管网作为水资源运输的重要载体对于在当今社会的发展扮演着十分重要的角色,准确的模拟管网中的水力要素对管网的合理规划和准确设计有着非常重要的意义。首先,本文针对非恒定管网水流可能同时存在一维明渠流和有压管流两种状态,难于区分求解的问题,根据刚性管可压缩流假设和有压管流压力波的定义,对有压管流的连续方程进行变形,使两组状态的控制方程在形式上具有一致性。建立统一的一维非恒定管网水流模型,便于数值求解。其次,通过对现有的一维非恒定流数值求解方法比较,并且针对管网系统本身结构的特点,采取交错网格半隐式有限差分法对管网进行离散求解。把流量变量和管段形状定义在单元中心,水头或水位变量定义在单元结点;求解采用半隐式的方法,增加了格式的稳定性;模型运动方程的对流项采用迎风处理,可适应复杂的水流变化;迭代求解方程的系数矩阵采用一维紧密式存储,可以节省存储空间,提高计算效率,适应大型的模拟计算。然后,通过管道水击、有压管网恒定流、明满流交替等算例对模型进行了验证,并将模型成功应用到断面形状和连接关系更加复杂的珠江河网的模拟当中,验证和模拟的结果说明本模型的具有良好的稳定性和较高的计算效率。最后,本文针对管网的水力计算开发了基于OpenGL的流体力学可视化软件,通过对直管的各个面进行线性近似,划分三角形网格,建立直管模型,模型颜色按等值线划分区域进行填充。对直管进行装配,建立了三维空间管网动画模型。并且利用计算机图形学技术,实现了模型缩放、平移、自由旋转等动态显示功能。