船體防腐系統(tǒng)優(yōu)化及水下電場特性研究.pdf

1、船體陰極保護技術已普遍應用于現(xiàn)代大型船舶水下船體的腐蝕防護，其防腐效果很大程度上取決于防腐系統(tǒng)的原始設計。通常條件下，防腐系統(tǒng)設計是以工程經驗和相關規(guī)范為基礎的，往往難以達到最佳防護效果，甚至會出現(xiàn)局部欠保護和過保護區(qū)域。
　　船體防腐系統(tǒng)工作過程中，電流從陽極流出經由海水流到水下船體和附體(如螺旋槳)形成腐蝕相關電場，成為可以被現(xiàn)代觀測手段偵測并作為水中兵器攻擊的目標源。腐燭相關電場特征對于船舶戰(zhàn)時安全性的威脅日益突出，必須對其

2、加以控制。
　　為解決實際工程中船體陰極保護系統(tǒng)的局部欠保護問題，也為兼顧艦船水下電場的特征控制研究，本文建立了基于邊界元法（BEM）和模擬退火算法（SA）的船體防腐系統(tǒng)優(yōu)化方法，并對船體腐蝕相關水下電場特征進行了研究。主要研究工作如下：
　　首先采用BEM法建立了艦船腐蝕相關靜態(tài)電場的分析模型?；谠撃Ｐ蛯?型艦船水下電場的分布狀態(tài)進行了分析，給出了船體腐蝕相關水下電場的空間對稱關系和水下電場分析時的場點選取原則。對船體防

3、腐方案性能和水下電場的影響因素進行了梳理，通過算例分析給出了其中的主要影響因素。
　　接著使用模擬退火算法對船體ICCP系統(tǒng)的保護電流進行調整以實現(xiàn)表面電位分布和水下電場特征的優(yōu)化。給出了優(yōu)化的約束條件和目標方程，完成了計算程序的編制。通過算例計算對初始溫度、溫降系數(shù)和Markov鏈長對結果精度的影響進行了分析，與單區(qū)系統(tǒng)的結果比較證明了方法的有效性。
　　最后依托上述方法開展了船體腐蝕相關水下電場特征控制的相關研究。結果表