一、 數(shù)值模擬技術(shù)
陰極保護數(shù)值模擬技術(shù)是對陰極保護系統(tǒng)的性能進行模擬和預(yù)測的一種技術(shù)。該技術(shù)主要利用數(shù)學(xué)模型對陰極保護系統(tǒng)進行模擬，通過計算求解出陰極保護系統(tǒng)的性能參數(shù)，從而為實際工程提供參考和指導(dǎo)。
二、COMSOL 數(shù)值模擬軟件簡介
●COMSOL 由瑞典COMSOL 公司開發(fā)，是一款用于陰極保護設(shè)計與分析的專業(yè)三維仿真軟件。計算精度高，完夠滿足現(xiàn)場工程需要，在業(yè)界有較高的聲譽。
●COMSOL 是一個仿真平臺，涵蓋建模工作流程中的所有步驟：定義幾何結(jié)構(gòu)、材料屬性、描述特定現(xiàn)象的物理場，用于求解模型和對結(jié)果進行后處理，從而提供準(zhǔn)確可靠的分析結(jié)果。
三、 軟件主要功能
（1）模擬海上平臺、儲罐、船舶、特殊管段等被保護體的陰極保護系統(tǒng)，計算陰極保護電位分布，優(yōu)化設(shè)計和技術(shù)改造；
（2）快速精確計算被保護體的真實電位、電流密度分布，以及周圍環(huán)境不同深度的電磁場分布等參數(shù)；
（3）計算犧牲陽極隨時間變化的消耗率和形狀；
（4）計算電流密度，得到腐蝕速率，進行腐蝕風(fēng)險分析；
（5）輔助工程師摸清被保護體腐蝕狀態(tài)，預(yù)測高風(fēng)險區(qū)域，判斷系統(tǒng)運行異常情況，提供腐蝕試片埋設(shè)位置，及時有效地對于腐蝕狀況進行監(jiān)測；
（6）為防腐設(shè)計工程師提供可視化的指導(dǎo)，幫助工程師大幅縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計精確及科學(xué)性、降低成本費用。
四、應(yīng)用方向
主要應(yīng)用于海上平臺、儲罐、特殊管段、船舶等結(jié)構(gòu)體的陰極保護系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和工程改造，可以模擬計算不同的陰極保護方式，包括犧牲陽極SACP和強制電流ICCP，優(yōu)化陽極布置的位置和數(shù)量，合理選擇恒電位儀的輸入電流，同時可以考慮不同陰極保護系統(tǒng)的耦合效應(yīng)，第三方陰極保護電流和其他外界雜散電流的干擾等影響因素。通過計算被保護體真實電位分布、電流密度分布、地電位分布等關(guān)鍵性參數(shù)，保證陰極保護電位合理均勻分布，從而保障被保護體的安全。
1.行業(yè)與典型客戶
主要應(yīng)用于石油與天然氣行業(yè)，中石油、中石化、中海油、天然氣管道等設(shè)計與運行公司、相關(guān)研究院所等。
2.模擬效果展示
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五、授權(quán)書
六、數(shù)值模擬案例
1. 海上風(fēng)電樁
模型計算條件包括：
（1）鋼結(jié)構(gòu)的極化曲線；
（2）輔助陽極尺寸為φ200（盤狀），φ25×500mm（管狀）；
（3）MMO輔助陽極輸出電流；
（4）保護區(qū)域分為海水區(qū)（0.25Ω?m）、海泥區(qū)（1Ω?m）；
（5）相對參比電極為Ag/AgCl參比電極。
根據(jù)上述條件，進行模擬計算，計算結(jié)果如下：
風(fēng)電樁外壁
風(fēng)電樁內(nèi)壁
2.船舶
模型計算條件包括：
（1）船體鋼結(jié)構(gòu)的極化曲線；
（2）輔助陽極尺寸為φ500（盤狀）；
（3）MMO輔助陽極輸出電流；
（4）保護區(qū)域為海水區(qū)（0.25Ω?m）；
（5）相對參比電極為Ag/AgCl參比電極；
根據(jù)上述條件，進行模擬計算，計算結(jié)果如下：
3.油氣站場
（1）導(dǎo)入模型
| 整體模型 | 管道 | 柔性陽極 | 接地系統(tǒng) |
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（2）建立土壤介質(zhì)
（3）計算參數(shù)輸入
●定義被保護管道為電極表面1，輸入計算參數(shù)。
平衡電位：-0.6V
電極動力方程：
交換電流密度1×10-6，陰陽極傳遞系數(shù)0.5。
●定義接地網(wǎng)為電極表面2，輸入計算參數(shù)。
平衡電位：0.2V
電極動力方程：
交換電流密度0.01，陰陽極傳遞系數(shù)0.5。
●定義陽極輸出電流32mA/m。
●定義土壤介質(zhì)電阻率5Ω.m。
（4）網(wǎng)格劃分
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（5）陰極保護模擬計算
進行求解器配置、收斂性分析和電位分布計算。
（6）計算結(jié)果
4.其他場景
（1）海上油氣平臺
（2）儲罐
