本书内容包括河道水力学、水电站水力过渡过程和水工水力学三部分。

第一篇介绍了明渠非恒定流运动的基本理论及其简化方程形式、差分解法、特征线解法、复式断面特性与阻力规律、天然河道恒定流水面线计算、间断水面线处理、工程应用算例等；第二篇概述了水电站水力过渡过程的起因、研究内容、控制标准及计算条件，详细介绍了控制方程、特征线解法与边界条件、大小波动及水力干扰过程、模型验证与工程算例、调压室特性等，并附有部分子程序和计算框图。第三篇为水工水力学，简述了Fluent软件的基本方程和泄水工程常用的初始边界条件、几何建模与网格划分、自由水面跟踪、恒定非恒定流算法等，案例包含了水利工程中的溢洪道、泄洪闸、底孔、锥形阀、旋流泄洪洞、宽尾墩台阶溢洪道、掺气水流等。

本书着重介绍了水利水电工程建设中遇到的水力学问题，内容涉及河道水力学、水电站水力过渡过程、水工水力学三部分，详细论述了水流运动的基本方程以及与之对应的初始边界条件、数值分析方法、程序结构设计、实际工程应用举例及其可视化等。

本书理论严谨、叙述简捷、图文并茂、实用性强，可供从事工程水力学科研、设计人员使用，也可供高校相关专业师生参考阅读。

前言

第1章 数值仿真绪论

 1.1 水力学研究的传统方法

 1.2 什么是数值仿真

 1.3 数值仿真的意义

第一篇 河道水力学

第2章 明渠非恒定流运动基本方程

 2.1 明渠非恒定流基本假设

 2.2 明渠非恒定流方程积分形式

 2.3 明渠非恒定流方程微分形式

 2.4 附属关系

第3章 明渠非恒定流运动特征线解法

 3.1 特征线法的物理意义

 3.2 特征线法离散方程

 3.3 代数方程系数的确定

 3.4 边界条件

 3.5 初始条件

 3.6 模型验证

 3.7 水电站长引水渠道水力设计算例

第4章 明渠非恒定流运动有限差分解法

 4.1 有限差分法的基本概念

 4.2 常用差分格式及其方程离散

 4.3 双扫描法求解方法

第5章 非恒定悬移质不平衡输沙

 5.1 非恒定不平衡输沙基本方程

 5.2 含沙量时空分布计算方法

 5.3 非均匀沙的不平衡输沙

 5.4 工程应用实例

第6章 明渠非恒定流方程的简化

 6.1 明渠非恒定流方程简化的意义

 6.2 河道洪水演进

 6.3 明渠恒定均匀流

 6.4 明渠恒定非均匀流（天然河道水面线）及其解法

 6.5 水库（沉沙池）溯源冲刷

第二篇 水电站水力过渡过程

第7章 水力过渡过程概述

 7.1 水力过渡过程的概念

 7.2 水力过渡过程研究目的和内容

 7.3 水力过渡过程控制标准

 7.4 水力过渡过程计算条件

 7.5 几个名词定义

 7.6 调压室尺寸与涌浪

 7.7 调压室流态及流速分布

 7.8 导叶启闭时间Ts及机组GD2值选择

 7.9 蜗壳内水压力、机组流量、转速及其过程线、隧洞压力分布

 7.10 调速器的稳定参数

 7.11 小波动、水力干扰下的动态品质

第8章 水力过渡过程控制方程

 8.1 管道瞬变流方程

 8.2 调压室方程

 8.3 水轮机过流量、功率与转速关系

 8.4 调速器方程

 8.5 恒定流方程

 8.6 水轮机调节方式

第9章 特征线解法与边界条件

 9.1 特征线方程的推导

 9.2 外部边界条件

 9.3 内部边界条件

 9.4 管段划分原则

第10章 模型验证与工程算例

 10.1 模型验证

 10.2 工程算例

 10.3 几点体会

第11章 调压室

 11.1 调压室的功能、要求及设置条件

 11.2 调压室的基本布置方式及类型

 11.3 调压室水位波动的差分解法

 11.4 调压室水位波动的稳定性

第三篇 水工水力学

第12章 Fluent软件基本方程与初边条件

 12.1 基本方程

 12.2 泄水工程常用的边界条件

 12.3 几何建模与网格划分

 12.4 初始条件

 12.5 恒定与非恒定流算法

 12.6 自由水面跟踪

 12.7 壁面粗糙度定义

 12.8 计算步骤

第13章 工程应用举例

 13.1 积石峡溢洪道工程

 13.2 班多泄水闸工程

 13.3 拉西瓦底孔工程

 13.4 锥形阀消能工

 13.5 水平旋流泄洪洞

 13.6 其培拱坝表孔工程

第14章 宽尾墩十台阶坝面+消力池联合消能工

 14.1 枢纽概况

 14.2 几何模型建立

 14.3 网格划分

 14.4 计算成果

第15章 掺气水流模拟

 15.1 掺气水流数值仿真研究内容与模型选择

 15.2 建模与网格划分

 15.3 欧拉模型简介

 15.4 压力计算成果

 15.5 掺气水流模拟

 15.5 Fluent软件使用经验点滴

附录 水力过渡过程参考子程序

参考文献