本书围绕流体力学的数值求解，介绍了基于粒子和基于网格的模拟方法，以及混合方法的求解器开发。本书的最大特点在于源码和理论结合紧密，兼具实用性和理论性。读者通过阅读本书，并结合开发实践，可以快速理解流体模拟的核心概念。整个程序的框架都经过了细致的单元测试，并且在设计上具有一定的扩展性，读者在阅读本书后，可以很容易结合自身的需求，开发出具有工程架构的流体动画引擎。
本书适合计算机专业、计算数学专业的高年级本科生、研究生学习，也可以供涉足该领域的研究人员、工程师参考。

金度烨，NVIDIA首席研究科学家，致力于机器学习和模拟的交叉领域。博士毕业于首尔国立大学，主修物理动画专业；曾在卡内基梅隆大学进行博士后研究，在加州大学伯克利分校做访问研究员，专注于数据驱动的物理模拟。在2019年底加入NVIDIA之前，他曾在Microsoft、Uber和Apple等企业工作，专注于3D地图、模拟和计算机视觉技术。

第1章 基础
1.1 你好，流体模拟
1.1.1 定义状态
1.1.2 计算运动
1.1.3 边界处理
1.1.4 可视化
1.1.5 最终结果
1.2 如何阅读本书
1.2.1 获取代码
1.2.2 阅读代码
1.2.3 阅读数学表达式
1.3 数学
1.3.1 坐标系
1.3.2 向量
1.3.3 矩阵
1.3.4 线性方程组
1.3.5 场
1.3.6 插值
1.4 几何
1.4.1 几何表面
1.4.2 隐式表面
1.4.3 从隐式表面到显式表面
1.4.4 从显式表面到隐式表面
1.5 动画
1.6 基于物理的动画
1.6.1 基础入门
1.6.2 物理动画示例
1.7 流体动画
1.7.1 重力
1.7.2 压力
1.7.3 黏性力
1.7.4 密度约束
第2章 基于粒子的模拟方法
2.1 像修拉一样看世界
2.2 数据结构
2.2.1 粒子系统数据
2.2.2 粒子系统案例
2.2.3 邻居搜索
2.3 光滑粒子法
2.3.1 基础
2.3.2 动力学
2.3.3 结果和局限性
2.4 具有较大时间步长的不可压缩SPH
2.4.1 预测与校正
2.4.2 实现
2.4.3 结果
2.5 处理
2.6 讨论和延伸阅读
第3章 基于网格的模拟方法
3.1 像素化世界
3.2 数据结构
3.2.1 网格类型
3.2.2 网格系统数据
3.3 微分算子
3.3.1 有限差分
3.3.2 梯度
3.3.3 散度
3.3.4 旋度
3.3.5 拉普拉斯算子
3.4 流体模拟
3.4.1 碰撞处理
3.4.2 对流
3.4.3 重力
3.4.4 黏性力
3.4.5 压力与不可压性
3.5 烟雾模拟
3.5.1 浮力
3.5.2 对流与耗散
3.6 带界面的流体
3.6.1 在网格上定义界面
3.6.2 自由界面流动
3.6.3 结果
3.7 讨论和延伸阅读
第4章 混合求解器
4.1 为什么要混合
4.2 胞中粒子法
4.2.1 从粒子到网格的转换
4.2.2 从网格到粒子的转换
4.2.3 移动粒子
4.2.4 结果
4.3 流体隐式粒子法
4.4 其他方法
4.4.1 粒子水平集法
4.4.2 涡旋粒子法
4.5 讨论和延伸阅读
附录A 基础知识增补
A.1 共轭梯度和预条件共轭梯度的实现
A.2 自适应时间步长
附录B 基于粒子的模拟方法增补
B.1 SPH核函数
B.2 PCISPH推导
附录C 基于网格的模拟方法增补
C.1 网格上的向量与矩阵
C.2 迭代求解器
C.2.1 雅可比方法
C.2.2 高斯-赛德尔方法
C.2.3 共轭梯度法