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内容简介

　　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现代水利水电工程精细化设计提供了重要解决方案，为传统方法提供了有力补充。ANSYSProducts有限元软件在水利水电工程的应用和研究中所起的作用越来越重要。
　　《ANSYS Products有限元软件及其在水利水电工程中仿真应用/普通高等教育“十二五”规划教材》介绍到的专业基础包括：结构分析基础、水力学及其计算流体力学、热力学、岩土力学、水工建筑物、钢结构、渗流力学、旋转机械、工程施工、建模方法、数值计算方法与有限元仿真技术等。
　　《ANSYS Products有限元软件及其在水利水电工程中仿真应用/普通高等教育“十二五”规划教材》中主要模拟研究对象包括：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（水轮机组流道、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；成果主要集中在水工水力学流场分析、结构有限元分析、热力学分析、流一固耦合有限元和热一固耦合核心问题上。
　　《ANSYS Products有限元软件及其在水利水电工程中仿真应用/普通高等教育“十二五”规划教材》可以作为水利专业的研究生和本科生教材，也适用于ANSYSProducts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用作参考书，还可以作为工程技术人员的学习材料。

目录

第1章 水利水电工程模拟仿真基础
1.1 水利水电工程数学模型基础
1.2 水利水电工程模型的特点
1.3 水利水电工程建模的思维导向和原则
1.3.1 水利水电工程建模的思维导向
1.3.2 水利水电工程建模遵循的原则
1.4 建立水利水电工程模型的一般步骤和建模方法
1.4.1 建立水利水电工程模型的一般步骤
1.4.2 水利水电工程模型建模方法
1.5 水利水电工程数值模拟复杂度简介
1.6 水利水电工程几何建模的经验
1.6.1 建模过程中要养成好习惯
1.6.2 掌握几种几何建模平台
1.6.3 养成坚持不放弃的精神
1.6.4 建模实践过程中要总结建模方法
1.7 水利水电工程仿真模型选择的建议
1.8 水利水电工程仿真建模实例
1.8.1 选择建模思维导向
1.8.2 分析研究目的
1.8.3 分析模型主要因素
1.8.4 编制建模整体框架’
1.8.5 泥石流运动机理子系统研究
1.8.6 推导控制方程和定解条件
1.9 有限元方法简介
1.9.1 有限元基本理论简介
1.9.2 水利工程中的有限元分析建议
1.1 0ANSYS Products简介
1.1 0.1 经典ANSYs简介
1.1 0.2 ANSYS Workbenchl2.1 简介
1.1 0.3 ANSYS ICEM简介
1.1 0.4 ANSYS CFX简介
1.1 0.5 A.NSYs F1uent简介

第2章 水工结构中的常用结构单元模拟
2.1 水工二维结构模拟
2.1.1 梁单元BEAM3简介
2.1.2 分析实例概述
2.1.3 ANSYS的分析二维梁结构
2.2 水工三维框架梁结构仿真
2.2.1 梁单元BEAMl88简介
2.2.2 分析对象简述
2.2.3 ANSYS的分析框架梁结构
2.3 水工三维壳体结构仿真单元SHELL，63
2.3.1 壳体单元sHEu，63简介
2.3.2 分析实例概述
2.3.3 ANSYS分析壳体结构

第3章 基于AN-SYS及ANSYS Workbench平台水工钢结构仿真
3.1 水利工程中桁架模态仿真分析
3.1.1 桁架结构简介
3.1.2 模态分析基础
3.1.3 分析实例概述
3.1.4 基于ANSYs Workbench模态仿真实现过程
3.1.5 基于ANSYS平台桁架模态仿真实现过程
3.2 水工弧形闸门有限元分析
3.2.1 水库弧形闸门基础
3.2.2 分析对象简介
3.2.3 基于ANsYs Workbench平台闸门静力学分析
3.2.4 基于ANSYS和ANSYS workbench平台弧形闸门瞬态响应分析模拟
3.3 引水式水电站有压引水系统动态仿真
3.3.1 有压引水系统、调压室（井）及其压力钢管简介
3.3.2 流固耦合仿真简介
3.3.3 分析对象简介
……

第4章 水工地质及边坡工程数值模拟
第5章 水工隧洞施工及运行的ANSYS模拟
第6章 重力坝的施工及运行ANSYS模拟
第7章 基于ANSYS重力坝的弹性模拟仿真
第8章 ANSYS平台下重力坝模态响应分析及其抗震性能模拟
第9章 汛期重力坝泄水过程与结构稳定校核仿真
第10章 基于ANSYS Workbench/CFX平台渡槽结构仿真及其耦合分析
第11章 基于ANSYS CFX平台带消能池的多股消能数值模拟分析
第12章 水轮机整机全流道CFD计算仿真
第13章 基于ANSYS Fluent平台下尾水管内流场仿真分析
第14章 混凝土拱坝热固耦合仿真分析
第15章 基于ANSYS Workbench和CFX平台水电站厂房通风仿真
第16章 基于ANSYS经典平台模拟地下水渗流仿真
第17章 坝后式水电站输水系统基于双向流固耦合的分析模拟
第18章 水电站建筑结构综合仿真分析
第19章 ANSYS在水里水电工程上的二次开发及应用
参考文献

精彩书摘

　　4。多学科交渗透系统性
　　水利水电工程模型的本质就是描述水利工程本身的系统规律、状态，揭示水利工程学科发展结构、工程功能和发展规律，说明水利工程的发展趋势，模拟水利工程运行机制。由于水利水电工程涉及的学科比较多，约束的物理边界比较复杂，因此该学科在理论层面的数学规律比较多，存在很大的差异性，且又归于一个完整的系统状态，建立模型的过程就应该全面考虑，采用分解与合并两种手段，将多学科交渗透系统问题进行合理、科学的简化，创建具有目的各异、形式多样的模型。主要表现在3个方面：
　　（1）从不同的学科层面上认识问题、剖析问题以及最终解决问题，更好地揭示水利水电工程内在发展机制和变化演变规律。
　　（2）利用各种可靠的工具和方法建立各种模型，以达到研究水利水电工程本质的目的。
　　（3）水利水电工程模型综合研究的功能。如果将水利水电工程看成一个系统工程，该系统由多个复杂的子系统构成，多要素、多参数在多尺度、多时空相互作用构成的复杂功能系统，在此基础上建立的模型决定了模型的综合应用的功能。科学研究表明越是复杂的系统，越要发挥模型的优势作用，只有通过模型的合理建立、应用、修正，才能更好地理解、认识和解决好综合性的问题。实际上这个过程就是利用多学科的渗透交叉的方法去研究水利水电工程系统。
　　5．模型专用性
　　水利水电工程模型建立过程是对其抽象简化的过程，模型的基本特征是由其研究目的决定的。水利工程本身研究领域比较广泛，从材料介质上包含多种材料：从力学性能上分为线性，非线性；从材料构成上为混凝土、岩石和土体等；从化学成分上分为金属和非金属；从存在形态上分为气体、流体和固体；从研究的假定上分为连续介质和多孔介质等；研究领域包含各种力学、地质地貌学、岩土工程、流体传动、能量传动传递、水文、气候等，甚至各个学科之间作用影响、相互交叉，所以针对不同的研究目的，模型也是不同的，有自身的功能目的性。例如同是坡面降雨，若研究汇流问题，主要考虑水量而建立汇流模型；若研究降雨对坡面的打击作用，将建立雨水对土体的侵蚀作用模型。再如对水电站而言，若研究机组内水与机组之间的问题，主要建立流体流动与机组过流部件之间的作用耦合关系模型；若研究蜗壳周边的混凝土破坏问题，则主要建立的模型是动水压力作用下混凝土破坏机理模型。
　　1．3水利水电工程建模的思维导向和原则
　　随着社会的发展，解决工程问题的方法、计算机软硬件、数学方法等手段的不断革新，加之水利水电工程学科的发展应用，都会对水利水电工程模型有深远的推动作用。但是，模型的准确性和应用的成效性在一定程度上取决于建模人员对水利水电工程学科的认识深度和概括能力，而这一切均表现出建模人员的建模思维导向和原则。
　　1．3．1水利水电工程建模的思维导向
　　建模的导向归纳起来有3种，即：问题导向思维模式、模式导向思维模式和方法导向思维模式。
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前言/序言

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