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"para" label-module="para">

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

《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。

本书主要介绍了海洋工程腐蚀与防护技术方面的新科研成果，包括海洋环境下钢筋混凝土腐蚀与耐久性研究、钢结构防腐涂装技术研究、新材料研究、检测技术研究以及一些工程设计与应用实例。

本书内容丰富、实用，可供广大工程技术人员、科研单位及大专院校有关专业师生参考。

本书是关于金属海洋腐蚀研究方面的专著，书中首先介绍了海洋环境与金属腐蚀的关系，分析了影响金属腐蚀的海洋环境因素，并对电化学腐蚀原理、材料试验方法进行了简介。

本书可供从事沿海工程设计、海洋资源开发等领域的工程设计人员、科研人员和管理人员参考，也可作为高等院校、科研院所金属腐蚀与防护专业的研究生教材。

船舶与海洋工程就业方向

海洋运输类企业：船舶设计、生产制造、质量检验、船舶管理、船舶驾驶。

船舶与海洋工程考研方向

船舶与海洋结构物设计制造、船舶与海洋工程、流体力学、力学。