『壹』 用数学建模的方法设计一个污水均流池
用MATLAB时间和流量拟合,然后以时间一天做积分,设a,b为长短边建立规划模型设恒流量为v,成版本的目标函数权就是min=340*a*b+250*(2a+b)+450*b
约束条件就24* v=定积分结果+a*b*3*0.75,然后该正正该给值就给值lingo接下就出来了。
关于拟合你做散点研究一下用那个拟合好,拟合后就可以用MATLAB直接输出表达式,直接那表达式积分。
这个模型方法应该很多,既然做数模你应该是学数的,好好想想可以完善一下模型。
『贰』 数学建模题求解——污水处理曝气池过程优化问题
关于水污染的话题不断被提起,2014 年 9 月有媒体曝光内蒙古和宁夏交界 处的腾格里沙漠存在企业非法排污现象,已对周围环境造成污染,由此引起大家 对水污染严重程度的广泛关注和民众环保意识的觉醒。 污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、 医疗、餐饮等各个领域。活性污泥法是污水处理的常用方法,据报告 95%以上的 城市污水和 35%以上的工业废水采用活性污泥法处理。曝气池是所有活性污泥法 的心脏,其作用是搅拌混合液使泥、水充分接触和向微生物供氧。一种搅拌方式 是使同时进曝气池的泥和水充分混合并一直保持到流出池子,而不和已在池中的 混合液相混以免发生短路现象。曝气池采用长条形就是以保证同时入池的泥和水 都同时出池,使同时入池的废水有相同的曝气时间。 化学需氧量(COD,Chemical oxygen demand)是污水处理最重要的处理指 标,用来表明在出水或纯净水中还有多少残留的有机污染。某污水处理厂采用活 性污泥法,记录了曝气池工段2014年上半年的主要参数值:进水流量、入口COD、 溶解氧、鼓风机风管压力、活性污泥浓度、鼓风机出口阀开度、鼓风机入口阀开 度、氧化还原点位、出口 COD 等;典型的 COD 等参数每半小时为一个历史记 录周期;流量、开度等其他参数每 10 分钟一个历史记录周期。具体数据参见附 件 1 和附件 2。 问题一:延迟估计问题。分析原有数据中各个参数对出口 COD 的时间延迟 关系,并进行结果输出。 问题二:参照前一个问题的结果,建立各个参数对 COD 的非线性预测模型。 问题三:参照前两个问题的结果,为了使 COD 的值降低到 35,应该怎么调 节各个参数。其中如果 COD 值已经达到 35,则不需要调整其他参数。
『叁』 污水处理的数学建模
问题1.假设该工厂利用的是类似于沉淀法的处理,即污物处理按二项分布沉淀。有得到处理率为=10%/小时,剩余率H=1-P=90%
一天有24小时,则留下(90%)^24的污物=7.98%
设T时间长度剩余一半,有H^T=50%,推出T=6.5788小时
问题2.设其容量为V,为保持池中容量的平衡,流入量始终要等于流出量,即每小时流出的处理水和提取物共100KG
设容器中有水含污物V2,水V1,处理完污物V3(V3+V2+V1=V),这次排除的量分别为处理完污物V3,水含污物(100-V3)/(V2/(V1+V2)),水(100-V3)/(V1/(V1+V2)),其中V3=(V3+V2)*10%
每小时流入100KG的污水,增加量中dV1=100×0.4,dV2=100×0.6,由于沉淀概率按二项分布,设原容器中有水含污物Q2,水Q1,处理完污物Q3,所以一小时后,V3=Q2*0.1+dV2*0.1,V2=Q2*0.9+dV2*0.9,V1=V-V3-V2
N小时后V2=Q2*0.9^N+dV2*(0.9^(N-1)+0.9^(N-2)……+0.9^1)
化简后V2=Q2*0.9^N+dV2*((0.9(1-0.9^(N-1)))/(1-0.9))
数据分析:取lim(N趋于无穷)V2=dV2*9=100*0.6*9=540KG