海洋結(jié)構(gòu)物陰極保護優(yōu)化模型及數(shù)值計算.pdf

1、海洋環(huán)境對鋼結(jié)構(gòu)有很強的腐蝕作用。陰極保護是防止或減緩海洋結(jié)構(gòu)物腐蝕的有效方法。在陰極保護設(shè)計中掌握陰極表面電位分布規(guī)律非常重要，直接關(guān)系到陰極保護效果。建立陰極保護電位場數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值方法求解，可以準確掌握陰極表面電位分布規(guī)律，從而得到更為合理的設(shè)計方案。陰極保護優(yōu)化模型及其數(shù)值解法已成為陰極保護研究的新熱點。 本文研究了海洋結(jié)構(gòu)物陰極保護優(yōu)化設(shè)計問題。主要做了以下三個方面的工作。 首先，推導(dǎo)了三維陰極保護電位場數(shù)

2、學(xué)模型以及有限元求解此數(shù)學(xué)模型的步驟，編制了相應(yīng)的有限元計算程序。 第二，針對陰極保護中陽極優(yōu)化設(shè)計問題，提出了一種新的偏微分方程反問題，給出了相應(yīng)的求解方法。分別利用循環(huán)算法和遺傳算法編制了相應(yīng)的計算程序。通過比較兩種算法的優(yōu)缺點，論證了兩種算法結(jié)合使用具有較高的精度。得出了I型、X型節(jié)點非線性極化情況下陰極保護系統(tǒng)的最優(yōu)陽極位置和最優(yōu)陽極大小。數(shù)值計算結(jié)果與實驗測量結(jié)果對比顯示，文中提出的反問題及相應(yīng)的求解方法是合理的，編制