《表1 PCCP管壁材料的电磁学参数》

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《远场涡流-电感耦合效应的数值仿真》

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如图3所示，以内径为0.4m的SL型和内径为1.0m的SE型PCCP管为例分别进行仿真分析，管壁结构尺寸参考标准[9]取值。试验中激励线圈与管道同轴布置，故可采用轴对称有限元进行分析。采用ANSYS MAXWELL软件，以管道轴线为对称边界建模，管内外设置为空气。为优化网格形状，预应力钢丝采用等面积的正方形截面进行模拟，有限元计算网格如图4所示。由于检测线圈的电压幅值和相位可以通过对应位置磁场量B的幅值和相位来表达，所以建模时略去了检测线圈。管壁材料参数如表1所示。预应力钢丝断裂时，材料的导磁能力并不会消失，但是沿钢丝缠绕方向的环形电流将会受阻，因此保持钢丝单元磁导率不变，将其电导率设为0。激励源为频率20Hz，初始相位为0的正弦波。