随着计算机图形学和多媒体技术的快速发展，基于虚拟现实的仿真系统在教育、游戏、油田、医学等领域有着十分广泛的应用。结合油田的需要，虚拟现实技术可以应用到油田井喷起火、灭火的仿真系统中。如要将火灾现场进行虚拟再现，对系统中的火、烟、水等物体的实时高效模拟是一个关键的环节。随着GPU计算能力的不断提高，把GPU的并行计算、像素处理、可编程等特性应用到系统中，可以提高系统效率并增强画面的真实感。本文首先对火焰和GPU的研究现状进行了阐述，然后对可编程GPU的图形流水线、GPU通用计算等做了详细的介绍。从油田井喷起火灭火两个大的方面出发实现基于GPU的油田井喷起火与事故处理仿真，重点研究了以下问题：1.从提高油田井喷起火、灭火系统的视觉效果和运行速率出发，完成了系统中重要物体火焰的模拟。介绍火焰模拟的设计过程，用基于物理的方法实现火焰的模拟，并确定了火焰的物理模型，然后完成火焰的可视化。在模拟过程中，利用GPU的可编程性、并行性完成物理方程的求解，并用基于GPU的粒子系统的方法实现火焰可视化，提高整个系统的运行效率和真实感。2.针对油田井喷起火的危害及特点，根据井喷起火的灭火方法和灭火作业程序，确定本文所用的灭火方法并选用适合的灭火剂，进而选择基于GPU的粒子系统的方法实现灭火剂和烟的模拟。利用碰撞检来测检测灭火剂与火的接触，火焰粒子的参数根据检测的结果不断变化，这样就可以表现火苗的动态变化，最后完成油田井喷起火的灭火模拟。