随着我国经济的不断发展，我国城市用水需求急剧增长，但是我国人均水资源稀少、时空分布不均匀，由此带来的水资源供需矛盾日益加大。为缓解水资源供需矛盾，我国开始修建了许多长距离给水管路系统工程。这些管路系统工程在正常运行时，由于某种外部因素的突然激励，管路系统内部有可能产生水锤效应。水锤效应可以给整个管路系统或是管路系统的某个局部带来不同程度的冲击，严重的有可能带来工程事故。为了对给水管路系统的水锤效应（特殊的水力过渡过程）进行全面的分析和预测，为了准确捕捉给水管路系统发生水锤效应时管内壁的压力分布，从而准确计算给水管路系统在水锤冲击下的结构瞬态响应特性，本文基于特征线法和计算流体动力学（CFD）方法分别对给水管路系统进行了一维水锤和三维水锤的数值模拟研究，主要的工作和结论有：对比Ghidaoui等学者所做的三组实验，验证本文进行一维水锤数值计算方法的可行性和有效性；建立包括泵、阀门、管路元件的整个给水管路系统仿真模型，进行了一维水锤的数值计算研究，包括了三种不同关阀工况下的一维水锤研究，通过分析研究成果给工业给水管路系统提出了合理的关阀方案；建立管路系统分段后的母管、各支管有限元三维模型，利用CFD方法对各模型进行三维水锤数值计算，并对比分析一维水锤和三维水锤结果，发现直管部分同一点处一三维情况下的水锤压力波曲线吻合很好，结果表明三维水锤的计算能准确的反映出水锤发生瞬间管路内部压力的跃升，能准确的反映水锤波的衰减过程，并且能准确捕捉管路在水锤效应下管路内部的流场特性，特别是管内壁的压力分布；本文最后研究了管路结构在三维水锤效应冲击下的动态响应特性，先通过“表面效应单元”分段提取三维水锤计算所得的每段管路内壁压力时间历程，经“整合”后再用于整体有限元瞬态响应计算，结果表明管路系统在水锤冲击下的危险区域集中分布在母管与支管相连的各三通处和管路系统的各个弯头处，并发现管壁应力波随时间发生周期性变化的规律与水锤波的传播特性有着紧密的联系。本文对于水锤的研究工作对于工业给水管路系统的设计和维护运行都有一定的指导意义。