海洋工程防腐系統(tǒng)數(shù)值模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、用于深海資源開發(fā)的大規(guī)模海洋結(jié)構(gòu)物通常要求在充分長(zhǎng)的期間內(nèi)確保充分的安全性，因而廣泛采用防腐涂層加陰極保護(hù)的復(fù)合防腐措施。如何合理地進(jìn)行陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是人們?cè)絹?lái)越重視的問題。將數(shù)值模擬計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于防腐領(lǐng)域，能夠大幅度提高陰極保護(hù)的應(yīng)用水平，從而推動(dòng)海洋腐蝕控制技術(shù)的進(jìn)步。本文基于邊界元數(shù)值模擬計(jì)算技術(shù)，針對(duì)復(fù)雜海洋工程防腐系統(tǒng)數(shù)值模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　　 ⑴在開發(fā)并行計(jì)算技術(shù)的基

2、礎(chǔ)上，自行搭建了SMP與Cluster混合結(jié)構(gòu)的并行計(jì)算機(jī)，首次實(shí)現(xiàn)了“海洋工程防腐系統(tǒng)數(shù)值模擬計(jì)算軟件”的并行運(yùn)行，并行運(yùn)行性能測(cè)試的結(jié)果顯示出了較高的并行效率，從而首次確立了大規(guī)模海洋工程防腐系統(tǒng)數(shù)值模擬計(jì)算問題的解決方案。
　　 ⑵在基于數(shù)值模擬計(jì)算進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)參數(shù)敏感性分析的基礎(chǔ)上，提出了陽(yáng)極位置和陽(yáng)極輸出電流的優(yōu)化模型，設(shè)計(jì)了基于初始設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，僅選擇適于再調(diào)整并且對(duì)陰極保護(hù)效果影響較大的設(shè)計(jì)參數(shù)作為優(yōu)化變量，以盡

3、可能地減小優(yōu)化問題的規(guī)模；本文采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)建立保護(hù)電位特征參量與陽(yáng)極位置和陽(yáng)極輸出電流等設(shè)計(jì)變量之間的非線性映射關(guān)系，采用迭代搜索法求得問題的最優(yōu)解：針對(duì)深水半潛式海洋平臺(tái)外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了優(yōu)化方法的合理性和有效性。
　　 ⑶針對(duì)船舶與海洋工程的犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)系統(tǒng)、復(fù)雜外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)、復(fù)雜電偶系統(tǒng)、雜散電流腐蝕系統(tǒng)等的數(shù)值模擬計(jì)算程序以及優(yōu)化設(shè)計(jì)程序，在開發(fā)統(tǒng)一的前處理模塊、后處理模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)