Modelling of electric fields in axisymmetric systems for cathode protection of underground structures

Abstract

The aim of this work is to carry out numerical calculation of electric fields inaxisymmetric systems for cathode protection of underground structures against corrosion.As is known, cathode protection is a complex multi-parameter system, which has a numberof features depending on the type and form of the protected structure, properties of thesurrounding environment, etc. As a result, the modelling ofprotection parameters is quitecomplex and requires new more advanced computer technologies. In this work, we constructa mathematical model of the problem on the electric field distribution in an axisymmetricsystem for cathode electrochemical protection of underground structures. In addition, wepropose an algorithm to solve the problem. The algorithm is based on the use of integralGreen transformations and, in particular, the second Greenintegral formula. Also, wegive an example of a computer implementation of the proposedalgorithm in the case of ahomogeneous half-space. The Scilab application package isused to implement the example. Цель работы – проведение численных расчетов электрических полей в осесимметричных системах катодной защиты подземных сооружений от коррозии. Как известно, катодная защита является сложной многопараметрической системой, имеющейряд особенностей в зависимости от вида и формы защищаемого сооружения, свойств окружающей сооружение среды и т.д. Все это делает процесс моделирования параметров защиты достаточно сложным, требующим все новых компьютерных технологий. Входе работы была построена математическая модель задачи распределения электрического поля в осесимметричной системе катодной электрохимической защиты подземных сооружений. Далее предложен алгоритм решения данной задачи, основанный на применении интегральных преобразований Грина и, в частности, второй интегральной формулы Грина. Также приводится пример компьютерной реализации данного алгоритма в случае однородного полупространства. Для реализации примера был использован пакет прикладных программ Scilab.