優(yōu)秀論文破解2

1、優(yōu)秀論文儲(chǔ)油罐的變位識(shí)別與罐容表標(biāo)定破解一、隊(duì)號：第58組隊(duì)員：劉春博電氣13-9班 戚亮生電氣13-9班二、摘要閱讀2.1 模型的數(shù)學(xué)歸類：該論文建立的模型主要是根據(jù)儲(chǔ)油罐在水平放置和變位情況下確立的儲(chǔ)油量與油位高度及變位參數(shù)（縱向傾斜角度和橫向偏轉(zhuǎn)角度）之間的函數(shù)關(guān)系。2.2 建模思路及模型求解、分析：首先，對于問題一中橢圓形的儲(chǔ)油罐，應(yīng)該建立笛卡爾坐標(biāo)系（直角坐標(biāo)系和斜角坐標(biāo)系的統(tǒng)稱），利用截面法和微元法給出它在水平放置情況下的理論儲(chǔ)油量與油位高度的計(jì)算公式，然后將理論值與實(shí)際值進(jìn)行誤差分析。問題二先考慮得出儲(chǔ)油罐水平臥放時(shí)儲(chǔ)油量與浮油子高度的函數(shù)關(guān)系；再考慮在油罐處于變位時(shí)，分別考慮橫

2、向變位()和縱向變位（）的情況，利用投影法、截面法對油位高度進(jìn)行細(xì)致的具體分類，作者將油位高度分為三類進(jìn)行研究，利用實(shí)際數(shù)據(jù)估算變位參數(shù)，將變位參數(shù)代入求得的分類公式，得出修正后的罐容表標(biāo)定值。模型的求解過程運(yùn)用了微元法對儲(chǔ)油量進(jìn)行求解。最后，在模型的改進(jìn)過程中，利用實(shí)際檢測數(shù)據(jù)和建立的函數(shù)模型的理論數(shù)值進(jìn)行比對和誤差分析，判斷誤差所服從的分布并利用相對誤差就可以檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性和方法的可靠性。2.3 主要結(jié)果：經(jīng)過對問題一的研究分析，由上述得到儲(chǔ)油罐發(fā)生變位時(shí)實(shí)際體積關(guān)于的公式，并給出罐體變位后油位高度間隔為1cm的罐容表標(biāo)定值（即進(jìn)/出油量與罐內(nèi)油位高度的表格）。經(jīng)過對問題二的分析，得到了

3、每一種情形下儲(chǔ)油罐發(fā)生變位時(shí)實(shí)際體積關(guān)于的公式，并給出罐體變位后油位高度間隔為10cm 的罐容表標(biāo)定值。三、問題的分析及準(zhǔn)備3.1 該論文的目的：該論文建立儲(chǔ)油罐的變位識(shí)別與罐容表標(biāo)定模型，旨在處理一些加油站部分儲(chǔ)油罐在使用一段時(shí)間后，由于地基變形等原因，罐體的位置發(fā)生縱向傾斜和橫向偏轉(zhuǎn)等變化而導(dǎo)致罐容表發(fā)生改變，對罐容表進(jìn)行重新標(biāo)定。3.2 建立模型要具體解決以下兩個(gè)問題：a. 為了掌握罐體變位后對罐容表的影響，利用橢圓型儲(chǔ)油罐（兩端平頭的橢圓柱體），分別對罐體無變位和傾斜角的縱向變位兩種情況做了實(shí)驗(yàn)，建立數(shù)學(xué)模型研究罐體變位后對罐容表的影響，并給出罐體變位后油位高度間隔為1cm 的罐容表標(biāo)

4、定值。b. 對于實(shí)際儲(chǔ)油罐，建立罐體變位后標(biāo)定罐容表的數(shù)學(xué)模型，即罐內(nèi)儲(chǔ)油量與油位高度及變位參數(shù)（縱向傾斜角度和橫向偏轉(zhuǎn)角度）之間的一般關(guān)系。并給出罐體變位后油位高度間隔為10cm 的罐容表標(biāo)定值。利用給出的實(shí)際檢測數(shù)據(jù)來分析檢驗(yàn)?zāi)銈兡Ｐ偷恼_性與方法的可靠性。3.3 該論文中模型的準(zhǔn)備工作中收集到了數(shù)據(jù)信息和文獻(xiàn)資料有：a. 罐體無變位和縱向傾斜角為的縱向變位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表。b. 罐體橫向和縱向變位后在進(jìn)/出油過程中的實(shí)際檢測數(shù)據(jù)。c. 儲(chǔ)油罐截面示意圖及罐體變位示意圖。文中所選擇的模型有儲(chǔ)油罐在水平放置和變位情況下確立的儲(chǔ)油量與油位高度及變位參數(shù)（縱向傾斜角度和橫向偏轉(zhuǎn)角度）之間的函數(shù)關(guān)系。在

5、計(jì)算罐體截面面積時(shí)，運(yùn)用了截面法，對儲(chǔ)油罐罐容的計(jì)算值選擇了投影法和微元法。四、模型假設(shè)模型的假設(shè)要排除一些次要因素以及人為不可控的外在復(fù)雜因素的影響，如果考慮過多的次要因素會(huì)使模型的難度加大，排除次要因素是為了避免為計(jì)算帶來不必要的麻煩，抓住主要因素，從而使問題簡化，使所建模型更具可靠性，增強(qiáng)模型的說服力。（1）在儲(chǔ)油罐傾斜時(shí)，忽略油浮子高度為0時(shí)油所占的體積；（2）在儲(chǔ)油罐變位后，假設(shè)當(dāng)油浮子高度達(dá)到最大后不再進(jìn)油；（3）忽略因油的揮發(fā)而造成儲(chǔ)油量的減少；（4）忽略因滲出油而造成儲(chǔ)油量的減少；（5）忽略因特殊情況而造成儲(chǔ)油量的變化。五、模型建立與求解5.1問題一5.1.1 模型一如圖，以儲(chǔ)

6、油罐圓柱體接地一端為原點(diǎn)，以圓柱體高方向?yàn)檩S，建立笛卡爾坐標(biāo)系，利用微元法求儲(chǔ)油體積。小儲(chǔ)油罐截面為橢圓，橢圓方程為：進(jìn)行積分可得帶油的截面面積為：對面積進(jìn)行積分后得到儲(chǔ)油量的體積：其中表示實(shí)驗(yàn)罐的儲(chǔ)油量，表示任一橢球截面的長半軸，表示任一橢球形截面的短半軸，表示油浮子到圓柱體高方向的距離，表示儲(chǔ)油罐圓柱體部分的長度。利用MATLAB對附件1中的無變位進(jìn)出油量進(jìn)行處理，得到理論油量，再進(jìn)行誤差分析。MATLAB編程的具體過程如下：將附件1中的累加進(jìn)油量與油位高度輸入為名為jinyou1的txt文檔，具體數(shù)據(jù)為：50 159.02；100 176.14；150 192.59；200 208.50

7、；250 223.93；300 238.97；350 253.66；400 268.04；450 282.16；500 296.03；550 309.69；600 323.15；650 336.44；700 349.57；750 362.56；800 375.42；850 388.16；900 400.79；950 413.32；1000 425.761050 438.12；1100 450.40；1150 462.62；1200 474.78；1250 486.89；1300 498.95；1350 510.97；1400 522.95；1450 534.90；1500 546.82；155

8、0 558.72；1600 570.61；1650 582.48；1700 594.35；1750 606.22；1800 618.09；1850 629.96；1900 641.85；1950 653.75；2000 665.67；2050 677.63；2053.83 678.54；2103.83 690.53；2105.06 690.82；2155.06 702.85；2205.06 714.91；2255.06 727.03；2305.06 739.19；2355.06 751.42；2404.98 763.70；2406.83 764.16；2456.83 776.53；2506.8

9、3 788.99；2556.83 801.54；2606.83 814.19；2656.83 826.95；2706.83 839.83；2756.83 852.84；2806.83 866.00；2856.83 879.32；2906.83 892.82；2906.91 892.84；2956.91 906.53；3006.91 920.45；3056.91 934.61；3106.91 949.05；3156.91 963.80；3206.91 978.91；3256.91 994.43；3306.91 1010.43；3356.91 1026.99；3406.91 1044.25；345

10、6.91 1062.37；3506.91 1081.59；3556.91 1102.33；3606.91 1125.32；3656.91 1152.36；3706.91 1193.49；同理將附件1中累加出油量與油位高度輸入名為chuyou1的txt文檔，具體數(shù)據(jù)為：52.721150.72;102.721123.99;152.721101.15;202.721080.51;252.721061.36;302.721043.29;302.721026.08;302.721009.54;452.72993.57;502.72978.08;552.72962.99;602.72948.26;652

11、.72933.84;702.72919.69;752.72905.78;802.72892.10;852.72878.61;902.72865.30;952.72852.15;1002.72839.14;1052.72826.27;1102.72813.52;1152.72800.87;1202.72788.33;1252.72775.88;1302.72763.51;1352.72751.21;1402.72738.98;1452.72726.81;1502.72714.70;1552.72702.64;1602.72690.61;1652.72678.63;1702.72666.68;17

12、52.72654.75;1802.72642.84;1852.72630.96;1902.72619.08;1952.72607.21;2002.72595.35;2052.72583.48;2102.72571.61;2152.72559.72;2202.72547.82;2252.72535.90;2302.72523.95;2352.72511.97;2402.72499.96;2452.72487.90;2502.72475.80;2552.72463.65;2602.72451.43;2652.72439.15;2702.72426.80;2752.72414.36;2802.724

13、01.84;2852.72389.22;2902.72376.49;2952.72363.64;3002.72350.67;3052.72337.55;3102.72324.27;3152.72310.82;3202.72297.18;3252.72283.33;3302.72269.24;3352.72254.88;3402.72240.21;3452.72225.21;3502.72209.81;3552.72193.94;3602.72177.54;3652.72160.48;3702.72142.62; 注意：程序中要進(jìn)行單位換算，以分米為單位。MATLAB程序如下：程序1load j

14、inyou1.txtload chuyou1.txt %載入數(shù)據(jù)g1=jinyou1(:,2)*10(-2); %取進(jìn)油的油位高度，并進(jìn)行單位換算g2=chuyou1(:,2)*10(-2); %取出油的油位高度，并進(jìn)行單位換算syms a b h l %定義變量a=0.89*10;b=0.6*10;l=2.45*10; %賦值并進(jìn)行單位換算V=(a*l/b).*(h-b).*(2.*h.*b-h.2).0.5)+b.2.*asin(h-b)./b)+0.5.*b.2.*pi); %輸入V的計(jì)算公式V1=subs(V,h,g1) %將g1的值賦予h，并計(jì)算理論體積V2=subs(V,h,g2)

15、 %將g2的值賦予h，并計(jì)算理論體積h1=jinyou1(:,1)+262 %計(jì)算儲(chǔ)油罐中油的實(shí)際體積h2=3706.91+262-chuyou1(:,1) %計(jì)算儲(chǔ)油罐中油的實(shí)際體積c1=V1-h1 %計(jì)算無變位進(jìn)油時(shí)的誤差c2=V2-h2 %計(jì)算無變位出油時(shí)的誤差x1=abs(V1-h1)./V1 %計(jì)算無變位進(jìn)油時(shí)的相對誤差x2=abs(V2-h2)./V2 %計(jì)算無變位出油時(shí)的相對誤差plot(g1,V1,.r,g1,h1,.c) %輸出進(jìn)油時(shí)實(shí)際和理論儲(chǔ)油量隨油位高度的變化圖像xlabel(罐內(nèi)油位高度); %命名x坐標(biāo)，原題中該處將x坐標(biāo)與y坐標(biāo)命名錯(cuò)誤，將命名互換即可改正，下文已

16、對錯(cuò)誤進(jìn)行改正，不再贅述。ylabel(進(jìn)油后儲(chǔ)油量); %命名y坐標(biāo)title(儲(chǔ)油量隨進(jìn)油后罐內(nèi)油位高度的變化情況) %命名標(biāo)題legend(儲(chǔ)油理論量,儲(chǔ)油實(shí)際量) %將圖像進(jìn)行標(biāo)記，區(qū)分理論儲(chǔ)油量和實(shí)際儲(chǔ)油量grid on %開啟網(wǎng)格figure(2) %圖像2plot(g2,V2,.r,g2,h2,.c) %輸出出油時(shí)實(shí)際和理論儲(chǔ)油量隨油位高度的變化圖像xlabel(罐內(nèi)油位高度) %命名x坐標(biāo)ylabel(出油后儲(chǔ)油量) %命名y坐標(biāo)title(出油量隨出油后罐內(nèi)油位高度的變化情況) %命名標(biāo)題legend(儲(chǔ)油理論量,儲(chǔ)油實(shí)際量)grid onfigure(3) %圖像3subp

17、lot(2,1,1) %將圖像區(qū)域分為上下兩部分plot(g1,c1,b) %輸入圖像的上半部分，g1為油位高度，c1為誤差xlabel(罐內(nèi)油位高度) %命名x坐標(biāo)ylabel(進(jìn)油后儲(chǔ)量的誤差) %命名y坐標(biāo)title(進(jìn)油后儲(chǔ)量的誤差隨罐內(nèi)位高度變化情況) %命名標(biāo)題grid on %開啟網(wǎng)格subplot(2,1,2)plot(g2,c2,.b) %輸入圖像的下半部分，g2為油位高度，c2為誤差xlabel(罐內(nèi)油位高度) %命名x坐標(biāo)ylabel(出油后儲(chǔ)量的誤差) %命名y坐標(biāo)title(出油后儲(chǔ)量的誤差隨罐內(nèi)位高度變化情況) %命名標(biāo)題grid on程序運(yùn)行后得到：程序運(yùn)行后得到

18、無變位進(jìn)油與出油的理論量與實(shí)際量相對誤差為，可知相對誤差穩(wěn)定，具體數(shù)據(jù)見原論文。 5.1.2 模型二當(dāng)儲(chǔ)油罐發(fā)生縱向傾斜時(shí)，將問題分為a、b、c、三類，分析儲(chǔ)油罐中油的體積與油浮子位置的函數(shù)關(guān)系a.當(dāng)浮油子的高度在時(shí)，截面面積為:原論文中截面公式計(jì)算第一步出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)為，此處及下文已改正。之后對體積進(jìn)行求解得到儲(chǔ)油體積為:其中表示實(shí)驗(yàn)罐的儲(chǔ)油量，表示任一橢球截面的長半軸，表示任一橢球形截面的短半軸，表示油浮子到圓柱體高方向的距離，表示縱向傾斜角度，表示油浮子在圓柱體高方向上投影至兩端的較小值。b. 當(dāng)浮油子的高度在時(shí)，截面面積為：最后求得儲(chǔ)油的體積為：其中表示實(shí)驗(yàn)罐的儲(chǔ)油量，表示任一橢球截面的

19、長半軸，表示任一橢球形截面的短半軸，表示油浮子到圓柱體高方向的距離，表示縱向傾斜角度，表示油浮子在圓柱體高方向上投影至兩端的較小值。c. 當(dāng)浮油子的高度在時(shí),其中，橫截面面積為：油罐裝油的體積為令所以最后求得油罐的體積為表示實(shí)驗(yàn)罐的儲(chǔ)油量，表示任一橢球截面的長半軸，表示任一橢球形截面的短半軸，表示油浮子到圓柱體高方向的距離，表示縱向傾斜角度，表示油浮子在圓柱體高方向上投影至兩端的較小值。利用MATLAB對附表1中的變位后進(jìn)油與出油的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。得到理論的儲(chǔ)油量，并與實(shí)際儲(chǔ)油量進(jìn)行誤差分析。具體程序如下，程序大體與程序一相同，不在進(jìn)行解釋。程序：load jinyou2.txtload chu

20、you2.txtg1=jinyou2(:,2)*10(-2);g2=chuyou2(:,2)*10(-2);syms a b h m ala=0.89*10;b=0.6*10;al=0.4*10;L=2.45*10;m=4.1*pi/180;k=(al*tan(m)/b)-1;p=(h+al*tan(m)-b)/b;q=(h+al*tan(m)-b-L*tan(m)/b;V=-(-1/3)*(1-q.2).(3/2)+(1-q.2).(1/2)+q.*asin(q)+1/3.*(1-p.2).(3/2)-(1-p.2).(1/2)-p.*asin(p)+pi*(q-p)*0.5).*a*b2.

21、/tan(m) ;V1=subs(V,h,g1)V2=subs(V,h,g2)h1=jinyou2(:,1)+215；h2=3299.74+215-chuyou2(:,1)；c1=V1-h1；c2=V2-h2；x1=abs(V1-h1)./V1；x2=abs(V2-h2)./V2；plot(g1,V1,.r,g1,h1,.c)xlabel(罐內(nèi)油位高度)ylabel(傾斜時(shí)進(jìn)油后儲(chǔ)量)title(傾斜時(shí)油儲(chǔ)量隨油位高度的變化情況)legend(儲(chǔ)油理論量,儲(chǔ)油實(shí)際量)grid onfigure(2)plot(g2,V2,.r,g2,h2,.c)xlabel(罐內(nèi)油位高度)ylabel(傾斜時(shí)出

22、油后儲(chǔ)量)title(傾斜時(shí)儲(chǔ)油量隨出油后罐內(nèi)油位高度的變化情況)legend(儲(chǔ)油理論量,儲(chǔ)油實(shí)際量)grid onfigure(3)subplot(2,1,1)plot(g1,c1,.b)xlabel(罐內(nèi)油位高度)ylabel(傾斜時(shí)進(jìn)油后儲(chǔ)量的誤差)title(傾斜時(shí)進(jìn)油后儲(chǔ)量的誤差隨罐內(nèi)位高度變化情況)grid onsubplot(2,1,2)plot(g2,c2,.b)xlabel(罐內(nèi)油位高度)ylabel(傾斜時(shí)出油后儲(chǔ)量的誤差)title(傾斜時(shí)出油后儲(chǔ)量的誤差隨罐內(nèi)位高度變化情況)grid on程序運(yùn)行后得到如下結(jié)果： 傾斜時(shí)不管進(jìn)油還是出油后儲(chǔ)油量的誤差均隨罐內(nèi)油位高度的

23、變化成正態(tài)分布，說明該模型貼合實(shí)際。 利用MATLAB可以求得罐體變位后的油位高度間隔為1cm的罐容表標(biāo)定值?？傻玫皆撐闹械慕Y(jié)果。MATLAB程序?yàn)椋撼绦?：syms a b h m al na=0.89*10;b=0.6*10;al=0.4*10;L=2.45*10;m=4.1*pi/180;k=(al*tan(m)/b)-1;p=(h+al*tan(m)-b)/b;q=(h+al*tan(m)-b-L*tan(m)/b;V=-(-1/3)*(1-q.2).(3/2)+(1-q.2).(1/2)+q.*asin(q)+1/3.*(1-p.2).(3/2)-(1-p.2).(1/2)-p.*

24、asin(p)+pi*(q-p)*0.5).*a*b2./tan(m);n=(0.1:0.1:10);V3=subs(V,h,n)程序運(yùn)行結(jié)果與原論文結(jié)果相同，可知原論文結(jié)果正確。5.2 問題二5.2.1模型一考慮儲(chǔ)油罐水平放置無橫向和縱向傾斜時(shí)，建立如下空間直角坐標(biāo)系。 根據(jù)截面法求出儲(chǔ)油體積 第一種情況：當(dāng)時(shí)， 對于圓柱體部分，截面面積為： 體積為： 對于兩端的球冠體儲(chǔ)油量相等，如圖所示可以看出幾何關(guān)系為：根據(jù)幾何關(guān)系最后算得截面面積為： 積分解得體積 ，并解得總體積為：其中表示實(shí)驗(yàn)罐的儲(chǔ)油量，表示任一橢球截面的長半軸，表示任一橢球形截面的短半軸，表示油浮子到圓柱體高方向的距離，表示縱向傾斜角度，表示球冠高，球冠底半徑，第二種情況：當(dāng)時(shí)，對于圓柱體部分同第一種情況對于球冠體體積部分這種情況與第一種情況相同。 建立如圖的笛卡爾坐標(biāo)系，圓柱體部分的方程為 ，將油罐體所含油分為如圖的兩部分，分別計(jì)算它們的體積得到：左半部分利用截面法計(jì)算，可得到： 最后可得總體積為5.2.2 模型二以下為固定的橫向偏轉(zhuǎn)角條件下，就縱向傾斜角度的變化進(jìn)