船體防腐系統(tǒng)優(yōu)化及水下電場(chǎng)特性研究.pdf

1、船體陰極保護(hù)技術(shù)已普遍應(yīng)用于現(xiàn)代大型船舶水下船體的腐蝕防護(hù)，其防腐效果很大程度上取決于防腐系統(tǒng)的原始設(shè)計(jì)。通常條件下，防腐系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范為基礎(chǔ)的，往往難以達(dá)到最佳防護(hù)效果，甚至?xí)霈F(xiàn)局部欠保護(hù)和過(guò)保護(hù)區(qū)域。
　　船體防腐系統(tǒng)工作過(guò)程中，電流從陽(yáng)極流出經(jīng)由海水流到水下船體和附體(如螺旋槳)形成腐蝕相關(guān)電場(chǎng)，成為可以被現(xiàn)代觀測(cè)手段偵測(cè)并作為水中兵器攻擊的目標(biāo)源。腐燭相關(guān)電場(chǎng)特征對(duì)于船舶戰(zhàn)時(shí)安全性的威脅日益突出，必須對(duì)其

2、加以控制。
　　為解決實(shí)際工程中船體陰極保護(hù)系統(tǒng)的局部欠保護(hù)問(wèn)題，也為兼顧艦船水下電場(chǎng)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(duì)船體腐蝕相關(guān)水下電場(chǎng)特征進(jìn)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(guān)靜態(tài)電場(chǎng)的分析模型?；谠撃Ｐ蛯?duì)5型艦船水下電場(chǎng)的分布狀態(tài)進(jìn)行了分析，給出了船體腐蝕相關(guān)水下電場(chǎng)的空間對(duì)稱(chēng)關(guān)系和水下電場(chǎng)分析時(shí)的場(chǎng)點(diǎn)選取原則。對(duì)船體防

3、腐方案性能和水下電場(chǎng)的影響因素進(jìn)行了梳理，通過(guò)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(duì)船體ICCP系統(tǒng)的保護(hù)電流進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)表面電位分布和水下電場(chǎng)特征的優(yōu)化。給出了優(yōu)化的約束條件和目標(biāo)方程，完成了計(jì)算程序的編制。通過(guò)算例計(jì)算對(duì)初始溫度、溫降系數(shù)和Markov鏈長(zhǎng)對(duì)結(jié)果精度的影響進(jìn)行了分析，與單區(qū)系統(tǒng)的結(jié)果比較證明了方法的有效性。
　　最后依托上述方法開(kāi)展了船體腐蝕相關(guān)水下電場(chǎng)特征控制的相關(guān)研究。結(jié)果表