文档介绍：要摘随着计算机的推广和应用以及现代数值方法的产生和发展,有限差分法、有限元法和边界元法相继应用于船舶阴极保护电位及电流密度分布的研究,并已成功地解决了许多船舶防腐的工程问题,应用数值方法解决船体保护电位及电流密度分布问题已被广泛接受。但是,应用数值方法求解阴极保护作用下船体的保护电位及电流密度分布时步骤复杂、工作量很大,并且对工作人员也有一定的要求,因此,目前在船厂或设计单位推广此方法还存在着一定的困难。由此可见,寻找一种能满足工程要求的简单方法来求解船体的保护电位及电流密度分布问题具有重要意义。本论文应用了电磁场理论的解析方法,如分离变量法、傅里叶积分变换法、汉克尔积分变换法和保角变换法等,推导了一系列计算船舶阴极保护电位及电流密度的典型模型的解析解,并通过模型解析解与数值解的比较,得出了用解析解表达船体阴极保护电位分布的具体方法。同时,给出了实际工程应用中,合理布置牺牲阳极和设计绝缘屏蔽的依据。针对解析解求得的船体保护电位及电流密度与数值解之间存在的差异问题,本文采用神经网络算法确定船体保护电位及电流密度的解析解与数值解之间的内在联系。以各点位置坐标和电位值虻缌髅芏戎为输入参数,以数值解为输出参数,应用动量梯度下降误差反向传播算法为神经网络训练算法,进行神经网络学习,得到能确认两者关系的权值信息和阈值信息,最终实现基于解析解求得满足工程精度要求的船体保护电位与电流密度的分布。关键词:船体阴极保护;电位分布:电流密度分布;解析解;神经网络大连理工大学硕士学位论文
.瑃琀船体阴极保护电位分布研究琲甅,琭..甀甌.,,現..甌..,.;籇籄籒——
论绪文献综述降低了船体及设备的强度,缩短了船舶的使用寿命,而且使船舶技术性能下降、危及船护的电化学机构进行研究,建立了这一机构物理状态的数学模型——带有边界条件的拉普拉斯方程。通过边值问题的求解来确定电位的分布及大小。当时,;さ缥环植嫉难芯恳庖在海洋环境中,船舶会受到很强的腐蚀作用。船舶腐蚀造成的危害极大,腐蚀不仅舶的使用安全,严重时还会造成海损事故,直接或间接给国民经济带来巨大损失。因此,对船舶进行有效的腐蚀防护是至关重要的【俊痳刀。为了延长船舶的使用寿命,保证其正常运行和安全使用,需要采用合适的防腐措施。防腐涂层和阴极保护相结合是防止船体腐蚀的有效方法。受保护的船体表面的电位只有在一定数值范围以内才能使船舶受到有效的保护,电位过正繁;和电位过负护际怯Ω帽苊獾摹】。因此,研究船体在阴极保护作用下的电位及电流密度分布具有重要的意义。.耙跫ū;さ缥环植嫉难芯肯肿受电化学阴极保护的船体表面的电位只有在一定的范围内才能受到有效的保护因而,,人们对阴极保护电位分布的求解进行了不懈的研究【。上世纪四十年代,运用已发展的电学等理论和科学的防腐理论,人们对阴极保护的电化学机构进行研究,把阴极保护的电化学机构简单地用等效电路来模拟。此方法具有定量化的优点,计算简便、直观,但它忽略了电极的极化现象,忽略了阴极保护系统中的腐蚀原电池和电极结构以及各阳极组间的干扰等影响,另外还存在接地电阻计算的近似性,由经验和实验得到的参数选择等闯题。因此,该方法仍带有大量依靠经验进行设计的“痕迹”。随后,瓦格纳和瓦伯扔挚J继剿髟擞镁驳绯±砺鄱砸跫ū限制,只能用解析法求解一些被保护体结构简单、材料性能稳定、介质均一的个别问题。尽管这样,数学模型边值问题的引入使阴极保护的以数值计算为基础的方法有了开端。六十年代,电子计算机的广泛应用,现代数值方法的产生和发展,人们开始应用现代计算技术,探求新的适用于对大型复杂设施保护电位分布的方法。年克林格大连理工大学硕士学位论文
本文的研究内容需对边晃绫槐;ぬ宓缺砻进行划分计算,这正符合防腐工程的设计计算要求【】。透ダ晨开始尝试把现代数值方法之一的有限差分法用于求解拉普拉斯方程【俊瓴祭投⒈砹耸褂糜邢拊7ń幸跫ū;さ牡缁Щ电位计算的论文。有限差分法和有限元法都由区域跫ū;は低车母丛绯内的值来确定边界酢⒀艚缑的屯位和电流密度分布大小,而区域内的量值对于防腐工程的实际来说不是重要的。因而,促使人们开始了新的计算方法的探索。年菲尤发表了第一篇关于边界元法在阴极保护设计上应用的文章。边界元法的最大特点就是仅边界元一经在防腐工程领域应用,就引起了很多学者的重视。他们从各方面对这一问题进行了深入地研究,力求完善这一方法,以边界元法为基础的现代设计方法已成功地应用到一些船舶海洋工程。然而,以现代数值方法为基础的现代设计方法计算步骤复杂、费用较高、难度也很大,对工作人员也有一定要求。这就限制了这些方法在船厂和设计单位的推广和应用。因此,考虑船厂和设计单位的实际情况并能满足工程要求的求