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数值仿真技术在油气管道阴极保护的设计和运行优化中发挥着越来越重要的作用。本文介绍了油气管道数值仿真技术常用的数学模型，并对基于有限元和边界元方法的数值仿真技术在国内外长输管道阴极保护中的应用情况进行了介绍。

脆性材料微裂缝无序度与尺寸效应

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.03.023

假定在某些脆性无序材料内含有相同的微裂缝随机分布概率密度,但具有不同无序度的情况下,建立了模拟材料力学行为的二维不连续位移法边界元数值计算模型.实现了材料微裂缝生长、扩展到最终破坏的全过程数值仿真.根据分形几何理论确定了材料断裂表面几何形貌的分形维数.得到了材料的断裂强度随微裂缝长度随机分布无序度的增加而降低的规律性.数值模拟结果符合Bazant尺寸效应定律,并进一步证实了脆性或准脆性无序材料产生尺寸效应的微观机理.

关键词: 微裂缝无序度 , 分形几何 , 尺寸效应 , 断裂韧性 , 边界元

数值模拟计算在地下管线及储罐的阴极保护设计中的应用

姚华

材料开发与应用 doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2008.03.006

介绍了用于阴极保护系统设计的几种数值模拟计算方法.描述了数值模拟计算在地下管线及储罐的阴极保护系统优化设计方面的应用.通过工程应用实例,重点介绍采用基于边界元的Beasy数值模拟软件系统得到地下管线及储罐罐底的阴极保护电位和电流密度分布及其干扰因素影响的计算结果.

关键词: 地下管线 , 储罐 , 阴极保护 , 数值模拟计算 , 边界元

注塑成型冷却过程的数值模拟

陈静波 , 申长雨 , 王振飞 , 刘春太

高分子材料科学与工程

采用循环平均假设,忽略模壁温度的周期变化,将模具的传热简化为三维稳态热传导问题,考虑到注射模的结构特点(型腔为狭缝面,冷却孔细长),推导出求解其温度场的边界积分方程;注塑件的传热简化为一维瞬态热传导,给出确定其冷却时间及表面循环平均热流的方法;通过模具及塑件传热的耦合迭代分析,使模具-塑件界面的温度和热流满足相容条件,最终确定模具型腔的温度分布及塑件的冷却时间.最后通过一个例子说明数值模拟在冷却系统设计中的应用.

关键词: 注塑成型 , 冷却 , 数值模拟 , 边界元

树枝状非连续界面对纤维增强复合材料强度的影响

齐明 , 顾明元

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2000.z1.019

对于含有化合物产生的强界面复合材料,界面结合强度的提高往往使材料的拉伸强度降低.本文研究了这种非连续的复合材料界面对界面裂纹、纤维的强度的影响,分析了非连续界面影响材料强度的机理.

关键词: 不连续界面 , 纤维强度 , 界面结合强度 , 边界元

数值模拟在阴极保护中的应用进展

韩守志 , 杜敏

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160411

阴极保护是控制金属构件腐蚀的有效方法之一。随着阴极保护以及计算机技术的发展，数值模型在阴极保护体系设计和优化过程中得到了越来越广泛的应用。本文介绍了3种数值模型计算方法及有限元计算过程中边界条件的处理，综述了数值模型计算的发展现状以及面临的问题，阐述了有限元法和边界元法的优缺点。对比分析发现：边界元法可以使整个问题的维度降低一维，减少了计算量，提高精度，简化了建模过程。有限元法要求区域是有界的，可以对阴极保护体系进行三维分析，但计算量较大。边界元法适用于无限域、半无限域问题，有限元法的剖分灵活，更加适用于边界复杂以及求解域内电位场分布变化比较大的体系。在实际应用过程中，如何根据实际情况合理地采用有限元和边界元相结合的方法，发挥两种方法各自优点是阴极保护数值优化技术今后的一个发展方向。

关键词: 阴极保护 , 数值模拟 , 有限元 , 边界元 , 边界条件