[发明专利]一种埋地钢质管道防腐层破损点定位有限元方法

权利要求书

1.一种埋地钢质管道防腐层破损点定位有限元方法，其特征在于：其包括如下步骤：

S1，根据参数利用SOLIDWORKS建立地铁-管道-土壤3D仿真模型；

S2，将地铁-管道-土壤3D仿真模型导入COMSOL有限元模拟软件；

S3，在COMSOL有限元模拟软件中设置材料参数；

S4，将地铁-管道-土壤3D仿真模型进行网格划分；

S5，计算求得电解质中杂散电场分布和金属表面二次电流分布；

S6，对土壤-走行轨-管道有限元模型施加边界条件；

S7，利用COMSOL有限元软件自带的稳态求解器进行求解；

S8，利用COMSOL有限元软件获得的数据和图形绘制沿管道的电位分布线图，获取破损点位置；

所述步骤S1的参数包括土壤尺寸、管长、管道壁厚、防腐层厚度、走行轨尺寸和走行轨绝缘层厚度；

所述步骤S3中的材料参数包括土壤电阻率、管道电阻率、防腐层电阻率、走行轨电阻率和走行轨绝缘层电阻率；

所述步骤S5具体为将土壤-走行轨-管道有限元模型带入欧姆定律和三维电流守恒连续性方程满足式进行计算，其中的欧姆定律为：式中：σ为电解质电阻率，为电场强度矢量，为外部电流引起的电流密度矢量，为电解质电流密度矢量；三维电流守恒连续性方程满足式为：其中Qj为外加电流密度；φ为电解质电位；d为第三维度方向的厚度；

所述步骤S4中的网格采用软件内置的自由四面体单元，其中土壤最小单元尺寸为10mm，最大单元尺寸为0.44m，管道及走行轨最小单元尺寸为0.01mm，最大单元尺寸为2mm，共包括23156个域单元、4561个面单元、316个边单元。