍了浅水波方程的求解方法,从而得到水流的运动形态和实验结果。