2016数学建模国赛A题程序（原创）作者cclplus

杨利霞

2016数学建模国赛A题程序（原创）作者cclplus

- q  x( X7 {0 x+ s4 n! {& Z0 Sclear all;
close all;
9 M4 b' e; \7 ~clc
format long
# z* L% U) y  C$ L- msyms h S Fw Ff Ff1 a b c d l L F depth n pl m x1 y1 y t distance n a1 b1;
  X5 ]# X& B& z' Q& X  U3 {$ k5 w- wF=[];
theta=[];
v=24; %风速
7 L- f; g2 z& @8 p: Zl=105*10^(-3); %锚链每节链环的长度
L=22.05; %锚链的总长度
- B* z$ o/ u# ~- q' Y4 f2 I1 Vnum=0; %通过更改不在海床上的链节数得到一个最优解
num1=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;
lin2=0;
m2=1200; %重物球质量
pg=7.7*10^3; %重物球的密度（单位：kg/m^3)
1 _& p# K$ Q2 tdepth=20; %水深
pl=7; %锚链单位长度的质量
vh=0; %海水流速
g=9.8; %可通过改变此语句来修改重力加速度，单位为m/s^2
p=1.025*10^3; %海水密度
M=1000; %浮标质量
m=10; %钢管质量
+ C1 _; D0 K+ U. f% @m1=100; %设备和钢桶总质量
0 z0 ?7 b; M% {) T3 O/ ^) r8 ?  Cy=0;
d=1;
' W# [2 b6 e* `" Rj1=0;
6 s4 x+ n9 Z2 M% A3 }& k/ rj2=0;
while(abs(y-d)>0.005)%在这里选择所需要的精度，
* p) ^* j6 N( e+ ]4 Y5 Aif (y>d)&&(num<round(L/l))
num1=num;
, G& F; ?- s! D- w8 g" ^num=round((num1+num2)/2);
elseif (y<d)&&(num<round(L/l));
: n" b0 c8 a; B. j8 k! O7 d1 U  s; [" \num2=num;
num=round((num1+num2)/2);
4 s: Y: B0 S& G/ y" K' qelseif (y<d)&&(num==round(L/l))
lin2=lin;
9 q. r' W; u3 N* i4 _lin=(lin1+lin2)/2;
elseif(y>d)&&(num==round(L/l))
  }  D% r9 I! L/ Nlin1=lin;
' k3 C/ p# @1 b+ O1 l5 Ylin=(lin1+lin2)/2;
end
1 S3 O  {. u. X6 d2 m( ~%钢桶受到的浮力
Ff1=p*g*pi*(0.3/2)^2;
4 V' x0 p7 L4 V9 `$ @$ c%钢管收到的浮力
Ff2=p*g*pi*(0.05/2)^2;
1 j* b. `* a% N1 ?$ M%重物球所受浮力
+ M/ V& P# u5 u4 h6 I; VFfg=p*g*m2/pg;
( Y9 q3 g8 J5 R* y) M" D%重物球所受海水水流力
Fhg=374*pi*((m2/pg/3/4)^(1/3))^2*vh^2;
6 a  Z$ V! m  R2 N2 {%风对浮标受力面的投影面积
S=2*(2-h);
%风对浮标产生的力
Fw=0.625*S*v^2;
%浮标在水中的体积
4 Q, A( j0 P1 x4 B2 W! WV=pi*(2/2)^2*h;
* l1 t, b/ t* ], B, E0 a/ R%浮标所受到的浮力
Ff=p*g*V;
. m6 W# l7 o  e%浮标受到海水的近似水流力
* F  C6 \( [' J9 hFb=374*2*h*vh^2;
6 F; V- g: \; {! O) o4 i! i7 q! Y%钢桶受到海水的近似水流力
Fs1=374*0.3*vh^2;
# L; u. G3 n" t% _%钢管受到海水的水流力的近似值
% v& N2 T  [/ u1 yFs=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));
. M7 I# M4 R( u) j& h! j4 |& melse
9 n' V1 o% Y* b0 }& q% J3 ph=(m2*g+M*g+4*m*g+m1*g-Ff1-4*Ff2-Ffg+num*pl*l*g)/(p*g*pi);
end
. I) L  s0 ?/ s8 G- sa=Fw+Fb;
b=-M*g+Ff+(Fw+Fb)*tan(lin);
; A+ ?6 T, f/ ]# uif j1==0
a=eval(a);
b=eval(b);
- o! }' s2 \6 U/ u6 oelse
) L: O7 X6 O/ Hend
8 d/ ]3 o. [" }5 X4 R- f# FF(1)=sqrt(a^2+b^2);
# s- o  Y1 [. ]( D0 J: Z6 v+ P  @theta(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));
n=n+Fh(i);
a=Fw+Fb+n;
; O! D( z6 x/ K  r+ q( O; U$ G$ S+ Z4 Fif j1==0
a=eval(a);
else
end
b=F(i)*sin(theta(i))+p*g*pi*(50*10^(-3)/2)^2-m*g;
2 G! p2 y" O. ^F(i+1)=sqrt(a^2+b^2);
theta(i+1)=atan(b/a);
end
c=0;
for i=1:5
0 `( L. O1 u4 s! o: ]2 Ic=c+sin(theta(i));
' ^2 e* |( @1 G8 Z; w% send
4 E- ?6 r- E% o" |d=depth-c-h;
y1=lin;
distance=0;
  `6 P* _# R0 `" Xif num==round(L/l)
4 d0 x" j; `7 c" c( F4 ay=l*sin(y1);
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
for i=1:num-1
6 @  m/ V7 D) ?( F, c( um=(x1*sin(y1)+i*pl*l*g)/sqrt((x1*sin(y1)+i*pl*l*g)^2+Fw^2);
# ?6 U- Y$ ~5 C$ N, G+ }0 H: |# lm=m*l;
, t5 O, w& `! V' `5 By=y+m;
  Q* V1 k5 J- l6 r2 H6 Zn=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
0 Y! F- Z7 \/ K) Z# F3 O' u9 bif j1==0
n=eval(n);
( t  Z2 d" d! x3 K) p2 h. Melse
. p5 G% u0 F! ]7 Y( P' \- @end
7 g% W0 c- a/ `- P# D  t% U1 b1 m4 q6 jdistance=distance+n;
* `, [2 K# a, b% n; Q. n) P, \/ m& K/ `if j1==0
y=eval(y);
else
end
2 q4 O6 _" {! y. a! w  H. ^" u1 vend
/ n! s: F1 ]# \$ Felse
y=y1*l;
distance=(round(L/l)-num)*l;
for i=1:num
! Y" q6 J0 W4 }- X# @6 Wx1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
m=(x1*y1+i*pl*l*g)/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
! l2 C, ~: s; ?* sy=y+m;
3 P2 L% ^% R9 bn=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
* D6 G, V% j! s( J1 i  A) wif j1==0
y=eval(y);
n=eval(n);
else
8 v$ M- f6 Q' A5 x0 C- z: _end
' A3 [& f& R2 T7 |; R7 \distance=distance+n;
; l0 ^# z" q! t; s8 E3 z( eend
end
' F8 j& c) ]' Wm=0;
* B, E: S0 R9 {$ f- z" J  @- W: ~j1=1;
j2=j2+1;
4 ^( h1 S. r2 y) Z/ Mend
1 `5 M$ p4 u# B" p%钢桶受到的浮力
" j* g- B; u6 |1 _8 t  h, Z) eFf1=p*g*pi*(0.3/2)^2;
%钢管收到的浮力
5 `& m0 j8 q4 k$ Y) RFf2=p*g*pi*(0.05/2)^2;
4 s1 Z( l/ r) L0 i3 ~5 @- y, X%重物球所受浮力
: _  [1 B- e4 j5 dFfg=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
S=2*(2-h);
; M1 j* H( E. w5 u$ D) }9 K%风对浮标产生的力
Fw=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
1 u: \7 g: W* `  P' ]1 sFf=p*g*V;
%浮标受到海水的近似水流力
7 M. W  O5 w# R$ G0 W# IFb=374*2*h*vh^2;
%钢桶受到海水的近似水流力
6 q9 Z, |% X" k* s/ ?Fs1=374*0.3*vh^2;
%钢管受到海水的水流力的近似值
3 s/ D' s' h7 F& R; `Fs=374*0.05*vh^2;
5 ?3 o% M1 m+ V6 M%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));
; B; ?& t* `! Q$ Q1 e8 q1 Nelse
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;
* G, u5 D7 n( w9 X- K1 J1 _4 ]2 qb=-M*g+Ff+(Fw+Fb)*tan(lin);
; Q) X# G* D; c$ ?8 m9 Y2 J) s" BF(1)=sqrt(a^2+b^2);
theta(1)=atan(b/a);
n=0;
% n* @9 @' D! R' l9 ^for i=1:4
. ~0 Y) I4 N5 y1 c$ t%钢管受到海水的水流力
Fh(i)=374*0.05*sin(theta(i));
9 u, ~% k$ H8 l: k1 @: K$ I" Vn=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);
3 V( l$ D( ~* x- ztheta(i+1)=atan(b/a);
end
* h  f) K* ^2 i# Z5 rdisp('输出钢管和钢桶的倾斜角度（角度制）')
# i' H  t/ `) n3 h0 {4 Uth=90-theta*180/pi
m=85*pi/180;
$ e- j: W" S: h# [if theta(5)>m
7 l/ R4 h  i" k5 o  Z0 F4 |disp('钢桶的倾斜角足够小，测量准确')
else
disp('钢桶的倾斜角过大')
end
; [- V/ M- V& Nc=0;
for i=1:5
8 G2 F" Y. J& g2 X3 R; T5 vc=c+sin(theta(i));
end
d=depth-c-h;
, y. o0 m- N9 r* c: `y1=lin;
distance=0;
2 O" R" V7 x1 o9 |- L) nif num==round(L/l)
y=l*sin(y1);
. D; D( d3 s8 V0 Hx1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
for i=1:num-1
: \  B& L! N9 D# i2 _/ f0 Fm=(x1*sin(y1)+i*pl*l*g)/sqrt((x1*sin(y1)+i*pl*l*g)^2+Fw^2);
m=m*l;
y=y+m;
n=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
# v+ S+ U, m$ odistance=distance+n;
1 m, v6 g  M3 e; N4 Xplot(distance,y,'o')
hold on
9 ]6 w& q/ T" N8 Lend
+ ]7 N( s; R1 s# Q& o8 Jelse
y=y1*l;
0 l5 J5 q7 y; j$ ofor i=1:round(L/l)-num
distance=i*l;
4 d4 ?, `4 T4 O5 t4 i3 sy=0;
% ^$ s; V! X$ \; iplot(distance,y,'o')
hold on
& P; I- [' O9 B2 H# ggrid on
1 X" H2 D( R/ {# S  fend
1 b3 O; Q- x+ ]9 n& Cfor i=1:num
x1=Fw/sqrt(1-(sin(y1))^2);
/ u9 L. y- Z3 J, Gm=(x1*y1+i*pl*l*g)/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
y=y+m;
  M+ d- J3 Y2 X' W, Dn=Fw/sqrt((x1*y1+i*pl*l*g)^2+Fw^2)*l;
if j1==0
! j# P: G1 @4 O0 O" Ay=eval(y);
n=eval(n);
else
9 H" @' }4 h6 A; H4 M9 {# qend
distance=distance+n;
8 O4 m5 L) ^3 N" nplot(distance,y,'o')
. W4 {+ U, x- ~hold on
end
! b# `1 R* d5 N$ T7 E0 xend
# H* J: K7 k- a4 f; ^m=0;
" [. \; Z  {( ]& R1 Bfor i=1:5
m=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
( @. Z/ l# D# ^* b5 q! U" W+ B1 b


& K' I( X$ H; i# L* R
2 n* \6 ^1 X% }4 \+ X# t/ v; @9 D
& |2 V$ V3 ?9 B, r
) r, x5 w# O% R1 k2 P4 m

571334077

2333333333333333333333