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《MATLAB在環(huán)境問題中的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第27卷第4期甘肅冶金Vo.l27No.42005年12月GANSUMETALLURGYDec.,2005文章編號(hào):16724461(2005)04005503MATLAB在環(huán)境問題中的應(yīng)用張建奎,周智芳,孫苑菡(蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院,甘肅蘭州730050)摘要:本文對(duì)當(dāng)前流行的數(shù)學(xué)計(jì)算軟件MATLAB在環(huán)境問題中的應(yīng)用進(jìn)行了簡述,并對(duì)其在一些環(huán)境具體問題如資料相關(guān)性分析、環(huán)境系統(tǒng)線性規(guī)劃、大氣及水污染物預(yù)測(cè)模型的計(jì)算等應(yīng)用方面進(jìn)行了示例計(jì)算。關(guān)鍵詞:MATLAB;環(huán)境問題;線性分析;預(yù)測(cè)模型;應(yīng)用中
2、圖分類號(hào):X830.3;TP391.77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B1MATLAB簡介E-W向)和Y(可取N-S向)軸上,分別計(jì)算其X、Y方向速度分量的相關(guān)性。MATLAB最早源于20世紀(jì)70年代后期Cleve相關(guān)系數(shù)r計(jì)算式為:Moler博士和他的同事編寫的用于求解線性方程的(xi-x)(yi-yFORTRAN子程序庫。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,MATLABr=22((xi-x)((yi-y))以其編程效率高、用戶使用方便、擴(kuò)充能力強(qiáng)、語句用MATLAB編程,可以直接調(diào)用相關(guān)函數(shù),下簡單以及內(nèi)涵豐富、高效方便的矩陣和數(shù)
3、組運(yùn)算、方面列舉相關(guān)系數(shù)求解算例:便的繪圖功能、開放的源程序等特點(diǎn),在應(yīng)用數(shù)學(xué)、在編輯器(Editor)中輸入A、B氣象臺(tái)站風(fēng)速、物理、化學(xué)、工程、醫(yī)藥、金融等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析、數(shù)風(fēng)向試驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算。值和符號(hào)計(jì)算、工程和科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理、建模仿真等方面得到廣泛地應(yīng)用[1,2],a=[123456];%A站風(fēng)速ad=[022.51354567.5180]*pi/180;%A站受到科研院所科教、工程技術(shù)人員的青睞,獲得了第風(fēng)向四代計(jì)算機(jī)語言的美譽(yù)。b=[234567];%B站風(fēng)速2MATLA
4、B在環(huán)境問題中的應(yīng)用bd=[18022.545135067.5]*pi/180;%B站近年來MATLAB在環(huán)境問題的研究和應(yīng)用方風(fēng)向ax=abs(cos(ad));%將風(fēng)矢量投影到X軸面主要為:海灣水質(zhì)模擬和可視化研究;大氣擴(kuò)散模擬;不同治理方案下河流水質(zhì)變化的仿真研究;河流ay=abs(sin(ad));%將風(fēng)矢量投影到Y(jié)軸污染物濃度預(yù)報(bào);煙氣脫硫除塵系統(tǒng)的仿真;應(yīng)用于bx=abs(cos(bd))QUAL-Ⅱ水質(zhì)模型計(jì)算;礦區(qū)土地復(fù)墾中的優(yōu)化計(jì)by=abs(sin(bd))[3~9]算和模糊聚類分
5、析;環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面。fori=1:6cx(i)=a(i)*ax(i)3算例cy(i)=a(i)*ay(i)3.1數(shù)據(jù)處理dx(i)=b(i)*bx(i)MATLAB提供了計(jì)算矩陣或向量最大值dy(i)=b(i)*by(i)(max)、最小值(min)、平均值(mean)、方差(var)、end標(biāo)準(zhǔn)差(std)、求和(sum)、相關(guān)系數(shù)(corrcoef)等數(shù)r1=corrcoef(cx,dx);%計(jì)算X軸相關(guān)系數(shù)據(jù)分析函數(shù),用戶可以根據(jù)計(jì)算需要選取。r2=corrcoef(cy,d
6、y);%計(jì)算Y軸相關(guān)系數(shù)在大氣擴(kuò)散污染氣象調(diào)查分析中,對(duì)不能直接將上述程序存儲(chǔ)運(yùn)行后,命令窗口(Command使用的氣象臺(tái)(站)資料,需要對(duì)其數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)Window)顯示的計(jì)算結(jié)果為:資料進(jìn)行相關(guān)性分析后確定其資料的可用性。具體r1=1.0000-0.0977來講,就是將兩地同一時(shí)間的風(fēng)矢量投影在X(可取-0.09771.000056甘肅冶金第27卷r2=1.0000-0.3168beq=[3000;0;0];%優(yōu)化參數(shù)的上下界-0.31681.0000lb
7、=zeros(4,1),ub=[3750,3750,3750/4,X、Y軸相關(guān)系數(shù)分別為-0.0977和-0.3168,1000];%輸出結(jié)果據(jù)此可以對(duì)資料的可用性進(jìn)行確定。[w,fval]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub)3.2線性環(huán)境系統(tǒng)規(guī)劃問題程序運(yùn)行后,計(jì)算結(jié)果顯示在工作空間(Work以一水處理系統(tǒng)為例,應(yīng)用MATLAB的優(yōu)化工space)中,結(jié)果為:具函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。見圖1,上水系統(tǒng)從河流流經(jīng)的W1=3750,W2=3750,W3=978,W4=750;fval湖泊取水,經(jīng)過
8、凈化后供給城市,污水經(jīng)過處理流入=-777004下水系統(tǒng)。該系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù):城市人口10000則最小費(fèi)用為23.0110+fval=152400元。53人,河水流量Q=2.610m/d,湖泊容量V=26線性規(guī)劃最優(yōu)解的求法通常為圖解法和單純形6310m,Wi(i=1,2,3,4)為水中污染物量(kg/d)。
