基本信息
- 项目名称：
- 储油罐的变位识别与罐容表标定模型
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文研究储油罐的变位识别与罐容表重新标定问题。根据流量计、油位计的变化情况，油位计量管理系统能够实时识别储油罐的变位情况，确定储油罐纵向倾斜角度和横向偏转角度，以达到及时对储油罐的罐容表进行校正的目的。
- 详细介绍：
- 分别对小椭圆形储油罐（两端平头的椭圆主体）无变位和纵向倾斜角为 的有变位两种情况的罐内储油量（ ）与油位高度（ ）及变位参数 之间的关系进行了研究。利用重积分对平行于柱体母线平面和不平行于柱体母线平面截椭圆柱体得到的体积进行了计算，得到了储油量（ ）与油位高度（ ）及变位参数 之间关系的积分表达式和解析表达式。利用Matlab求解，并与附件1实验数据进行了比较，并给出了倾斜角为 的变位储油罐油面高度间隔为1cm的罐容表。 得到了储油量（ ）与油位高度（ ）及变位参数 、 之间关系的积分表达式。然后利用附件2实测数据建立了确定储油罐纵向倾斜角度和横向偏转角度的非线性规划模型。然后在一定范围内按照一定的步长对 和 进行搜索，依据目标函数值确定 和 最优解的近似值。利用得到的参数 和 ，计算实际储油量与油面高度的对应关系，并用附件2数据进行检验，对模型的正确性和方法的可靠性进行了分析，说明了本文所建立的罐容表标定模型符合国家规定的误差不超过0.3%的国家标准。并且给出了该储油罐油面高度间隔为10cm的罐容表。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文研究储油罐的变位识别与罐容表重新标定问题。根据流量计、油位计的变化情况，油位计量管理系统能够实时识别储油罐的变位情况，确定储油罐纵向倾斜角度和横向偏转角度，以达到及时对储油罐的罐容表进行校正的目的。
科学性、先进性及独特之处
- 数学与计算机技术相结合，内容严谨，将考虑的问题数学化，建立数学模型，充分发扬团队意识和协作精神。
应用价值和现实意义
- 灵活地运用数学知识，建立数学模型，解决现实中的实际问题，拓广数学的应用，促进数学科学的发展。
学术论文摘要
- 本文研究储油罐的变位识别与罐容表重新标定问题。分别对小椭圆形储油罐（两端平头的椭圆主体）无变位和纵向倾斜角为 的有变位两种情况的罐内储油量（ ）与油位高度（ ）及变位参数 之间的关系进行了研究。利用重积分对平行于柱体母线平面和不平行于柱体母线平面截椭圆柱体得到的体积进行了计算，得到了储油量（ ）与油位高度（ ）及变位参数 之间关系的积分表达式和解析表达式。利用Matlab求解，并与附件1实验数据进行了比较，并给出了倾斜角为 的变位储油罐油面高度间隔为1cm的罐容表。 得到了储油量（ ）与油位高度（ ）及变位参数 、 之间关系的积分表达式。然后利用附件2实测数据建立了确定储油罐纵向倾斜角度和横向偏转角度的非线性规划模型。然后在一定范围内按照一定的步长对 和 进行搜索，依据目标函数值确定 和 最优解的近似值。利用得到的参数 和 ，计算实际储油量与油面高度的对应关系，并用附件2数据进行检验，对模型的正确性和方法的可靠性进行了分析，说明了本文所建立的罐容表标定模型符合国家规定的误差不超过0.3%的国家标准。并且给出了该储油罐油面高度间隔为10cm的罐容表。
获奖情况
- 该作品曾在2010年“高教杯”全国大学生数学建模大赛中获得全国二等奖。
鉴定结果
- 鉴定属实
参考文献
- [1] 范金城.梅长林.数据分析[M].北京:科学出版社，2002 [2] 王沫然.MATLAB数学建模基础教程[M].北京.电子工业出版社，2001 [3] 周民强.数学分析[M]. 上海. 上海科学技术出版社，2003;1 [4] 章学诚.解析几何[M].北京:北京大学出版社，1989
同类课题研究水平概述
- 许多储油罐在使用一段时间后，由于地基变形等原因，使罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化（以下称为变位），从而导致罐容表发生改变。按照有关规定，需要定期对罐容表进行重新标定。 （1）为了掌握罐体变位后对罐容表的影响，利用小椭圆型储油罐（两端平头的椭圆柱体），分别对罐体无变位和倾斜角为a=4.10的纵向变位两种情况做了实验。建立数学模型研究罐体变位后对罐容表的影响，并给出罐体变位后油位标高间隔为1cm的罐容表标定值。 （2）对于实际储油罐，建立罐内储油量与油位标高及变位参数（纵向倾斜角度a和横向偏转角度b ）之间的一般关系。请利用罐体变位后在进/出油过程中的实际检测数据，根据你们所建立的数学模型确定变位参数，并给出罐体变位后油位标高间隔为10cm的罐容表标定值。进一步利用附件2中的实际检测数据来分析检验你们模型的正确性与方法的可靠性。
