《一体化计算机辅助设计与分析——原理及软件开发》分为上、下两册。上册内容包括：绪论、有限元方法基本原理（给出了一维到三维各类升阶谱求积单元的形函数及其推导过程）和基于VTK的数据可视化（介绍VTK基础知识、深入探讨VTK底层的架构以及如何基于VTK的框架实现自己的算法）。下册内容包括：计算机辅助几何设计原理（给出一套矩阵计算C++模板库、开发一套NURBS计算的C++代码、介绍曲面求交技术及OCCT的基本原理）和一体化建模与网格生成（介绍基于曲面求交技术、OCCT和Gmsh的一体化建模与网格生成技术）。 本书可作为计算力学、计算机辅助几何设计、计算机图形学、高阶网格生成及相关领域的学者和工程技术人员的参考书籍，也可以作为高校相关专业研究生的教材。

第1章 绪论
1.1 计算机辅助设计与分析无缝融合技术
1.2 有限元方法
1.2.1 概述
1.2.2 升阶谱有限元方法
1.2.3 升阶谱求积元方法
1.3 科学数据可视化
1.4 一体化建模与高阶网格生成
第2章 升阶谱求积元方法
2.1 基本原理
2.1.1 微分求积方法基本原理
2.1.2 升阶谱有限元方法基本原理
2.1.3 升阶谱求积元方法基本原理
2.1.4 小结
2.2 一维结构的升阶谱求积元方法
2.2.1 拉压杆
2.2.2 扭轴
2.2.3 欧拉梁
2.2.4 剪切梁
2.2.5 小结
2.3 平面问题的升阶谱求积元方法
2.3.1 弹性力学平面问题
2.3.2 四边形单元
2.3.3 三角形单元
2.3.4 小结
2.4 剪切板的升阶谱求积元方法
2.4.1 基本方程
2.4.2 剪切板单元
2.4.3 复合材料叠层板单元
2.4.4 黏弹性复合材料叠层板单元
2.4.5 小结
2.5 薄板的升阶谱求积元方法
2.5.1 基本方程
2.5.2 薄板单元
2.5.3 小结
2.6 壳体的升阶谱求积元方法
2.6.1 壳体的几何表示
2.6.2 叠层壳体的分层理论
2.6.3 叠层壳体单元
2.6.4 小结
2.7 三维问题的升阶谱求积元方法
2.7.1 三维弹性力学基本理论
2.7.2 三维升阶谱求积单元
2.7.3 三维高斯-洛巴托积分
2.7.4 单元几何映射
2.7.5 单元组装
2.7.6 有限元离散
2.7.7 小结
第3章 基于VTK的数据可视化
3.1 VTK概述
3.1.1 VTK简介
3.1.2 VTK的编译与安装
3.1.3 学习使用VTK
3.1.4 创建一个简单的VTK程序
3.1.5 小结
3.2 VTK系统概述
3.2.1 系统结构
3.2.2 创建VTK应用程序
3.2.3 小结
3.3 VTK基础概念
3.3.1 一个稍微复杂的VTK程序
3.3.2 vtkActor及相关属性
3.3.3 光照
3.3.4 相机
3.3.5 颜色
3.3.6 坐标系统
3.3.7 小结
3.4 VTK可视化管线
3.4.1 概览
3.4.2 可视化管线
3.4.3 管线拓扑
3.4.4 执行管线
3.4.5 内存和计算平衡（trade-off）
3.4.6 高级可视化管线模型
3.4.7 编程模型
3.4.8 数据接口问题
3.4.9 融会贯通
3.4.10 小结
3.5 VTK基本数据结构
3.5.1 可视化数据的基本特点
3.5.2 vtkDataObject和vtkDataSet
3.5.3 单元类型
3.5.4 属性数据
3.5.5 不同类型的数据集
3.5.6 数据集的存储与表达
3.5.7 小结
3.6 VTK图形处理
3.6.1 vtkPolyData数据生成与显示
3.6.2 基本的图形操作
3.6.3 网格平滑
3.6.4 封闭性检测
3.6.5 连通区域分析
3.6.6 多分辨率处理
3.6.7 表面重建
3.6.8 点云配准
3.6.9 纹理映射
3.6.10 文本与标注
3.6.11 小结
3.7 VTK交互与Widget
3.7.1 观察者/命令模式
3.7.2 交互器样式
3.7.3 VTK Widget
3.7.4 拾取
3.7.5 小结
3.8 VTK数据的读写
3.8.1 Reader与Writer类
3.8.2 场景的导入与导出
3.8.3 小结
3.9 基于ParaView的数据可视化
3.9.1 开发环境搭建
3.9.2 开发方式与开发工具
3.9.3 基于C++的面向对象软件开发
3.9.4 小结
参考文献