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标题: 2016数学建模国赛A题程序（原创）作者cclplus [打印本页]

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作者: 杨利霞    时间: 2019-4-10 10:54
标题: 2016数学建模国赛A题程序（原创）作者cclplus

2016数学建模国赛A题程序（原创）作者cclplus

  v4 ]9 |5 C& ?( e& C
5 ]1 ~9 l( }5 u6 t1 u  a; [
- u: M; v8 x+ O: ?clear all;
close all;
clc
format long
) {3 i" J( _7 p% C8 b2 x) @syms h S Fw Ff Ff1 a b c d l L F depth n pl m x1 y1 y t distance n a1 b1;
9 T, i2 e& l! H0 g, ~1 PF=[];
theta=[];
7 E- y* M; F; e* \$ t) k& n$ Yv=24; %风速
/ l# X+ \6 ^# c1 w3 u% ~  [l=105*10^(-3); %锚链每节链环的长度
" W& g' y: Z* q% |4 V, YL=22.05; %锚链的总长度
num=0; %通过更改不在海床上的链节数得到一个最优解
& `6 _" m$ Z8 [9 R/ Z: Wnum1=round(L/l);
num2=0;
lin=0/180*pi; %第一个链节与水平方向的夹角
lin1=90/180*pi;
- J! i# g- K* V( z9 B& Z8 U  @lin2=0;
& O; \: `( y2 U$ W0 A8 C: Z1 bm2=1200; %重物球质量
/ B9 c* e) y% t* N$ I$ k! ~: e, X& tpg=7.7*10^3; %重物球的密度（单位：kg/m^3)
. M/ J* A1 r' {* P9 X( pdepth=20; %水深
pl=7; %锚链单位长度的质量
0 \5 ~0 j) d$ ~# d% i+ O0 Z6 _vh=0; %海水流速
9 E  W- K. A! u, B5 G. _3 ng=9.8; %可通过改变此语句来修改重力加速度，单位为m/s^2
2 ~# ~! e, {; E5 T9 M. M- _5 pp=1.025*10^3; %海水密度
) l; j8 c, }2 s4 X4 wM=1000; %浮标质量
5 Z0 B  t# r# \. k* T% M3 Jm=10; %钢管质量
m1=100; %设备和钢桶总质量
: K2 N4 k* @) \y=0;
d=1;
j1=0;
9 r1 Z. X+ A8 l9 n: Xj2=0;
. x; q) O  }; X$ Wwhile(abs(y-d)>0.005)%在这里选择所需要的精度，
if (y>d)&&(num<round(L/l))
num1=num;
  u7 y, e, h+ ~# |2 U8 @) k( b) anum=round((num1+num2)/2);
elseif (y<d)&&(num<round(L/l));
+ S% \  j3 ^+ g( snum2=num;
num=round((num1+num2)/2);
. t7 r3 ?' q) r# H, O4 C9 Telseif (y<d)&&(num==round(L/l))
lin2=lin;
- ~6 W% g/ l- r6 b7 e. t5 ?lin=(lin1+lin2)/2;
# n. Y, z8 F! t  D0 r8 W8 Velseif(y>d)&&(num==round(L/l))
4 @: ^  o$ c' d" `& d/ L: wlin1=lin;
lin=(lin1+lin2)/2;
, O( p5 v5 J( x" n& w; Tend
%钢桶受到的浮力
Ff1=p*g*pi*(0.3/2)^2;
%钢管收到的浮力
" z" y3 Q/ D% ~' k$ u: {Ff2=p*g*pi*(0.05/2)^2;
%重物球所受浮力
Ffg=p*g*m2/pg;
5 j% C( d* t: G9 K/ V' z. J%重物球所受海水水流力
8 C- W/ n% C$ N  |+ [* Q" ^+ CFhg=374*pi*((m2/pg/3/4)^(1/3))^2*vh^2;
%风对浮标受力面的投影面积
  `0 ~. ^3 u" t* mS=2*(2-h);
%风对浮标产生的力
  v+ F7 L" r4 c6 sFw=0.625*S*v^2;
%浮标在水中的体积
V=pi*(2/2)^2*h;
%浮标所受到的浮力
Ff=p*g*V;
1 G2 U0 P& ]4 Q! R1 u%浮标受到海水的近似水流力
Fb=374*2*h*vh^2;
6 o% Q' a& ~* S: t. }. t4 j%钢桶受到海水的近似水流力
5 i: h  ~: _/ T9 ?6 a$ A0 tFs1=374*0.3*vh^2;
%钢管受到海水的水流力的近似值
Fs=374*0.05*vh^2;
%浮标浸没水中的高度
if num==round(L/l)
h=(m2*g+M*g+4*m*g+m1*g-Ff1-4*Ff2-Ffg+pl*L*g+(Fhg+4*Fs+Fs1)*tan(lin))/(p*g*pi-(1.25*v^2+374*vh^2)*tan(lin));
$ Y9 j' u% f6 L4 k7 t& Yelse
h=(m2*g+M*g+4*m*g+m1*g-Ff1-4*Ff2-Ffg+num*pl*l*g)/(p*g*pi);
end
: ]- X6 R4 }+ o7 X* t- |6 ya=Fw+Fb;
b=-M*g+Ff+(Fw+Fb)*tan(lin);
if j1==0
5 j0 E; F$ M" L/ ~2 da=eval(a);
b=eval(b);
7 J3 i5 f3 z% _* Z1 J0 E( x9 m  r4 Belse
end
) T0 `8 r" b. S: eF(1)=sqrt(a^2+b^2);
theta(1)=atan(b/a);
$ b3 ?5 o( x; i! o, Jn=0;
3 @' B( G, ?( Q, ]4 i* ]5 Z. Nfor i=1:4
%钢管受到海水的水流力
; u# A* W) s, H3 j5 o0 M. vFh(i)=374*0.05*sin(theta(i));
n=n+Fh(i);
1 C* K5 Q1 W7 ~a=Fw+Fb+n;
if j1==0
5 N( s& u6 ^& Wa=eval(a);
2 y, u' O" x  \- u4 g1 belse
# `% n& o4 {3 O/ c# x  v( O) Uend
b=F(i)*sin(theta(i))+p*g*pi*(50*10^(-3)/2)^2-m*g;
! L3 P, r& }. k9 A. j+ pF(i+1)=sqrt(a^2+b^2);
+ F: D3 V! {- Y# U& t4 atheta(i+1)=atan(b/a);
end
5 y( X' I* H& U# R% h" Nc=0;
0 @. m2 }6 a* i7 T8 _for i=1:5
c=c+sin(theta(i));
# x" y3 m" @) N+ eend
d=depth-c-h;
y1=lin;
7 a6 O/ F0 |  _  Y9 C* g5 Kdistance=0;
9 w7 `# m* l: h7 [if num==round(L/l)
2 [5 w- j: }) A2 {) Y/ Ny=l*sin(y1);
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
) ]3 @& ~! l" h, yfor i=1:num-1
8 E$ E4 V" C8 `4 d  C0 Dm=(x1*sin(y1)+i*pl*l*g)/sqrt((x1*sin(y1)+i*pl*l*g)^2+Fw^2);
m=m*l;
2 f4 V5 T9 d, c$ S8 S7 I9 zy=y+m;
/ m2 f( [5 h$ V4 N' N$ B( bn=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
9 J/ U* @8 C( u1 |  M$ e% Xif j1==0
: F+ u9 R/ p; k8 S# Cn=eval(n);
else
1 q( Q9 B; U4 g2 [* F0 tend
distance=distance+n;
* \6 k) x- F/ p- yif j1==0
y=eval(y);
! a7 R) @7 ]" L) Selse
end
end
/ y( _+ p) k  Q  |* V  jelse
" [3 M0 N' V* l- @y=y1*l;
distance=(round(L/l)-num)*l;
) B5 z6 Q. f0 X( `- v4 Hfor i=1:num
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
0 z6 ?' ~0 C& a9 ~& t' Cm=(x1*y1+i*pl*l*g)/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
y=y+m;
, N7 i# `# F" k; v( Nn=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
1 f' z$ I8 l, |, U+ Lif j1==0
- g& O6 m$ ]' x$ |" _y=eval(y);
5 \6 Z& M. q6 t, `n=eval(n);
" W# ]3 N; n( y8 a8 i/ }( p0 Melse
1 E9 E, J1 c& M6 p' |& ~end
; Q, ], Y* r- o' jdistance=distance+n;
& b! Y: }' s# n/ `end
7 g: Y3 |/ B; U7 ?# C$ R$ f7 dend
m=0;
. {  C9 p- D5 x3 `! G$ Xj1=1;
2 D( @& Q% V0 v  _1 _: Qj2=j2+1;
+ a. m9 ^; e" T" Y  i& Kend
2 j+ b% p1 Y/ F$ U8 q* d5 a%钢桶受到的浮力
* C' X5 w& K9 b' u9 \Ff1=p*g*pi*(0.3/2)^2;
%钢管收到的浮力
Ff2=p*g*pi*(0.05/2)^2;
%重物球所受浮力
Ffg=p*g*m2/pg;
0 r, f# k% l  y% w' z; L( N%重物球所受海水水流力
Fhg=374*pi*((m2/pg/3/4)^(1/3))^2*vh^2;
%风对浮标受力面的投影面积
( R) s  b# a( Q' VS=2*(2-h);
. b) E+ o( K7 `- C. |9 S%风对浮标产生的力
; \! ]" u) q* Z6 @: x9 g# G: r1 MFw=0.625*S*v^2;
4 Y. ]. ]5 H$ i& e/ P* C%浮标在水中的体积
V=pi*(2/2)^2*h;
%浮标所受到的浮力
Ff=p*g*V;
%浮标受到海水的近似水流力
Fb=374*2*h*vh^2;
%钢桶受到海水的近似水流力
$ H0 Q7 a# e9 ?0 M. qFs1=374*0.3*vh^2;
%钢管受到海水的水流力的近似值
5 E: E0 `  o0 j1 nFs=374*0.05*vh^2;
$ U% \8 T/ y: p8 ]$ K' o& q%浮标浸没水中的高度
if num==round(L/l)
$ z) J, C7 f6 r8 Ch=(m2*g+M*g+4*m*g+m1*g-Ff1-4*Ff2-Ffg+pl*L*g+(Fhg+4*Fs+Fs1)*tan(lin))/(p*g*pi-(1.25*v^2+374*vh^2)*tan(lin));
else
2 ^3 i* l+ `7 g9 _h=(m2*g+M*g+4*m*g+m1*g-Ff1-4*Ff2-Ffg+num*pl*l*g)/(p*g*pi);
end
a=Fw+Fb;
b=-M*g+Ff+(Fw+Fb)*tan(lin);
% s4 G- y% s8 S- ZF(1)=sqrt(a^2+b^2);
theta(1)=atan(b/a);
n=0;
+ c6 D$ p! Q3 ~* L1 n) ufor i=1:4
%钢管受到海水的水流力
Fh(i)=374*0.05*sin(theta(i));
  s( x1 t* b% R, W5 qn=n+Fh(i);
- `$ f8 x/ t9 Y- ?a=Fw+Fb+n;
b=F(i)*sin(theta(i))+p*g*pi*(50*10^(-3)/2)^2-m*g;
1 Z' n; s+ E0 [: X" t0 mF(i+1)=sqrt(a^2+b^2);
theta(i+1)=atan(b/a);
" X9 J; @) J9 uend
- o; p% m5 Y) F! K. J1 Cdisp('输出钢管和钢桶的倾斜角度（角度制）')
6 B& g/ v7 g* ]+ [5 oth=90-theta*180/pi
m=85*pi/180;
$ [0 A2 A7 X& e6 P* z5 p- Fif theta(5)>m
disp('钢桶的倾斜角足够小，测量准确')
* N/ T7 {4 }  v% T+ }: o6 ]else
disp('钢桶的倾斜角过大')
. O* P; k# e7 y5 Z9 n  z$ oend
c=0;
6 P4 ?' g) ]8 [) S  c  X! Zfor i=1:5
. L6 ~5 \1 Z4 }$ c4 `) q; i4 dc=c+sin(theta(i));
/ m1 J# ^8 a. f; Eend
+ U3 ^8 m% r4 ~6 ~d=depth-c-h;
6 j  k, \) @4 v8 Fy1=lin;
distance=0;
if num==round(L/l)
/ t6 {; T* J7 s5 i3 T: zy=l*sin(y1);
: L& E6 f! ^- r  ?1 ux1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
5 a  V$ I& n" S7 _for i=1:num-1
& r! N6 E7 W8 F6 x1 l7 A( i3 p# {" Ym=(x1*sin(y1)+i*pl*l*g)/sqrt((x1*sin(y1)+i*pl*l*g)^2+Fw^2);
2 s7 m- k' v. W7 A9 Vm=m*l;
y=y+m;
2 q/ ?( Q: ?' z5 x6 dn=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
% o. {( C+ ^' Jdistance=distance+n;
1 X( J3 H3 t. B2 f7 t* y3 vplot(distance,y,'o')
hold on
end
7 i# V, I9 `4 _5 A% I' qelse
y=y1*l;
for i=1:round(L/l)-num
distance=i*l;
8 c% d2 T* [, s8 x1 A# d7 S8 ?y=0;
6 l% G: w3 w* V& |, @plot(distance,y,'o')
hold on
grid on
end
for i=1:num
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
m=(x1*y1+i*pl*l*g)/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
! P* Q; D* j5 M" @0 H7 Ry=y+m;
4 B* N, M- _+ k1 Wn=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
, O, c5 g: A$ z; Wif j1==0
  e: ?% Z8 f. r2 n- Wy=eval(y);
n=eval(n);
else
+ I* y) z$ Y) n+ K7 V; dend
distance=distance+n;
& R1 m2 _7 I+ w. y9 }- Yplot(distance,y,'o')
, P. R+ L2 ], E0 m: D5 ohold on
. I0 f$ B7 z3 `% Q% Rend
, O6 s2 E) O8 dend
m=0;
for i=1:5
, n, C* J: ^8 |+ E/ v. W1 km=m+cos(theta(i));
8 v0 V$ D+ V& @7 b3 W; vend
%浮标的运动半径
0 x7 {  ?! W/ q& Vdisp('输出浮标的运动半径')
ans=distance+m
9 ~! Z$ h2 C$ u2 B

3 y* ?& O/ g( q6 Z0 u- F& X
1 A" m8 i& ]7 g5 ~
8 q% M/ _* ~, u$ w0 D/ Z! }4 R
/ L( z% X3 ]6 A0 A- |, l, p2 `
8 h8 _5 z9 b; w8 u* }% @  z: r
) {2 c: G4 Z' f: h: {

2018全国数学建模总结.docx

2019-4-10 11:37 上传

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作者: 571334077    时间: 2019-4-10 19:25
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