随着石油开采技术的发展和国际经济对石油及其衍生品的依赖,海上石油运输量不断上涨。随着石油运输船数量的增加,海上溢油的风险也逐步增大。在溢油事故发生后,采取及时高效的溢油应急方案可以将损失降到最小,这就需要海上应急人员熟悉应急方案,并有较高的业务水平。开展溢油应急演练,不仅可以使应急人员熟悉应急方案,提高业务水平,还可以检验应急方案作用效果,弥补应急方案的缺陷和不足。但是开展实船演习会造成大量资源浪费,且参与受训的人员数量受限。随着虚拟现实技术的发展,仿真培训已经应用于各个行业。将虚拟现实引入到溢油应急训练,具有低成本、安全性高的优点,并且可以灵活设置各种应急场景,大大提高船员溢油应急水平。虚拟溢油应急仿真训练最关键的地方在于为船员呈现具有“真实感海上溢油场景”,本文将对高效、真实地实现海上溢油场景以及实时交互作为研究重点。针对这个问题,本文主要研究工作如下:（1）海上溢油的漂移和扩散三维可视化。通过综合比较当前几种溢油漂移扩散可视化算法,整合出一个适用于复杂海洋环境的溢油漂移扩散可视化算法;再通过基于二维网格解算NS方程的方法,实现较大时间步长下的溢油三维稳定模拟;最后实现对溢油运动实时合理地仿真。（2）海上溢油与围油栏之间的交互三维可视化。首先通过PBD方法对围油栏的拖拽运动进行仿真,并对围油栏海面浮动仿真,使其运动具有科学性;再通过拖船对围油栏进行布放,使围油栏充当溢油扩散的“边界”,当溢油与围油栏接触时,改变溢油的运动轨迹,使溢油不越过围油栏,完成对溢油的拦截仿真。（3）基于UE4的海上溢油应急场景集成。通过UE4实现溢油场景的搭建,场景中需要对天空与海洋进行渲染,以及导入拖轮、围油栏等物体。同时对海洋模型进行修改优化实现油膜与海浪同步浮动,模拟真实溢油场景,为操作人员提供沉浸式应急演习环境。本文研究实现的海上溢油应急仿真系统运行流畅,效果比较真实,操作简单易行,能够对船舶与海面溢油交互现象的仿真,基本满足溢油应急操作人员简单技能训练的需求。