本书是一本全面系统论述基于数值模拟的设计理论与方法的专著。在机械装备设计开发中往往涉及结构复杂、工况极端、大规模计算、多功能需求和参数不确定等难点，这导致基于数值模拟的设计在精度、效率、功能和可靠性等方面难以得到保证。围绕这些关键共性技术难题，本书深入系统地阐述了集反求建模、快速分析、工程优化和不确定性评价为一体的先进设计基础理论与方法体系。全书共十三章，内容主要包括基于计算反求的高精度数值模拟的建模方法、基于代理模型和缩减基法的结构快速分析方法、满足多功能需求的多目标优化设计方法、基于区间模型的不确定性分析和优化设计方法。