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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 儲(chǔ)油罐的變位識(shí)別與罐容表標(biāo)定模型
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡(jiǎn)介：
- 本文研究?jī)?chǔ)油罐的變位識(shí)別與罐容表重新標(biāo)定問(wèn)題。根據(jù)流量計(jì)、油位計(jì)的變化情況，油位計(jì)量管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別儲(chǔ)油罐的變位情況，確定儲(chǔ)油罐縱向傾斜角度和橫向偏轉(zhuǎn)角度，以達(dá)到及時(shí)對(duì)儲(chǔ)油罐的罐容表進(jìn)行校正的目的。
- 詳細(xì)介紹：
- 分別對(duì)小橢圓形儲(chǔ)油罐（兩端平頭的橢圓主體）無(wú)變位和縱向傾斜角為 的有變位兩種情況的罐內(nèi)儲(chǔ)油量（ ）與油位高度（ ）及變位參數(shù) 之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。利用重積分對(duì)平行于柱體母線平面和不平行于柱體母線平面截橢圓柱體得到的體積進(jìn)行了計(jì)算，得到了儲(chǔ)油量（ ）與油位高度（ ）及變位參數(shù) 之間關(guān)系的積分表達(dá)式和解析表達(dá)式。利用Matlab求解，并與附件1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，并給出了傾斜角為 的變位儲(chǔ)油罐油面高度間隔為1cm的罐容表。 得到了儲(chǔ)油量（ ）與油位高度（ ）及變位參數(shù) 、 之間關(guān)系的積分表達(dá)式。然后利用附件2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立了確定儲(chǔ)油罐縱向傾斜角度?和橫向偏轉(zhuǎn)角度?的非線性規(guī)劃模型。然后在一定范圍內(nèi)按照一定的步長(zhǎng)對(duì) 和 進(jìn)行搜索，依據(jù)目標(biāo)函數(shù)值確定 和 最優(yōu)解的近似值。利用得到的參數(shù) 和 ，計(jì)算實(shí)際儲(chǔ)油量與油面高度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并用附件2數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)模型的正確性和方法的可靠性進(jìn)行了分析，說(shuō)明了本文所建立的罐容表標(biāo)定模型符合國(guó)家規(guī)定的誤差不超過(guò)0.3%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。并且給出了該儲(chǔ)油罐油面高度間隔為10cm的罐容表。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 本文研究?jī)?chǔ)油罐的變位識(shí)別與罐容表重新標(biāo)定問(wèn)題。根據(jù)流量計(jì)、油位計(jì)的變化情況，油位計(jì)量管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別儲(chǔ)油罐的變位情況，確定儲(chǔ)油罐縱向傾斜角度和橫向偏轉(zhuǎn)角度，以達(dá)到及時(shí)對(duì)儲(chǔ)油罐的罐容表進(jìn)行校正的目的。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)，將考慮的問(wèn)題數(shù)學(xué)化，建立數(shù)學(xué)模型，充分發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作精神。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 靈活地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)，建立數(shù)學(xué)模型，解決現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問(wèn)題，拓廣數(shù)學(xué)的應(yīng)用，促進(jìn)數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文研究?jī)?chǔ)油罐的變位識(shí)別與罐容表重新標(biāo)定問(wèn)題。分別對(duì)小橢圓形儲(chǔ)油罐（兩端平頭的橢圓主體）無(wú)變位和縱向傾斜角為 的有變位兩種情況的罐內(nèi)儲(chǔ)油量（ ）與油位高度（ ）及變位參數(shù) 之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。利用重積分對(duì)平行于柱體母線平面和不平行于柱體母線平面截橢圓柱體得到的體積進(jìn)行了計(jì)算，得到了儲(chǔ)油量（ ）與油位高度（ ）及變位參數(shù) 之間關(guān)系的積分表達(dá)式和解析表達(dá)式。利用Matlab求解，并與附件1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，并給出了傾斜角為 的變位儲(chǔ)油罐油面高度間隔為1cm的罐容表。 得到了儲(chǔ)油量（ ）與油位高度（ ）及變位參數(shù) 、 之間關(guān)系的積分表達(dá)式。然后利用附件2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立了確定儲(chǔ)油罐縱向傾斜角度?和橫向偏轉(zhuǎn)角度?的非線性規(guī)劃模型。然后在一定范圍內(nèi)按照一定的步長(zhǎng)對(duì) 和 進(jìn)行搜索，依據(jù)目標(biāo)函數(shù)值確定 和 最優(yōu)解的近似值。利用得到的參數(shù) 和 ，計(jì)算實(shí)際儲(chǔ)油量與油面高度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并用附件2數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)模型的正確性和方法的可靠性進(jìn)行了分析，說(shuō)明了本文所建立的罐容表標(biāo)定模型符合國(guó)家規(guī)定的誤差不超過(guò)0.3%的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。并且給出了該儲(chǔ)油罐油面高度間隔為10cm的罐容表。
獲獎(jiǎng)情況
- 該作品曾在2010年“高教杯”全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽中獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 鑒定屬實(shí)
參考文獻(xiàn)
- [1] 范金城.梅長(zhǎng)林.數(shù)據(jù)分析[M].北京:科學(xué)出版社，2002 [2] 王沫然.MATLAB數(shù)學(xué)建?；A(chǔ)教程[M].北京.電子工業(yè)出版社，2001 [3] 周民強(qiáng).數(shù)學(xué)分析[M]. 上海. 上海科學(xué)技術(shù)出版社，2003;1 [4] 章學(xué)誠(chéng).解析幾何[M].北京:北京大學(xué)出版社，1989
同類課題研究水平概述
- 許多儲(chǔ)油罐在使用一段時(shí)間后，由于地基變形等原因，使罐體的位置會(huì)發(fā)生縱向傾斜和橫向偏轉(zhuǎn)等變化（以下稱為變位），從而導(dǎo)致罐容表發(fā)生改變。按照有關(guān)規(guī)定，需要定期對(duì)罐容表進(jìn)行重新標(biāo)定。 （1）為了掌握罐體變位后對(duì)罐容表的影響，利用小橢圓型儲(chǔ)油罐（兩端平頭的橢圓柱體），分別對(duì)罐體無(wú)變位和傾斜角為a=4.10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(duì)罐容表的影響，并給出罐體變位后油位標(biāo)高間隔為1cm的罐容表標(biāo)定值。 （2）對(duì)于實(shí)際儲(chǔ)油罐，建立罐內(nèi)儲(chǔ)油量與油位標(biāo)高及變位參數(shù)（縱向傾斜角度a和橫向偏轉(zhuǎn)角度b ）之間的一般關(guān)系。請(qǐng)利用罐體變位后在進(jìn)/出油過(guò)程中的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)你們所建立的數(shù)學(xué)模型確定變位參數(shù)，并給出罐體變位后油位標(biāo)高間隔為10cm的罐容表標(biāo)定值。進(jìn)一步利用附件2中的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)分析檢驗(yàn)?zāi)銈兡Ｐ偷恼_性與方法的可靠性。
