28、多领域技术研究：从偏微分方程求解到设备评估与管道检测

多领域技术研究：从偏微分方程求解到设备评估与管道检测

在科学与工程领域，众多技术和方法被用于解决各种复杂问题。本文将深入探讨几个关键领域的研究，包括偏微分方程的求解、大型复杂设备的健康状态评估以及双金属复合管的磁泄漏模拟分析。

偏微分方程求解：PINN 技术

在解决二维全势方程方面，物理信息神经网络（PINN）技术展现出了独特的优势和局限性。PINN 能够有效推断流速，尤其在跨音速情况下，即使可能引入激波，它也能发挥作用，这表明 PINN 可用于求解具有更复杂物理特征的偏微分方程（PDE）。然而，与现有的计算流体动力学（CFD）方法相比，PINN 方法的效率和准确性相对较低。不过，深度学习领域的持续发展有望进一步推动使用深度神经网络（DNN）求解 PDE 的研究，这仍然是一个令人兴奋的研究领域。

双金属复合管磁泄漏模拟分析

双金属复合管因其高承压能力和出色的耐腐蚀性，在油气管道运输领域得到了广泛应用。然而，由于加工和制造过程中的缺陷，如复合管空隙、气隙、焊缝裂纹和基管腐蚀等，会影响管道的安全运行。目前国内长距离管道内部检测主要采用磁泄漏检测技术，但双金属复合管的检测存在一定局限性。由于内不锈钢衬管的磁导率较弱，探测器与管壁形成的磁路气隙增大，导致管壁磁化强度降低、三轴磁泄漏传感器区域的泄漏信号减弱以及缺陷分辨率降低。因此，需要优化励磁磁路。

管道磁泄漏检测原理

管道磁泄漏检测能够更全面地检测碳钢管道的金属损失缺陷和焊缝异常等信息。当漏磁探测器在管道内移动时，由永久磁铁、钢刷和磁轭组成的励磁结构与管壁形成磁路，使碳钢管壁磁化。管壁缺陷处会产生泄漏磁通，通过霍尔传感器收集泄漏信号并进一步分析，以确定管道缺陷的特征和尺