【摘要】：腐蝕相關(guān)靜態(tài)電場(chǎng)是艦船重要的非聲特征之一,建立能夠同時(shí)反映船體內(nèi)外腐蝕相關(guān)靜態(tài)電場(chǎng)狀態(tài)的仿真模型是對(duì)其進(jìn)行研究的關(guān)鍵。為評(píng)估邊界元法(BEM)“等勢(shì)體假設(shè)”帶來(lái)的計(jì)算誤差,也為研究艦船復(fù)合防腐系統(tǒng)全壽命期內(nèi)的腐蝕相關(guān)靜態(tài)電場(chǎng),本文根據(jù)船體內(nèi)外場(chǎng)域的各自特點(diǎn),提出了基于有限元-邊界元(FEM-BEM)混合法的仿真模型并完成了計(jì)算程序的編制和驗(yàn)證,為相關(guān)研究的開展提供了仿真方法。主要研究工作如下:首先通過(guò)在浸水結(jié)構(gòu)表面處引入電化學(xué)耦合邊界條件,建立了基于FEM-BEM混合法的水下金屬結(jié)構(gòu)物腐蝕相關(guān)靜態(tài)電場(chǎng)分析模型并編制了計(jì)算程序。通過(guò)與BEM計(jì)算結(jié)果的比較,證明了采用該方法模擬電偶腐蝕和外加電流陰極保護(hù)(Impressed current cathodic protection,ICCP)這兩種典型腐蝕/防腐狀態(tài)時(shí)參數(shù)設(shè)置的合理性。接著對(duì)艦船腐蝕相關(guān)靜態(tài)電場(chǎng)的控制參數(shù)進(jìn)行了梳理并給出了模型化方法,通過(guò)與模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較對(duì)方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。最后以某艦ICCP系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案為研究對(duì)象,對(duì)復(fù)合防腐系統(tǒng)全壽命期內(nèi)典型工況下的腐蝕相關(guān)靜態(tài)電場(chǎng)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,當(dāng)ICCP系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí),防腐系統(tǒng)壽命末期的靜態(tài)電場(chǎng)強(qiáng)度明顯強(qiáng)于初始狀態(tài),大塊的局部涂層脫落會(huì)對(duì)場(chǎng)強(qiáng)造成影響;當(dāng)系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),防腐系統(tǒng)全壽命期內(nèi)電場(chǎng)分布情況基本保持一致,相對(duì)工作狀態(tài)時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)有明顯降幅,是一種可行的戰(zhàn)時(shí)措施;全壽命期內(nèi)的電場(chǎng)垂直分量在三倍船長(zhǎng)距離外的衰減速率明顯大于水平分量;槳軸接地系統(tǒng)失效時(shí),接地電阻的變化對(duì)水下靜態(tài)電場(chǎng)的強(qiáng)度和分布影響顯著;BEM法“等勢(shì)體假設(shè)”引起的計(jì)算誤差與電極表面的涂層狀態(tài)和電極間的內(nèi)部壓差密切相關(guān);在戰(zhàn)時(shí)將單區(qū)ICCP系統(tǒng)的控制電位調(diào)整至某一數(shù)值以電場(chǎng)特征控制是可行的,可實(shí)現(xiàn)比關(guān)閉系統(tǒng)更好的控制效果。
【圖文】：

圖 1.1 電偶腐蝕原理圖Fig. 1.1 Schematic of galvanic corrosion不僅會(huì)因增加阻力而影響艦船的航行性能，還會(huì)使構(gòu)件整體強(qiáng)度的下降造成嚴(yán)重事故甚至引發(fā)海難。為減少因的航行安全性并延長(zhǎng)其服役時(shí)間，，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)船體水

艦船陰極保護(hù)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U674.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2624857