Επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων
Η διάβρωση αποτελεί μεγάλη δαπάνη, στην εκτίμηση του κόστους παραγωγής, και σε επενδύσεις σε κάθε βιομηχανία. Η διάβρωση θέτει σε κίνδυνο την ασφαλή λειτουργία των κατασκευών και αποτελεί κύριο παράγοντα σε καταστροφικές αστοχίες σε γέφυρες, πυρηνικούς αντιδραστήρες, εξαρτήματα αεροσκαφών, και σε εξ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/12909 |
| id |
nemertes-10889-12909 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-129092022-09-05T20:45:03Z Επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων Cathodic protection problems solution with the boundary element method Καλοβελώνης, Δημήτριος Πολύζος, Δημοσθένης Πολύζος, Δημοσθένης Σαραβάνος, Δημήτριος Τσινόπουλος, Στέφανος Kalovelonis, Dimitrios Καθοδική προστασία Μέθοδος των συνοριακών στοιχείων Διάβρωση Cathodic protection Boundary element method (BEM) Corrosion Η διάβρωση αποτελεί μεγάλη δαπάνη, στην εκτίμηση του κόστους παραγωγής, και σε επενδύσεις σε κάθε βιομηχανία. Η διάβρωση θέτει σε κίνδυνο την ασφαλή λειτουργία των κατασκευών και αποτελεί κύριο παράγοντα σε καταστροφικές αστοχίες σε γέφυρες, πυρηνικούς αντιδραστήρες, εξαρτήματα αεροσκαφών, και σε εξοπλισμό, στην χημική και κατασκευαστική βιομηχανία. Η καθοδική προστασία προστατεύει το μέταλλο, μετατρέποντας αυτό σε κάθοδο, χρησιμοποιώντας εφαρμοζόμενο ρεύμα ή καταναλισκόμενες ανόδους. Οι περισσότερο διαδεδομένες μέθοδοι στη μοντελοποίηση συστημάτων καθοδικής προστασίας είναι η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων (ΜΠΣ) και η μέθοδος των συνοριακών στοιχείων (ΜΣΣ). Η μέθοδος των συνοριακών στοιχείων (ΜΣΣ) λόγω της ακρίβειας στη λύση και της απλούστερης διαδικασίας δημιουργίας του πλέγματος αποτελεί την καταλληλότερη μέθοδο για την επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας. Η μέθοδος αυτή απαιτεί μόνο τη διακριτοποίηση των ανοδικών και καθοδικών επιφανειών, και συχνά οδηγεί σε καλύτερη μελέτη του προβλήματος, αλλά και μείωση του υπολογιστικού χρόνου. Οι ηλεκτροχημικές συνθήκες στην επιφάνεια του μετάλλου, που βρίσκεται σε ένα ηλεκτρολύτη, ορίζονται από τις καμπύλες πόλωσης, καθορίζοντας τη σχέση μεταξύ της πυκνότητας του ρεύματος και του δυναμικού. Όταν οι καμπύλες πόλωσης και οι διάφορες τιμές της ειδικής αγωγιμότητας, χρησιμοποιούνται σαν συνθήκες του προβλήματος, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιούνται με προσοχή, για να οδηγήσουν σε λύσεις με ακρίβεια. Στην εφαρμογή της ΜΣΣ συμπεριλαμβάνεται και ένας αλγόριθμος της μεθόδου Newton-Raphson, για την επίλυση των διακριτών εξισώσεων λόγω των μη γραμμικών συνοριακών συνθηκών που ορίζουν οι καμπύλες πόλωσης. Σε αυτή την εργασία αναπτύχθηκε πρόγραμμα σε Fortran, για την εφαρμογή της ΜΣΣ, σε προβλήματα καθοδικής προστασίας στις δύο διαστάσεις. Επίσης πραγματοποιήθηκε μελέτη για το σχεδιασμό ICCP συστημάτων, στις τρείς διαστάσεις, χρησιμοποιώντας το λογισμικό PITHIA. Corrosion is a major expense in estimating production cost and investments in any industry. Corrosion compromises structure safety and is a leading factor in the catastrophic failure in bridges, nuclear facilities, airplane components, and equipment used in chemical, and construction industries. Cathodic Protection (CP) protects metals from corrosion by making the metal a cathode by means of impressed current or sacrificial anode. The most common methods for modelling cathodic protection systems are the finite element method (FEM) and the boundary element method (BEM). Due to its accuracy and simplicity of mesh generation, the BEM is the most appropriate technique to solve problems involving CP systems. This method requires only the representation of anodes and cathodes surfaces, which may lead to better resolution and reduction in computer run time. Polarization curves define the electrochemical conditions of a metallic surface in an electrolyte, considering the relation between current density and potential. Polarization curves and conductivity values, applied as problem conditions, need to be carefully determined to guarantee accurate results. The BEM implementation includes a Newton–Raphson solution algorithm to accommodate the nonlinear boundary conditions given by such polarization curves. In this study is developed a program, in Fortran, for the BEM implementation, in two-dimensional cathodic protection problems. Also a design parameters study occurred, for a three-dimensional ICCP system using PITHIA. 2020-01-14T16:21:04Z 2020-01-14T16:21:04Z 2019-10-15 Thesis http://hdl.handle.net/10889/12909 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Καθοδική προστασία Μέθοδος των συνοριακών στοιχείων Διάβρωση Cathodic protection Boundary element method (BEM) Corrosion |
| spellingShingle |
Καθοδική προστασία Μέθοδος των συνοριακών στοιχείων Διάβρωση Cathodic protection Boundary element method (BEM) Corrosion Καλοβελώνης, Δημήτριος Επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων |
| description |
Η διάβρωση αποτελεί μεγάλη δαπάνη, στην εκτίμηση του κόστους παραγωγής, και σε επενδύσεις σε κάθε βιομηχανία. Η διάβρωση θέτει σε κίνδυνο την ασφαλή λειτουργία των κατασκευών και αποτελεί κύριο παράγοντα σε καταστροφικές αστοχίες σε γέφυρες, πυρηνικούς αντιδραστήρες, εξαρτήματα αεροσκαφών, και σε εξοπλισμό, στην χημική και κατασκευαστική βιομηχανία. Η καθοδική προστασία προστατεύει το μέταλλο, μετατρέποντας αυτό σε κάθοδο, χρησιμοποιώντας εφαρμοζόμενο ρεύμα ή καταναλισκόμενες ανόδους. Οι περισσότερο διαδεδομένες μέθοδοι στη μοντελοποίηση συστημάτων καθοδικής προστασίας είναι η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων (ΜΠΣ) και η μέθοδος των συνοριακών στοιχείων (ΜΣΣ). Η μέθοδος των συνοριακών στοιχείων (ΜΣΣ) λόγω της ακρίβειας στη λύση και της απλούστερης διαδικασίας δημιουργίας του πλέγματος αποτελεί την καταλληλότερη μέθοδο για την επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας. Η μέθοδος αυτή απαιτεί μόνο τη διακριτοποίηση των ανοδικών και καθοδικών επιφανειών, και συχνά οδηγεί σε καλύτερη μελέτη του προβλήματος, αλλά και μείωση του υπολογιστικού χρόνου. Οι ηλεκτροχημικές συνθήκες στην επιφάνεια του μετάλλου, που βρίσκεται σε ένα ηλεκτρολύτη, ορίζονται από τις καμπύλες πόλωσης, καθορίζοντας τη σχέση μεταξύ της πυκνότητας του ρεύματος και του δυναμικού. Όταν οι καμπύλες πόλωσης και οι διάφορες τιμές της ειδικής αγωγιμότητας, χρησιμοποιούνται σαν συνθήκες του προβλήματος, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιούνται με προσοχή, για να οδηγήσουν σε λύσεις με ακρίβεια. Στην εφαρμογή της ΜΣΣ συμπεριλαμβάνεται και ένας αλγόριθμος της μεθόδου Newton-Raphson, για την επίλυση των διακριτών εξισώσεων λόγω των μη γραμμικών συνοριακών συνθηκών που ορίζουν οι καμπύλες πόλωσης. Σε αυτή την εργασία αναπτύχθηκε πρόγραμμα σε Fortran, για την εφαρμογή της ΜΣΣ, σε προβλήματα καθοδικής προστασίας στις δύο διαστάσεις. Επίσης πραγματοποιήθηκε μελέτη για το σχεδιασμό ICCP συστημάτων, στις τρείς διαστάσεις, χρησιμοποιώντας το λογισμικό PITHIA. |
| author2 |
Πολύζος, Δημοσθένης |
| author_facet |
Πολύζος, Δημοσθένης Καλοβελώνης, Δημήτριος |
| format |
Thesis |
| author |
Καλοβελώνης, Δημήτριος |
| author_sort |
Καλοβελώνης, Δημήτριος |
| title |
Επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων |
| title_short |
Επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων |
| title_full |
Επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων |
| title_fullStr |
Επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων |
| title_full_unstemmed |
Επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων |
| title_sort |
επίλυση προβλημάτων καθοδικής προστασίας με τη μέθοδο των συνοριακών στοιχείων |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/12909 |
| work_keys_str_mv |
AT kalobelōnēsdēmētrios epilysēproblēmatōnkathodikēsprostasiasmetēmethodotōnsynoriakōnstoicheiōn AT kalobelōnēsdēmētrios cathodicprotectionproblemssolutionwiththeboundaryelementmethod |
| _version_ |
1771297355611504640 |
