發(fā)布時(shí)間：2017-03-27 01:07

  本文關(guān)鍵詞：基于非接觸檢測的水下管線腐蝕狀態(tài)的建模研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來海底管道大規(guī)模使用,各種泄漏事故頻頻出現(xiàn),造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。統(tǒng)計(jì)顯示,管道的腐蝕是造成事故發(fā)生的主要原因之一,故海底管道腐蝕狀態(tài)的檢測問題成為當(dāng)今工程領(lǐng)域內(nèi)的重大研究課題,進(jìn)行準(zhǔn)確而有效地腐蝕檢測具有重要意義。研究表明,水下管線周圍海水電場分布與管線腐蝕狀態(tài)有顯著相關(guān)性。本文通過對水下非接觸檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析建模,用該模型對ROV沿管線非接觸檢測所得的電場數(shù)據(jù)分析,確定管線腐蝕位置并判斷管線腐蝕狀態(tài)。及時(shí)對管線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確有效地保護(hù)。針對這一思路,本文主要完成了以下兩方面的工作：(1)腐蝕電場數(shù)學(xué)模型的建立與仿真算法研究。本文通過分析海底管道的腐蝕狀態(tài)與管道保護(hù)層的損傷狀態(tài)、海水電導(dǎo)率以及犧牲陽極保護(hù)電流強(qiáng)度的關(guān)系,得出海底管道的腐蝕狀態(tài)與電極電位的顯著相關(guān)性,進(jìn)而提出基于非接觸測量海水環(huán)境電場來判斷海底管道腐蝕狀態(tài)的方法。首先建立腐蝕電場電位分布的數(shù)學(xué)模型,其次基于數(shù)值方法推導(dǎo)出了該陰極保護(hù)系統(tǒng)模型求解的算法,進(jìn)一步仿真計(jì)算出海水環(huán)境電場和海底管道表面電位的分布情況。(2)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海底管道腐蝕狀態(tài)的判斷研究。通過測量海水環(huán)境中的電位,形成數(shù)據(jù)庫,并以之作為訓(xùn)練樣本,建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,得到管線周圍環(huán)境電位與海底管道腐蝕狀態(tài)之間的非線性關(guān)系,即可判斷出海底管道的腐蝕狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法運(yùn)用在海底管道陰極保護(hù)系統(tǒng)中的可行性,該網(wǎng)絡(luò)模型的非線性映射結(jié)果的相對誤差在0.10以下,滿足精度要求。
【關(guān)鍵詞】：海底管道 腐蝕 數(shù)學(xué)模型 數(shù)值方法 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P756.2;TP183
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 研究的背景與意義10-11
• 1.2 腐蝕狀態(tài)檢測技術(shù)的現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 外腐蝕檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究工作及組織結(jié)構(gòu)13-14
• 2 海底管線腐蝕的基礎(chǔ)理論14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 海底管線的電化學(xué)原理14-18
• 2.2.1 海底管線的腐蝕原理14-15
• 2.2.2 陰極保護(hù)原理及方法15-18
• 2.3 腐蝕電場的數(shù)值仿真理論18-21
• 2.3.1 陰極保護(hù)電場數(shù)值仿真方法18-20
• 2.3.2 數(shù)值仿真方法的應(yīng)用對比20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 腐蝕電場數(shù)學(xué)模型的建立與仿真計(jì)算22-37
• 3.1 引言22
• 3.2 腐蝕電場數(shù)學(xué)模型的建立22-27
• 3.2.1 數(shù)學(xué)建模原理分析22-23
• 3.2.2 腐蝕控制方程23-25
• 3.2.3 邊界條件的確定25-26
• 3.2.4 腐蝕電場的數(shù)學(xué)模型26-27
• 3.3 腐蝕電場數(shù)學(xué)模型的邊界元求解27-35
• 3.3.1 邊界積分方程27-28
• 3.3.2 邊界積分方程的離散28-31
• 3.3.3 非線性條件的處理31-35
• 3.4 海底管線數(shù)值模擬計(jì)算及結(jié)果分析35-36
• 3.4.1 基于BEM的海底管線模擬計(jì)算35-36
• 3.4.2 邊界元法程序流圖36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷海底管線腐蝕狀態(tài)37-56
• 4.1 引言37
• 4.2 智能方法的對比37-38
• 4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法38-43
• 4.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)介紹38-39
• 4.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本算法39-43
• 4.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定43-45
• 4.4.1 網(wǎng)絡(luò)樣本數(shù)據(jù)的確定及其預(yù)處理44
• 4.4.2 隱含層的設(shè)計(jì)44-45
• 4.5 BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)45-47
• 4.6 腐蝕狀態(tài)檢測模型的驗(yàn)證47-55
• 4.6.1 樣本數(shù)據(jù)的獲取實(shí)驗(yàn)47-48
• 4.6.2 樣本數(shù)據(jù)相關(guān)性分析48-52
• 4.6.3 BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果分析52-54
• 4.6.4 BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果及誤差54-55
• 4.7 本章小結(jié)55-56
• 5 全文總結(jié)及工作展望56-57
• 5.1 全文總結(jié)56
• 5.2 工作展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60-61
• 個(gè)人簡歷61

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