前言

随着国民经济的发展和清洁能源需求的增加，水利水电工程正在迅猛发展，其发展趋势是不断地大型化与复杂化，工程的设计计算、施工建设和运行管理难度愈来愈大。如今高速发展的计算机科学、先进的设计方法和精细的数值仿真为水利水电工程解决这些困难提供了重要方案，为传统方法提供了有力的帮助。完全依靠传统的设计计算方法去得到更为精确的分析结果的可能性愈来愈小，且数值仿真在一定程度上逐步成为重要的分析和研究的重要手段。本书基于ANSYS Products有限元软件能在水利水电工程中普及应用而编写的。

本书在编写过程中充分考虑了ANSYS Products软件在水利水电工程应用的客观性、系统性和实用性，注重软件功能的介绍的同时，加强水利水电工程学科的设计方法和仿真理论的引导培养。力求将软件的适用性、仿真的合理性和工程的客观性融为一体，内容上尽量做到“面要宽，点要实”，既努力做到概念明确、思路清晰，且遵循由易到难，循序渐进的原则，为读者自学或课堂讲授学习提供选择。模拟研究对象主要包括：水工地质及边坡工程、水利枢纽重要建筑物（重力坝、土石坝和拱坝）、水电站建筑物和机组及其输水建筑物或结构（机组流道、输水结构、水工隧洞、渡槽、尾水流道）、泄水及其消能建筑物（泄水构筑物、取水结构、消力池）、水工钢结构（厂房网架、钢闸门、压力钢管）等；主要内容介绍包括结构分析基础、计算流体力学、热力学、岩土力学、钢结构、渗流力学、旋转机械等。全书共计19章，共八部分，第一部分为水利水电工程模拟仿真基础及软件介绍：第二部分为水工地质及边坡工程仿真；第三部分为水工结构工程（包括建筑物工程和结构钢结构工程）仿真；第四部分为水工水力学与渗流仿真；第五部分为水工结构与热力学仿真；第六部分为水电站与水力机械仿真；第七部分为流固与热固耦合分析；第八部分为参数化建模与二次开发仿真。各章采用模块式设计，其基本构架模式为：本章摘要→阅读指南→理论基础→模拟对象介绍→仿真分析实现过程讲解。

本书由兰州理工大学副校长李仁年教授规划、审稿。由兰州理工大学能源与动力工程学院水利水电工程系龚成勇和流体机械及工程系李琪飞编著。主要参编人员：赵廷红、韩伟、何香如、张钊、侯慧敏、李桂花、侯燕军。本书的编著得到能源与动力工程学院教师的大力支持，水利水电工程系全系教师的鼎力帮助。编写过程中引用了一些相关资料，对其作者深表谢意。同时对中国水利水电出版社武丽丽主任和李晔韬编辑对本书的出版付出的辛苦表示感谢。

本书可以作为水利专业的研究生和本科生教材，也适用于ANSYS Protucts软件的使用者以及水利工程相关领域科研人员、设计人员和工程管理人员作为参考资料，还可作为工程技术人员的学习材料。

本书网站：http：//nengdong.lut.cn/nengdongzizhan/ANSYS-book/

由于编者学识和水平有限，书中难免有错误和不妥之处，望读者批评指正。

编者

2014年8月于兰州理工大学