基于三维管道模型的快速边界元法在阴极保护分析中的应用
本文关键词：基于三维管道模型的快速边界元法在阴极保护分析中的应用 出处：《清华大学学报(自然科学版)》2015年09期 论文类型：期刊论文
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【摘要】：该文采用边界元法(BEM)对包含大规模管道结构的阴极保护系统进行分析。为降低管道上的单元数量和单元积分计算量,提出一种三维管道边界元模型,将管道离散为线单元且保留管道圆柱面积分。为了能够在普通微机上模拟大规模阴极保护系统,使用快速多极算法(FMM)加速边界元方程的求解。针对阴极极化边界条件引入的非线性问题,采用迭代算法求解。数值算例表明:采用该文线单元离散管道,相比常规三角形单元,可将单元数量降低一个数量级;快速多极算法可以求解自由度为50 000量级的大规模阴极保护问题。
[Abstract]:In this paper, the boundary element method (BEMM) is used to analyze the cathodic protection system with large-scale pipeline structure. In order to reduce the number of elements on the pipeline and the amount of integral calculation, a 3D pipeline boundary element model is proposed. In order to simulate the large-scale cathodic protection system on a common microcomputer, the pipeline is separated into line elements and the cylindrical area of the pipeline is kept. The fast multipole algorithm (FMMM) is used to accelerate the solution of the boundary element equation. The nonlinear problem is introduced for the boundary condition of cathode polarization. The numerical example shows that the number of elements can be reduced by one order of magnitude when the line element is used to discretize the pipe, compared with the conventional triangular element. The fast multipole algorithm can solve the large-scale cathodic protection problem with a degree of freedom of 50,000.
【作者单位】： 清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室;
【基金】：国家科技重大专项资助项目(2011ZX06002-10);
【分类号】：TG174.41
【正文快照】： 阴极保护是金属腐蚀防护中常用的电化学保护方法。在阴极保护系统中,系统的电位分布及电流密度是衡量保护效果的重要参数,目前广泛采用数值模拟的方法进行分析计算。常用的数值方法主要用有限差分法[1-3]、有限单元法[4-7]及边界元法[8-11]。其中边界元法具有精确模拟实际边界
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号：1436964
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