数值仿真技术在长输管道阴极保护中的应用进展 被引量：14

1

作者 张玉志 王玉梅 +2 位作者 刘玲莉 钱成文 张丰 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2011年第12期969-971,共3页

数值仿真技术在油气管道阴极保护的设计和运行优化中发挥着越来越重要的作用。本文介绍了油气管道数值仿真技术常用的数学模型,并对基于有限元和边界元方法的数值仿真技术在国内外长输管道阴极保护中的应用情况进行了介绍。

关键词 管道 阴极保护 数值仿真 有限元 边界元

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电化学加工阴极设计边界调整法 被引量：4

2

作者 唐兴伦 张之敬 宁汝新 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期106-109,共4页

针对电化学加工阴极设计这一有势场 Laplace逆问题 ,给出了一种阴极设计方法——阴极边界调整法。该方法在假设阴极边界已知的情况下 ,采用有限元计算获得阳极边界电场分布 ,并求与实际阳极电场分布间的方差和。若此方差和在规定的误差... 针对电化学加工阴极设计这一有势场 Laplace逆问题 ,给出了一种阴极设计方法——阴极边界调整法。该方法在假设阴极边界已知的情况下 ,采用有限元计算获得阳极边界电场分布 ,并求与实际阳极电场分布间的方差和。若此方差和在规定的误差范围内 ,则此时对应的假设阴极边界即为所求阴极边界。否则 ,调整阴极边界进行迭代计算 ,直到方差和满足要求为止。计算和实验结果表明 ,阴极边界调整法收敛性较好 ,迭代次数适当 ,能满足设计要求。 展开更多

关键词 电化学加工 阴极设计 有限元法 阴极边界调整

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一种计算轴对称磁场的边界元-有限元混合法的研究 被引量：1

3

作者 金伟其 周立伟 +1 位作者 倪国强 方二伦 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1991年第4期37-44,共8页

由静磁场的基本方程和有限元的原理出发,研究了一种新的计算带非饱和磁介质轴对称磁场的边界元-有限元混合法,编制了计算电磁聚焦成象系统聚焦磁场的程序。这种方法解决了单纯使用有限元法的边界封闭问题,为成象系统及其它磁透镜的工程... 由静磁场的基本方程和有限元的原理出发,研究了一种新的计算带非饱和磁介质轴对称磁场的边界元-有限元混合法,编制了计算电磁聚焦成象系统聚焦磁场的程序。这种方法解决了单纯使用有限元法的边界封闭问题,为成象系统及其它磁透镜的工程设计提供了一种有效方法。 展开更多

关键词 电磁聚集成像系统 轴对称磁场 静磁场 磁透镜 光电成象器件 边界元-有限元混合法 计算

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区域性阴极保护电位分布算法的改进 被引量：16

4

作者 吴中元 梁旭巍 +1 位作者 孟宪级 白丽萍 《天津纺织工学院学报》 北大核心 1997年第4期61-64,共4页

用边界元法求解区域性阴极保护的电位分布时步骤复杂，工作量很大．采用特殊的柱面单元及算法计算油井套管表面的电位分布，节约了机时，缩短了计算周期．这一方法可以用于油井套管阴极保护系统的设计．

关键词 油井套管 阴极保护 边界元法 油田 区域性保护

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海水中A3钢样阴极保护电化学场的二维有限元计算 被引量：4

5

作者 王在峰 孙虎元 孙立娟 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期38-42,共5页

有限元法已被证明是计算阴极保护场中电位、电流密度分布的有效方法。作者建立了二维的有限元数学模型,并讨论了模型中电化学场的非线性边界条件的处理和非线性方程组的迭代法解法。用构建的模型对简单的阴极保护模拟体系进行了分析,得... 有限元法已被证明是计算阴极保护场中电位、电流密度分布的有效方法。作者建立了二维的有限元数学模型,并讨论了模型中电化学场的非线性边界条件的处理和非线性方程组的迭代法解法。用构建的模型对简单的阴极保护模拟体系进行了分析,得出了较合理的结果。 展开更多

关键词 有限元 阴极保护 非线性边界条件 迭代法

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船体压载舱牺牲阳极阴极保护的数值模拟 被引量：5

6

作者 马桂君 刘福国 +2 位作者 王伊诺 王长军 薛伟航 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2014年第3期257-260,共4页

数值模拟计算技术是研究牺牲阳极阴极保护效果的有效手段,采用边界元数值模拟分析软件对船体压载舱牺牲阳极阴极保护进行了数值模拟分析。结果表明,根据常规牺牲阳极设计,常规数值计算压载舱内表面电位范围稍宽(即-800^-1 100mV,相对Ag/... 数值模拟计算技术是研究牺牲阳极阴极保护效果的有效手段,采用边界元数值模拟分析软件对船体压载舱牺牲阳极阴极保护进行了数值模拟分析。结果表明,根据常规牺牲阳极设计,常规数值计算压载舱内表面电位范围稍宽(即-800^-1 100mV,相对Ag/AgCl参比电极,下同),通过调整牺牲阳极位置,表面保护电位范围收窄(即-890^-1 110mV),保护效果变好。 展开更多

关键词 压载舱 阴极保护 数值模拟 边界元法

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土壤电阻率和阳极埋设方式对长输管线阴极保护电位分布的影响 被引量：6

7

作者 李自力 崔淦 +1 位作者 尚兴彬 刘妍 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2013年第7期566-568,572,共4页

为了研究土壤电阻率和阳极埋设方式对长输管线阴极保护电位分布的影响,建立了长输管线阴极保护的简单物理模型,利用边界元算法的管单元法建立相应的数学模型,采用Matlab编程进行模拟求解。首先设计试验验证模拟结果的正确性,然后分别设... 为了研究土壤电阻率和阳极埋设方式对长输管线阴极保护电位分布的影响,建立了长输管线阴极保护的简单物理模型,利用边界元算法的管单元法建立相应的数学模型,采用Matlab编程进行模拟求解。首先设计试验验证模拟结果的正确性,然后分别设定了不等的电阻率以及不同的阳极埋设方式进行模拟计算。结果表明,不同的土壤电阻率和不同的阳极埋设方式均会对长输管线阴极保护电位的分布产生很大影响。 展开更多

关键词 土壤电阻率 阳极埋设方式 阴极保护电位 边界元法

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基于边界元法的站场阴极保护数值模拟软件设计与开发 被引量：6

8

作者 廖柯熹 马晓磊 +3 位作者 张中放 周卫军 张瑶 任驰远 《腐蚀与防护》 北大核心 2017年第7期551-556,共6页

边界元法在阴极保护电位分布计算方面有着明显的优势,采用边界元法对数值模型边界进行离散,计算节点少,计算速率快。站场阴极保护数值模拟软件基于边界元法对站场阴极保护电位分布进行计算,得到可视化结果,通过该结果可以发现屏蔽和干... 边界元法在阴极保护电位分布计算方面有着明显的优势,采用边界元法对数值模型边界进行离散,计算节点少,计算速率快。站场阴极保护数值模拟软件基于边界元法对站场阴极保护电位分布进行计算,得到可视化结果,通过该结果可以发现屏蔽和干扰位置,对辅助阳极位置进行优化,从而解决站场阴极保护系统腐蚀区域不能预测的困难,使站场阴极保护系统工程更加合理有效。 展开更多

关键词 边界元法 站场 阴极保护 电位分布模拟

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海运石脑油储罐水相区阴极保护电场的数值模拟 被引量：6

9

作者 齐建涛 李焰 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期79-84,共6页

采用边界元方法对石脑油储罐罐底水相区的阴极保护系统设计方案进行了数值模拟。结果表明,传统设计方案中电场参数分布不均匀、过保护现象明显;通过适当减少牺牲阳极数量并调整其布设位置,可对其阴极保护设计进行优化,过保护现象明显减... 采用边界元方法对石脑油储罐罐底水相区的阴极保护系统设计方案进行了数值模拟。结果表明,传统设计方案中电场参数分布不均匀、过保护现象明显;通过适当减少牺牲阳极数量并调整其布设位置,可对其阴极保护设计进行优化,过保护现象明显减小,且电位和电流密度分布也更为均匀。 展开更多

关键词 石脑油储罐 阴极保护 边界元

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海泥环境中阴极保护的边界元计算 被引量：1

10

作者 王秀通 侯保荣 李焰 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第12期62-64,共3页

根据阴极保护的特点,建立了用于数值计算的模型;采用边界元方法对海泥介质中的阴极保护系统进行了计算,获得了海泥中钢管表面以及海泥介质内部的电位分布。将计算的结果与测量的数据进行比较,两者具有较好的一致性。

关键词 阴极保护 边界元 海泥

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泵喷推进型潜艇电场防护效果与阴极保护性能分析 被引量：1

11

作者 柳懿 唐炜豪 +2 位作者 王向军 汪石川 胡育诚 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期215-223,共9页

为探究泵喷推进型潜艇在电场防护和外加电流阴极保护这两种典型工作形态下的防护效果,采用边界元法建立了此型潜艇的腐蚀相关静电场模型,仿真分析了导流罩和导叶对电场防护与阴极保护效能的影响。结果表明:相较于传统推进方式,泵喷推进... 为探究泵喷推进型潜艇在电场防护和外加电流阴极保护这两种典型工作形态下的防护效果,采用边界元法建立了此型潜艇的腐蚀相关静电场模型,仿真分析了导流罩和导叶对电场防护与阴极保护效能的影响。结果表明:相较于传统推进方式,泵喷推进型潜艇在海水中电场峰峰值降低了约38%,且其仅需约50%的电流值便能达到更优的电场防护效果。此外,不论阴极保护过程中整艇涂层是否完好,泵喷推进装置处的电场峰值均有一定程度的降低,这表明泵喷推进装置具有更好的电场隐身性能;然而在对泵喷推进型潜艇外加电流阴极保护的过程中,只能在船身和大轴处达到较好的保护效果,其导流罩内部的叶轮和导叶难以达到保护电位,处于欠保护状态,局部腐蚀防护仍需加强。 展开更多

关键词 泵喷推进 潜艇隐身 电场防护 阴极保护 边界元法

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多因素影响下管道阴保IR降的计算方法 被引量：3

12

作者 杨超 韩庆 +3 位作者 王艺璇 王芫芫 刘延峰 鞠梓宸 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期58-62,共5页

通过边界元法,研究了不同因素下单条管线IR降的变化规律,并建立了多因素影响下管道IR降计算方法。结果表明:建立的数学模型计算得到的IR降与实测值最大误差为-6.38%,能够满足工程应用的需求。

关键词 IR降 数值模拟 阴极保护 断电电位 边界元法

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船舶水下电场数值模拟

13

作者 谭浩 蒋治国 陈聪 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第8期60-63,共4页

为使教学中的可视化程度进一步加强,采用边界元分析软件BEASY对船舶在海水中由腐蚀产生的水下电场进行数值模拟分析,计算了船体在自然腐蚀和外加电流保护下两种状态下的船身电位分布和船体下方的电场分布。结果表明,对阴极保护系统的输... 为使教学中的可视化程度进一步加强,采用边界元分析软件BEASY对船舶在海水中由腐蚀产生的水下电场进行数值模拟分析,计算了船体在自然腐蚀和外加电流保护下两种状态下的船身电位分布和船体下方的电场分布。结果表明,对阴极保护系统的输出电流进行调控,能够对船身的腐蚀状况和水下电场信号的强度和分布产生影响,在合理设置的情况下能够抑制船身的腐蚀并减小水下的信号特征,采用beasy对船舶水下电场进行数值模拟能够使参数的调节更加直观,使得计算结果能够即时地跟随参数的变化而变化,有助于增强学生对船舶水下电场的认识和理论水平。 展开更多

关键词 水下电场 边界元法 腐蚀电位 阴极保护 数值模拟

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温度对舰船阴极保护和腐蚀静电场的影响 被引量：10

14

作者 徐庆林 王向军 +2 位作者 张建春 刘春阳 苗海 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期182-189,共8页

海水中氧溶解量和海水电导率是影响海水腐蚀性能的重要因素,而这两个因素主要取决于海水的盐度和温度。采用边界元法建立舰船外加电流阴极保护和腐蚀静电场模型,研究不同海水温度下氧溶解量、电导率及氧的扩散系数对舰船腐蚀防腐静电场... 海水中氧溶解量和海水电导率是影响海水腐蚀性能的重要因素,而这两个因素主要取决于海水的盐度和温度。采用边界元法建立舰船外加电流阴极保护和腐蚀静电场模型,研究不同海水温度下氧溶解量、电导率及氧的扩散系数对舰船腐蚀防腐静电场的影响。结果表明,腐蚀电场峰值随着温度的升高而减小,当两对阳极输出电流分别为13.5A和8A时,船体和舵在低温处于过保护状态而在高温处于欠保护状态,螺旋桨和轴在不同温度下均能得到较好的保护。 展开更多

关键词 海水温度 舰船 阴极保护 表面电位 腐蚀电场 边界元法

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数值模拟在阴极保护中的应用进展 被引量：11

15

作者 韩守志 杜敏 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期74-81,共8页

阴极保护是控制金属构件腐蚀的有效方法之一.随着阴极保护以及计算机技术的发展,数值模型在阴极保护体系设计和优化过程中得到了越来越广泛的应用.本文介绍了3种数值模型计算方法及有限元计算过程中边界条件的处理,综述了数值模型计算... 阴极保护是控制金属构件腐蚀的有效方法之一.随着阴极保护以及计算机技术的发展,数值模型在阴极保护体系设计和优化过程中得到了越来越广泛的应用.本文介绍了3种数值模型计算方法及有限元计算过程中边界条件的处理,综述了数值模型计算的发展现状以及面临的问题,阐述了有限元法和边界元法的优缺点.对比分析发现:边界元法可以使整个问题的维度降低一维,减少了计算量,提高精度,简化了建模过程.有限元法要求区域是有界的,可以对阴极保护体系进行三维分析,但计算量较大.边界元法适用于无限域、半无限域问题,有限元法的剖分灵活,更加适用于边界复杂以及求解域内电位场分布变化比较大的体系.在实际应用过程中,如何根据实际情况合理地采用有限元和边界元相结合的方法,发挥两种方法各自优点是阴极保护数值优化技术今后的一个发展方向. 展开更多

关键词 阴极保护 数值模拟 有限元 边界元 边界条件

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边界元方法计算牺牲阳极的接水电阻 被引量：2

16

作者 吴建华 孙明先 +4 位作者 刘光洲 陈光章 吴琼 金在律 郑云龙 《电化学》 CAS CSCD 1997年第4期383-388,共6页

本文在建立了阴极保护电位场数学模型的基础上，以边界元方法模拟牺牲阳极与低碳钢直接偶合时牺牲阳极的工作状态．码头模拟试验表明，本文采用的边界元方法可以准确计算牺牲阳极的发生电流及接水电阻，可为阴极保护设计提供准确的设计... 本文在建立了阴极保护电位场数学模型的基础上，以边界元方法模拟牺牲阳极与低碳钢直接偶合时牺牲阳极的工作状态．码头模拟试验表明，本文采用的边界元方法可以准确计算牺牲阳极的发生电流及接水电阻，可为阴极保护设计提供准确的设计参数，并对板状牺牲阳极长宽比对阳极发生电流和接水电阻的影响进行了计算和讨论． 展开更多

关键词 边界元 牺牲阳极 阴极保护 接水电阻

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一种用于阴极保护数值模拟的高性能计算方法 被引量：5

17

作者 王谦 张德意 黄一 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2019年第4期287-292,共6页

由于边界元法中的系数矩阵是非稀疏、非对称的满阵,在对大型复杂海洋结构物进行阴极保护数值模拟时,系数矩阵的生成和求解都很耗时,计算效率较低,因此需要研究相应的高性能计算方法。基于Microsoft.NET Framework运行环境,利用C#语言、... 由于边界元法中的系数矩阵是非稀疏、非对称的满阵,在对大型复杂海洋结构物进行阴极保护数值模拟时,系数矩阵的生成和求解都很耗时,计算效率较低,因此需要研究相应的高性能计算方法。基于Microsoft.NET Framework运行环境,利用C#语言、并行计算库和Lapack函数库开发了一种用于阴极保护数值模拟的计算方法,该方法实现了阴极保护数值模拟的大规模矩阵存储、系数矩阵并行生成、大规模线性方程组快速求解,并在实际工程案例中采用该方法进行求解。结果表明:该方法显著提高了阴极保护数值模拟的计算效率。 展开更多

关键词 边界元法 阴极保护 海洋工程结构物 大规模矩阵

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套管对埋地金属管道阴极保护电位影响的数值模拟 被引量：10

18

作者 季廷伟 王树立 +2 位作者 刘波 陈玉 赵书华 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2018年第1期71-77,83,共8页

对套管处管道腐蚀产生的严重危害和数值模拟技术在阴极保护上的应用做了总结和论述,并且利用COMSOL Multiphysic仿真模拟软件,联合使用有限元法和边界元法,分别研究了套管存在、套管两端是否密封、套管与管道涂层质量、电解质电导率、... 对套管处管道腐蚀产生的严重危害和数值模拟技术在阴极保护上的应用做了总结和论述,并且利用COMSOL Multiphysic仿真模拟软件,联合使用有限元法和边界元法,分别研究了套管存在、套管两端是否密封、套管与管道涂层质量、电解质电导率、套管内是否有牺牲阳极以及套管内管道涂层出现缺陷点等情况对管道电位分布的影响规律,揭示套管屏蔽导致的管道腐蚀机理,为管道腐蚀防护的设计和安全管理提供了理论参考。 展开更多

关键词 穿越套管 阴极保护 数值模拟 管道电位 有限元法 边界元法

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长输管线阴极保护电位分布的数值模拟 被引量：8

19

作者 李自力 崔淦 +1 位作者 尚兴彬 刘妍 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2013年第6期468-470,478,共4页

建立了长输管线阴极保护电位分布的简单物理模型,并采用边界元算法的管单元法推导出电位分布的简单数学模型,以实测阴极极化曲线作为边界条件,分段线性法进行拟合处理;依据以上的数学模型以及边界条件,采用Matlab工具编程,计算出长输管... 建立了长输管线阴极保护电位分布的简单物理模型,并采用边界元算法的管单元法推导出电位分布的简单数学模型,以实测阴极极化曲线作为边界条件,分段线性法进行拟合处理;依据以上的数学模型以及边界条件,采用Matlab工具编程,计算出长输管线阴极保护的电位分布,与试验设计测试的管线电位相比误差较小。讨论了管单元数目的划分对计算结果的影响,管单元数目的合理选择对于数值计算效率的提高和误差的控制很有意义。 展开更多

关键词 长输管线 阴极保护 电位分布 边界元法

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