内容简介

《海洋船舶腐蚀与防护仿真分析》共分8章，第1～5章介绍了仿真计算所涉及的基本理论，包括电化学基本理论、有限元基本理论、流体力学、计算流体力学以及多相流等，第6～8章重点介绍了船舶腐蚀仿真计算的一些应用实例。
　　《海洋船舶腐蚀与防护仿真分析》可供船舶与腐蚀工程技术应用领域的研究和工程技术人员阅读，也可供大专院校相关专业师生参考。

目　　录

1 绪论
1 .1 海洋船舶腐蚀概况
1 .2 船舶腐蚀防护方法
1 .2 .1 选用耐腐蚀的船用钢材
1 .2 .2 涂层保护
1 .2 .3 阴极保护
1 .2 .4 其他防腐措施
1 .3 仿真计算对船舶腐蚀与防护的意义
1 .3 .1 传统设计方法的不足
1 .3 .2 计算机仿真技术在腐蚀防护方面的应用
参考文献

2 腐蚀电化学基本理论
2 .1 平衡电位与电极电位
2 .1 .1 电极反应
2 .1 .2 电极电位
2 .2 非平衡电位
2 .2 .1 过电位
2 .2 .2 原电池
2 .2 .3 腐蚀电池
2 .2 .4 混合电位
2 .3 多电极反应耦合系统
2 .3 .1 接触腐蚀
2 .3 .2 腐蚀原电池
2 .4 溶液扩散过程引起的过电位
2 .5 阴极保护技术
2 .5 .1 牺牲阳极保护技术
2 .5 .2 外加电流阴极保护技术
参考文献

3 有限元在腐蚀与防护中的应用
3 .1 有限元基本思想
3 .2 腐蚀与防护数学模型
3 .2 .1 牺牲阳极保护法的数学模型
3 .2 .2 外加电流阴极保护法的数学模型
3 .3 腐蚀防护电势分布近似解
3 .4 泛函极值里兹解法导出有限元求解列式
3 .4 .1 变分法
3 .4 .2 函数的微分与泛函的变分
3 .4 .3 泛函极值
3 .4 .4 区域电势场微分方程泛函的建立
3 .4 .5 变分问题的里兹解法
3 .4 .6 单元刚阵的叠加
3 .4 .7 方程组求解
3 .5 单元的完备性和相容性
3 .6 常用单元简介
3 .6 .1 二维单元
3 .6 .2 三维单元
参考文献

4 流体力学
4 .1 流体静力学
4 .1 .1 流体及流体质点
4 .1 .2 流体的物理性质
4 .1 .3 静止流体平衡微分方程
4 .2 流体动力学
4 .2 .1 坐标系及其研究方法
4 .2 .2 质点导数
4 .2 .3 连续性方程
4 .2 .4 欧拉运动微分方程
4 .2 .5 能量方程
4 .3 黏性流体动力学
4 .3 .1 流体中一点的应力
4 .3 .2 微团的运动分析
4 .3 .3 广义牛顿内摩擦定律——本构方程
4 .3 .4 黏性流体运动方程——Navier-Stokes方程
4 .3 .5 黏性流体能量方程
4 .4 湍流
4 .4 .1 平均值与脉动量
4 .4 .2 雷诺湍流方程
4 .4 .3 混合长度理论
4 .4 .4 湍流模型
4 .5 边界层
4 .5 .1 边界层定义
4 .5 .2 边界层微分方程
4 .6 多相流简介
4 .6 .1 多相流的基本方程
4 .6 .2 多相流主要参数
4 .6 .3 颗粒的描述
4 .6 .4 流动参数
4 .6 .5 颗粒、气泡动力学
参考文献

5 计算流体力学
5 .1 有限体积法
5 .1 .1 一维稳态问题的有限体积法
5 .1 .2 多维问题的离散格式
5 .2 流场的计算
5 .2 .1 交错网格
5 .2 .2 SIMPLE算法
5 .2 .3 SIMPLER算法
5 .2 .4 SIMPLEC算法
5 .3 边界条件
5 .3 .1 入口边界条件
5 .3 .2 出口条件
5 .4 处理壁面边界层的壁面函数法
5 .4 .1 节点P速度u的计算
5 .4 .2 湍动能方程与耗散率方程中k与宓募扑?
5 .4 .3 能量方程中温度T的计算
5 .5 多相流数值模拟
5 .5 .1 相分布参数
5 .5 .2 加权参数
5 .5 .3 连续介质力学模型
参考文献

6 船舶腐蚀与防护仿真计算
6 .1 船体腐蚀与防护仿真计算
6 .1 .1 问题描述
6 .1 .2 保护电流的确定
6 .1 .3 计算模型
6 .1 .4 计算结果
6 .2 COMSOL软件后处理二次开发
6 .2 .1 数据的导出和初步处理
6 .2 .2 截线上的物理量计算
6 .2 .3 某一等值线所包围面积的计算
6 .3 海水管路腐蚀分析仿真计算
6 .3 .1 几何模型
6 .3 .2 有限元模型
6 .3 .3 管道腐蚀速度分析
6 .4 速度边界条件的施加
6 .4 .1 UDF的概念
6 .4 .2 UDF的基本定义
6 .4 .3 UDF的基本数据类型
6 .4 .4 UDF的应用举例
参考文献

7 船体腐蚀速度预测
7 .1 船体在静止海水中腐蚀速度预测
7 .1 .1 控制方程
7 .1 .2 计算过程
7 .2 船体在流动海水中腐蚀速度预测
参考文献

8 船体外加电流阴极保护最佳阳极布置方案研究
8 .1 引言
8 .2 遗传算法介绍
8 .2 .1 遗传算法的概念
8 .2 .2 遗传算法的特点
8 .3 遗传算法运算过程
8 .3 .1 完整的遗传算法运算流程
8 .3 .2 遗传算法的基本操作
8 .4 基本遗传算法
8 .4 .1 基本遗传算法的数学模型
8 .4 .2 基本遗传算法的步骤
8 .5 遗传算法工具箱函数
8 .5 .1 种群表示和初始化
8 .5 .2 适应度计算
8 .5 .3 选择函数
8 .5 .4 交叉算子
8 .5 .5 变异算子
8 .5 .6 多子群支持
8 .5 .7 遗传算法中的通用函数
8 .6 计算过程
8 .6 .1 计算前的几何处理
8 .6 .2 MATLAB与COMSOL联机计算模式
8 .6 .3 优化策略
8 .6 .4 MATLAB与COMSOL联机计算
8 .6 .5 遗传算法计算过程
8 .7 结果分析
参考文献

附录
附录A UDF的C语言基础
附录B FLUENT中常用宏介绍