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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

% f2 A. k, g4 F  G/ _
4 c' K8 G# T$ x% X
+ a6 b3 I; c! H, v' vclear all;
8 j* _0 c; E5 `! @: w4 aclose all;
  \6 B& S" u1 o$ Gclc
8 o2 n9 f% F% f- v# n, h( K( Sformat 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;
& T1 C  [9 Z# E' d( TF=[];
2 w8 a5 p% f* f% g8 Itheta=[];
v=24; %风速
+ |, R) h! S; w1 ~! f0 yl=105*10^(-3); %锚链每节链环的长度
6 ?$ l7 r" g4 D* H# @  ~L=22.05; %锚链的总长度
* G0 R& n- Z$ [* v( V/ _num=0; %通过更改不在海床上的链节数得到一个最优解
$ p: ?1 q0 E+ x4 b+ q1 |+ c2 Unum1=round(L/l);
num2=0;
lin=0/180*pi; %第一个链节与水平方向的夹角
- i/ N: L" k( v* P2 glin1=90/180*pi;
) h& W5 R4 _0 q. b0 r' p4 h( wlin2=0;
  s; t* E5 I. |# V: Tm2=1200; %重物球质量
pg=7.7*10^3; %重物球的密度（单位：kg/m^3)
$ y: n6 v; x# W( r& w- `depth=20; %水深
8 N. C& ]# h. M( _pl=7; %锚链单位长度的质量
vh=0; %海水流速
6 b+ u" g+ V% e% j% Pg=9.8; %可通过改变此语句来修改重力加速度，单位为m/s^2
% v' ?, E: ?/ H& G: S8 tp=1.025*10^3; %海水密度
8 P  G# I% H$ E2 @3 OM=1000; %浮标质量
' |8 p2 a: {. m6 o. i) cm=10; %钢管质量
m1=100; %设备和钢桶总质量
y=0;
d=1;
( S& I8 q+ }5 I; S: o, zj1=0;
/ a3 X2 H* N$ b) E5 u% fj2=0;
while(abs(y-d)>0.005)%在这里选择所需要的精度，
' x- Q* w- ~8 y# \2 q6 ~if (y>d)&&(num<round(L/l))
num1=num;
num=round((num1+num2)/2);
elseif (y<d)&&(num<round(L/l));
num2=num;
num=round((num1+num2)/2);
2 e# D7 r' q9 Z$ q# h8 Belseif (y<d)&&(num==round(L/l))
lin2=lin;
1 K8 W$ ?3 a5 g4 Elin=(lin1+lin2)/2;
0 J0 y8 O* E  P& l8 Q3 [elseif(y>d)&&(num==round(L/l))
; @/ R* i2 j/ W5 f# ]7 ^2 G; _9 jlin1=lin;
lin=(lin1+lin2)/2;
end
' G* d  ~, S( ]  ~4 v%钢桶受到的浮力
) _: b& z0 G8 T4 z$ w- bFf1=p*g*pi*(0.3/2)^2;
" z& R0 z: {2 P  w3 {  e$ e  i%钢管收到的浮力
4 d1 V3 w' O, z/ t9 ~& ^# C$ W9 J" YFf2=p*g*pi*(0.05/2)^2;
%重物球所受浮力
Ffg=p*g*m2/pg;
, y) q  p. o( {) M; V- k' m" U%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
S=2*(2-h);
  |# Z* d/ u( I% M+ Z' T/ a7 t%风对浮标产生的力
* p" O$ k! d. d( a3 SFw=0.625*S*v^2;
%浮标在水中的体积
; E2 M4 W: J3 S" |# u  JV=pi*(2/2)^2*h;
%浮标所受到的浮力
& w6 z' |; i3 ^8 I2 j1 J& _Ff=p*g*V;
  Q/ p' L7 g0 O' L- |3 C%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
" {5 x5 q6 D7 {5 [- [Fs1=374*0.3*vh^2;
%钢管受到海水的水流力的近似值
9 {6 j( q6 c* J$ iFs=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));
else
: `: b* I, J% o, R: o% Lh=(m2*g+M*g+4*m*g+m1*g-Ff1-4*Ff2-Ffg+num*pl*l*g)/(p*g*pi);
end
  W1 E) Z8 S. U" u1 p  La=Fw+Fb;
b=-M*g+Ff+(Fw+Fb)*tan(lin);
if j1==0
a=eval(a);
b=eval(b);
else
end
# [  P+ q3 O+ o4 wF(1)=sqrt(a^2+b^2);
: B1 Y- X) u; j. o* J0 V! ^# Otheta(1)=atan(b/a);
n=0;
0 u0 I0 D0 K8 L0 h0 d8 \2 xfor i=1:4
" S$ ~$ z: W0 ~' j% R9 R% W%钢管受到海水的水流力
0 ?7 t# G8 {2 q/ SFh(i)=374*0.05*sin(theta(i));
n=n+Fh(i);
a=Fw+Fb+n;
6 ]" {+ a, d' p5 B# z% E' k' rif j1==0
a=eval(a);
else
end
b=F(i)*sin(theta(i))+p*g*pi*(50*10^(-3)/2)^2-m*g;
5 _* K9 }( [2 }% B: HF(i+1)=sqrt(a^2+b^2);
0 F( v  z1 H) [: C1 Ptheta(i+1)=atan(b/a);
7 B3 ^  w+ a* y, }; q; z3 ]end
c=0;
for i=1:5
c=c+sin(theta(i));
end
d=depth-c-h;
y1=lin;
distance=0;
if num==round(L/l)
3 L. ?0 y( l8 A, r* M; w9 R# w8 ty=l*sin(y1);
x1=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);
! G( d6 @7 Q0 G  a" n9 a& em=m*l;
y=y+m;
n=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
if j1==0
! R% m: f# Z6 `n=eval(n);
else
: s; S+ t- E! Lend
* J: v1 ]" u5 \: Y4 \2 Mdistance=distance+n;
if j1==0
) O8 g5 b0 A' p9 E+ X; D! r  \/ J$ ay=eval(y);
else
end
end
7 X! R. Q( `6 \! _7 H5 Belse
) F) S+ R# ^! u3 q! C1 ?y=y1*l;
distance=(round(L/l)-num)*l;
2 p5 d1 y0 |1 y3 J# R- r% }for i=1:num
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
$ i8 w, v" Y$ z9 r4 ]( Tm=(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);
- w7 y: s/ M8 `9 Wn=eval(n);
else
8 }3 _0 f3 q, r7 _end
distance=distance+n;
7 T, e: @! F' \9 A6 i& iend
* b$ M$ @  {* t/ Y4 z0 Mend
m=0;
j1=1;
" R  V) }/ H" f" \j2=j2+1;
! s+ C7 l' }0 j2 U5 p7 Yend
& X! [  O+ B6 d: L1 P%钢桶受到的浮力
  G$ @4 [0 \2 ~$ v5 l, V2 \4 W; UFf1=p*g*pi*(0.3/2)^2;
+ F. F8 @" Y3 K- Z& z6 X%钢管收到的浮力
Ff2=p*g*pi*(0.05/2)^2;
3 l6 Y4 K: L% Q* A* W%重物球所受浮力
' W4 V/ P1 |; ]; EFfg=p*g*m2/pg;
%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
! D: H6 {+ c+ CS=2*(2-h);
%风对浮标产生的力
Fw=0.625*S*v^2;
8 w# a" A: R% u3 `/ ?# L$ g%浮标在水中的体积
V=pi*(2/2)^2*h;
" r8 \+ w' ~! T& Q) H%浮标所受到的浮力
( z( z% d' t# I2 P$ ?5 vFf=p*g*V;
%浮标受到海水的近似水流力
  z/ p0 u% q+ m0 f) [3 zFb=374*2*h*vh^2;
%钢桶受到海水的近似水流力
% S3 X; \- p- {6 X: @2 hFs1=374*0.3*vh^2;
%钢管受到海水的水流力的近似值
' @* V) w' J7 A- ]; ?3 Y% eFs=374*0.05*vh^2;
%浮标浸没水中的高度
) B4 ?  F3 J# R3 j! ~: {# f! Oif 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
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;
$ R7 X2 e3 g# |: ~& L# {+ yb=-M*g+Ff+(Fw+Fb)*tan(lin);
  |3 m  w- |4 C' j5 _' b+ xF(1)=sqrt(a^2+b^2);
4 }4 d- h6 I. _1 V5 rtheta(1)=atan(b/a);
3 u% L. r+ b' D( m0 S% Cn=0;
# V1 j3 I) q# x9 m: ?for i=1:4
%钢管受到海水的水流力
# [. H3 l/ _2 w% s+ }Fh(i)=374*0.05*sin(theta(i));
n=n+Fh(i);
) X" w! A; T/ V4 ?1 ?5 k$ wa=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);
' ~* h% |0 n  otheta(i+1)=atan(b/a);
end
! z, Q8 M; {7 Pdisp('输出钢管和钢桶的倾斜角度（角度制）')
  P0 Z# \9 W3 P7 U# o0 {% Q5 Ath=90-theta*180/pi
m=85*pi/180;
if theta(5)>m
* J* |2 p8 R  f4 y4 A1 X6 idisp('钢桶的倾斜角足够小，测量准确')
  {1 G/ a* F  e2 k$ [$ L9 gelse
disp('钢桶的倾斜角过大')
end
- X# T. R8 d6 Yc=0;
3 J% @, M' k% z: ~, h) c! tfor i=1:5
c=c+sin(theta(i));
end
d=depth-c-h;
y1=lin;
distance=0;
+ I+ E/ @  f' Fif num==round(L/l)
y=l*sin(y1);
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
' M! h( M) z3 y8 ?' [) d# ]for i=1:num-1
m=(x1*sin(y1)+i*pl*l*g)/sqrt((x1*sin(y1)+i*pl*l*g)^2+Fw^2);
9 T8 ~0 |4 j' X% `. T. `m=m*l;
y=y+m;
# L6 u- ~+ s" i# A0 u, y) `n=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
0 i  U: E9 Z0 s' r# c( {' udistance=distance+n;
plot(distance,y,'o')
hold on
* P; Z% z( h* T! s. Oend
else
y=y1*l;
for i=1:round(L/l)-num
distance=i*l;
y=0;
plot(distance,y,'o')
hold on
grid on
end
9 [6 f: {1 P% I1 c; ^8 kfor i=1:num
! Y$ G! h% a+ E! v! \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;
) @8 b) q$ o: |7 Ey=y+m;
n=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
( @' f# T5 T! Y+ J9 _  }$ z8 wif j1==0
; {% F2 c5 c' {. `3 A, F+ vy=eval(y);
2 O; l% j4 x7 w* }n=eval(n);
else
4 ~) D/ _/ i: ?( C) _) M2 H7 zend
distance=distance+n;
plot(distance,y,'o')
) Y8 m# j+ ?: ]( w% qhold on
: ~& r$ p: S3 gend
end
  P/ ]! Y9 F: [9 g# t2 ^* w1 Gm=0;
# t( U1 u! N# X2 q0 m: E1 vfor i=1:5
0 r9 @- y* ]8 z" O, k' Wm=m+cos(theta(i));
end
%浮标的运动半径
disp('输出浮标的运动半径')
ans=distance+m
+ N$ d" t( G9 A3 X
" U9 G- u$ \  d9 x6 u
, S6 k, {- V" }' k) Z


' R" }7 b  h) j% \  x7 S

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
2333333333333333333333
3 A& [9 }3 q( r) ]5 W3 i( p

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