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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

5 X0 s; D1 v2 w
" Y& `% \  `+ {# L
clear all;
close all;
* S. Q0 s0 q. R/ D/ Zclc
& c+ ?: j  c+ X% o. _' x" Cformat long
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;
) ]6 p  j, c' f& d9 }F=[];
: U- I& A7 N$ atheta=[];
3 K3 Q5 ]  j8 ]+ }8 G/ zv=24; %风速
l=105*10^(-3); %锚链每节链环的长度
L=22.05; %锚链的总长度
3 M  k4 k8 n0 G4 t7 ^num=0; %通过更改不在海床上的链节数得到一个最优解
# l0 s2 w! d5 v4 t; ]& ?7 ]num1=round(L/l);
1 A6 z- r, w9 I; E! ]num2=0;
7 K3 i2 U. k# {$ llin=0/180*pi; %第一个链节与水平方向的夹角
  a+ N; _7 N' t' ilin1=90/180*pi;
$ i3 C; M2 c! q: Flin2=0;
2 Z# m3 o1 N' zm2=1200; %重物球质量
pg=7.7*10^3; %重物球的密度（单位：kg/m^3)
4 }9 V1 N3 o0 h, P3 T2 cdepth=20; %水深
; B9 _, ^8 W; c$ opl=7; %锚链单位长度的质量
( V2 q4 z4 O1 X, Svh=0; %海水流速
' Y  J4 t5 J: h* ^& Rg=9.8; %可通过改变此语句来修改重力加速度，单位为m/s^2
, R  p. T" n7 X7 k+ Ip=1.025*10^3; %海水密度
' w7 K9 f5 Z( }5 WM=1000; %浮标质量
; c5 u' s0 ?' sm=10; %钢管质量
8 T& S2 j0 z3 r" C% n8 D, @3 bm1=100; %设备和钢桶总质量
; I% ^0 [7 b& W4 R: G6 t! ky=0;
# g% {  P# J% C; m& P& X. ^, vd=1;
j1=0;
5 I( G4 K+ \$ B$ d6 ]6 qj2=0;
: l" j' h7 b4 K* Bwhile(abs(y-d)>0.005)%在这里选择所需要的精度，
if (y>d)&&(num<round(L/l))
6 ~' [+ G) }3 c% s' ?2 A* F4 d# Mnum1=num;
/ U1 n& u* G( }; Snum=round((num1+num2)/2);
* K  o" D7 c" }6 Yelseif (y<d)&&(num<round(L/l));
num2=num;
num=round((num1+num2)/2);
elseif (y<d)&&(num==round(L/l))
( C1 H2 ?9 o4 |$ f. `lin2=lin;
lin=(lin1+lin2)/2;
  `* \& q5 n; l# L: N5 c( Felseif(y>d)&&(num==round(L/l))
* _- a+ e( X) K9 k+ L/ g0 \lin1=lin;
) m* D9 a4 w& g1 ~( {# vlin=(lin1+lin2)/2;
0 w% {$ |' t" b: A: B% Oend
%钢桶受到的浮力
( }8 D! }( e( Q* x, d6 D! k4 ?Ff1=p*g*pi*(0.3/2)^2;
%钢管收到的浮力
Ff2=p*g*pi*(0.05/2)^2;
  d8 z; Q$ U: a, I) Z%重物球所受浮力
Ffg=p*g*m2/pg;
%重物球所受海水水流力
- m& Y( {2 m, r" o- ZFhg=374*pi*((m2/pg/3/4)^(1/3))^2*vh^2;
* c( r: t2 [+ a%风对浮标受力面的投影面积
S=2*(2-h);
%风对浮标产生的力
2 Z2 B1 H# z% mFw=0.625*S*v^2;
1 T3 o4 z, B7 f; U; e  }%浮标在水中的体积
V=pi*(2/2)^2*h;
%浮标所受到的浮力
) z1 w- a4 X) [' a0 LFf=p*g*V;
%浮标受到海水的近似水流力
% i- [6 }& G( O) i. `Fb=374*2*h*vh^2;
%钢桶受到海水的近似水流力
$ y5 d8 I/ J0 W2 {/ j2 w6 fFs1=374*0.3*vh^2;
%钢管受到海水的水流力的近似值
  ~" Z  H% A, mFs=374*0.05*vh^2;
%浮标浸没水中的高度
if num==round(L/l)
1 d! \2 O9 j" U3 rh=(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
h=(m2*g+M*g+4*m*g+m1*g-Ff1-4*Ff2-Ffg+num*pl*l*g)/(p*g*pi);
4 h, W% S5 s3 i0 h$ y/ |( Yend
a=Fw+Fb;
! y: d6 G6 j3 W( z: s7 d, {b=-M*g+Ff+(Fw+Fb)*tan(lin);
if j1==0
$ \& l( q. k2 |0 `a=eval(a);
: V6 T' T* i0 p3 |9 s7 ~b=eval(b);
else
end
F(1)=sqrt(a^2+b^2);
theta(1)=atan(b/a);
& x+ P1 Q' V3 _& d' Q6 ~* ?7 |$ L: [n=0;
for i=1:4
5 ^) {& j+ [# _7 a8 X# x5 d# T$ D%钢管受到海水的水流力
8 J8 @% w! m; i2 ?0 D- zFh(i)=374*0.05*sin(theta(i));
n=n+Fh(i);
a=Fw+Fb+n;
if j1==0
a=eval(a);
; a# D; }7 o6 {) Gelse
end
' v) H; |& l# u% Ib=F(i)*sin(theta(i))+p*g*pi*(50*10^(-3)/2)^2-m*g;
F(i+1)=sqrt(a^2+b^2);
& X; j. q8 R( Z& T2 `, E1 r( utheta(i+1)=atan(b/a);
end
6 P0 d+ y+ s9 }, ^7 c3 Nc=0;
for i=1:5
8 B; M1 n" ?5 `/ u5 N& N: Z  c' ic=c+sin(theta(i));
2 z9 h# j! p4 _1 h/ f# l! h2 aend
d=depth-c-h;
- c' N% ~& n; i$ jy1=lin;
distance=0;
if num==round(L/l)
! c: @2 m- P! S" [- }& Gy=l*sin(y1);
# q7 {4 q& c- Q6 x" J, d! j7 D- Ex1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
for i=1:num-1
m=(x1*sin(y1)+i*pl*l*g)/sqrt((x1*sin(y1)+i*pl*l*g)^2+Fw^2);
m=m*l;
9 h) p% c5 U7 Ly=y+m;
n=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
6 Q3 Y. [5 W* o& ~if j1==0
n=eval(n);
else
end
distance=distance+n;
5 h3 N+ ^  p, g8 oif j1==0
* i8 g6 J/ d$ Y$ Ky=eval(y);
else
  U7 w% ^' ]/ j# Z4 L: iend
( f( Q, o1 ~" {! N5 wend
  K) @% I3 @* Q" E* }/ f: B5 |$ Gelse
! b5 n6 z# ^1 c: I: zy=y1*l;
# q# W' F8 t0 \" Ndistance=(round(L/l)-num)*l;
6 C7 J' ]/ K$ u# o' ffor i=1:num
) y* j1 O- O  p5 xx1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
m=(x1*y1+i*pl*l*g)/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
( \* F: o* c- d, N5 Z* gy=y+m;
: w) w! B+ M! Z* Q) _n=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
- r( T5 @( ], E2 w/ R, mif j1==0
5 t( _+ g0 }2 z9 w/ _- k5 y* ]y=eval(y);
9 J0 ]& E. B5 x- R' \; ]6 j) Xn=eval(n);
: O% s3 x4 `4 C+ A' [( T9 {. K8 xelse
  E( k- J' t& A  h& Q. W; wend
distance=distance+n;
end
" Y- s+ s0 I; F! wend
: t! U$ G8 N6 `4 Q# i% E; u5 Dm=0;
j1=1;
j2=j2+1;
end
6 h% U6 l6 c3 {' B9 u" G' y%钢桶受到的浮力
3 S$ d: O) V; b/ ^) @6 DFf1=p*g*pi*(0.3/2)^2;
  I6 B2 k9 H0 V1 j+ p2 W( o%钢管收到的浮力
Ff2=p*g*pi*(0.05/2)^2;
7 F% w1 w8 s/ ]# q  Q%重物球所受浮力
! B5 q, A" _$ s5 J& s1 @Ffg=p*g*m2/pg;
%重物球所受海水水流力
, B; N4 X% ]2 z* z+ p! C: VFhg=374*pi*((m2/pg/3/4)^(1/3))^2*vh^2;
1 b( d: G6 m1 g1 Q* F%风对浮标受力面的投影面积
S=2*(2-h);
5 y7 e$ Z5 I1 _1 \8 M: _%风对浮标产生的力
+ }+ T8 B. [* IFw=0.625*S*v^2;
%浮标在水中的体积
' u& f# k8 K- Y3 o" Y0 R, j  H( ^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;
, R0 W0 B' R5 }  K, T: _%钢桶受到海水的近似水流力
( e# W4 `8 b8 Z* c3 t- JFs1=374*0.3*vh^2;
, t9 q8 Q( W4 G  X%钢管受到海水的水流力的近似值
3 Z' E4 ?5 \/ X; ~/ m5 b4 R7 `% ~# UFs=374*0.05*vh^2;
. A5 Y: A: k/ l1 {%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));
else
1 d( U  }  X1 r$ @* H% e6 W! F- vh=(m2*g+M*g+4*m*g+m1*g-Ff1-4*Ff2-Ffg+num*pl*l*g)/(p*g*pi);
) W: X! f& _8 u, P, t6 B% Rend
a=Fw+Fb;
& H+ e) B' g4 Z4 q9 xb=-M*g+Ff+(Fw+Fb)*tan(lin);
F(1)=sqrt(a^2+b^2);
# q% e4 g9 o1 K( p! h, x- Ntheta(1)=atan(b/a);
n=0;
for i=1:4
%钢管受到海水的水流力
Fh(i)=374*0.05*sin(theta(i));
. G0 m2 ]& @) P+ `/ Z6 b" Z, cn=n+Fh(i);
a=Fw+Fb+n;
b=F(i)*sin(theta(i))+p*g*pi*(50*10^(-3)/2)^2-m*g;
F(i+1)=sqrt(a^2+b^2);
theta(i+1)=atan(b/a);
end
: A0 V6 D& y" s/ p' {% |disp('输出钢管和钢桶的倾斜角度（角度制）')
$ m5 R: `4 w  ]9 Bth=90-theta*180/pi
m=85*pi/180;
if theta(5)>m
1 p8 V$ G: v. _$ @7 o/ N( zdisp('钢桶的倾斜角足够小，测量准确')
else
5 P4 @" {+ t, g3 edisp('钢桶的倾斜角过大')
end
, ?' ^; w0 o) J& i, W5 P8 fc=0;
) h9 K: c4 u- _* Xfor i=1:5
3 d. K5 }) X. Q$ Pc=c+sin(theta(i));
( [# N0 ?1 j# y' ]5 ]end
3 f$ a; S, O. I+ Ad=depth-c-h;
y1=lin;
. z" b: w9 P) kdistance=0;
if num==round(L/l)
; ]; D( k: z" ^y=l*sin(y1);
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
" E8 {& t. P0 kfor i=1:num-1
m=(x1*sin(y1)+i*pl*l*g)/sqrt((x1*sin(y1)+i*pl*l*g)^2+Fw^2);
m=m*l;
9 d4 _1 ~+ A+ M" ?; @3 P( q( X: hy=y+m;
( B! h. b8 s. G3 Hn=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
& B8 d! j8 }& _" n0 S9 ?distance=distance+n;
plot(distance,y,'o')
hold on
  a- B# f* L. b# send
else
6 r9 [# D1 F9 z' `5 s5 }y=y1*l;
for i=1:round(L/l)-num
; D5 L- E" E: W! m& q6 G3 x$ z$ |distance=i*l;
y=0;
/ d0 L9 d8 s% ^" e+ {  d! V" splot(distance,y,'o')
3 Z9 y/ K' s& n. ^1 P# whold on
+ |% Z/ O. w+ p7 F5 U7 l9 cgrid on
end
. W+ B7 W3 w3 ]. E% B! Ffor i=1:num
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
+ N* _% f4 w3 \9 e7 @" zm=(x1*y1+i*pl*l*g)/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
y=y+m;
n=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
if j1==0
y=eval(y);
( ]4 @  {* c. zn=eval(n);
) F& m3 h% N- N3 P( }4 {0 yelse
end
; r7 q% r4 o8 M+ e* F) X2 k; v# rdistance=distance+n;
& D9 n7 q9 ~0 t. ?0 ?plot(distance,y,'o')
9 _. X4 s3 e' B8 uhold on
end
end
m=0;
for i=1:5
5 r6 f0 l- K; K7 u  D4 L( xm=m+cos(theta(i));
end
%浮标的运动半径
disp('输出浮标的运动半径')
* X( s' l, ?  n0 Z  v5 |- y4 u* rans=distance+m

) X+ e8 J( s, Y" F/ ], H( j
3 S* [  I0 W9 m* G2 ^; ~% o
. ?1 y% i/ [$ I! K0 a& c
4 G6 u4 R& V0 b7 d! _6 r2 H* I5 _

2018全国数学建模总结.docx

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作者: 571334077    时间: 2019-4-10 19:25
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