Modellering av strøm- og potensialfordeling under en korrosjonsprosess

Abstract

Målet med denne masteroppgaven er å undersøke hvorvidt Comsol Multiphysics egner seg til korrosjonsmodellering. Oppgaven vil redegjøre for den teoretiske bakgrunnen for et katodisk beskyttelsessystem. Den vil også gå gjennom hvordan man setter opp en spesialdesignet pc til å kjøre beregninger i Comsol Multiphysics. Videre vil vi se på mulighetene Comsol Multiphysics gir til korrosjonsmodellering og også lose diverse øvingseksempler. Oppgaven inneholder også en brukermanual som beskriver fremgangsmetodene som er blitt brukt. Lesere av denne oppgaven står fritt til å modifisere alle prosedyrer og variabler slik at det passer hver enkelt sitt utstyr og bruk.

Comsol Multiphysics har levert god brukervennlighet og høy nøyaktighet, både i forbindelse med potensialfordeling og verifisering av total strøm. Ved hjelp av toppmoderne maskinvare og optimalisering mot software har maskinen redusert utregningstiden betraktelig. Dagens maskin kan utføre beregninger med opp til 10 millioner frihetsgrader innen rimelig tid, sammenlignet mot datamaskiner på pc-lab som har begrensning på under 1 million frihetsgrader.

The goal of this thesis is to investigate corrosion modeling in Comsol Multiphysics and present the findings. The thesis will account for the theoretical background of a cathodic protection system and how to set up a computer system on which Comsol Multiphysics will be installed. The thesis will investigate different aspects of Comsol as a corrosion modeling tool, as well as solving some special cases. Lastly we have composed a user manual to aid in the modeling work. The user is encouraged to investigate further, with different parameters according to computer hardware and modeling demands.

Comsol Multiphysics has been proven suitable for corrosion modeling, and yields satisfactory results on a global scale. With the added computational power of the state-of-the-art computer, we have successfully been able to verify the correctness of Comsol Multiphysics on a local scale as well. The increased performance has decreased the solution time considerable, compared with the previous setup and that offered by NTNU. The computer system is designed to solve cases containing up to 10M degrees of freedom, compared to a maximum of 1M degrees of freedom of current computers in the computer hall at NTNU.