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《MATLAB在環(huán)境問題中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，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:16724461(2005)04005503MATLAB在環(huán)境問題中的應用張建奎,周智芳,孫苑菡(蘭州理工大學石油化工學院,甘肅蘭州730050)摘要:本文對當前流行的數(shù)學計算軟件MATLAB在環(huán)境問題中的應用進行了簡述,并對其在一些環(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、大氣及水污染物預測模型的計算等應用方面進行了示例計算。關(guān)鍵詞:MATLAB;環(huán)境問題;線性分析;預測模型;應用中
2、圖分類號:X830.3;TP391.77文獻標識碼:B1MATLAB簡介E-W向)和Y(可取N-S向)軸上,分別計算其X、Y方向速度分量的相關(guān)性。MATLAB最早源于20世紀70年代后期Cleve相關(guān)系數(shù)r計算式為: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、擴充能力強、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,在應用數(shù)學、在編輯器(Editor)中輸入A、B氣象臺站風速、物理、化學、工程、醫(yī)藥、金融等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析、數(shù)風向試驗數(shù)據(jù),進行計算。值和符號計算、工程和科學繪圖、控制系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)字信號處理、建模仿真等方面得到廣泛地應用[1,2],a=[123456];%A站風速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,獲得了第風向四代計算機語言的美譽。b=[234567];%B站風速2MATLA
4、B在環(huán)境問題中的應用bd=[18022.545135067.5]*pi/180;%B站近年來MATLAB在環(huán)境問題的研究和應用方風向ax=abs(cos(ad));%將風矢量投影到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));%將風矢量投影到Y(jié)軸污染物濃度預報;煙氣脫硫除塵系統(tǒng)的仿真;應用于bx=abs(cos(bd))QUAL-Ⅱ水質(zhì)模型計算;礦區(qū)土地復墾中的優(yōu)化計by=abs(sin(bd))[3~9]算和模糊聚類分
5、析;環(huán)境質(zhì)量評價等方面。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標準差(std)、求和(sum)、相關(guān)系數(shù)(corrcoef)等數(shù)r1=corrcoef(cx,dx);%計算X軸相關(guān)系數(shù)據(jù)分析函數(shù),用戶可以根據(jù)計算需要選取。r2=corrcoef(cy,d
6、y);%計算Y軸相關(guān)系數(shù)在大氣擴散污染氣象調(diào)查分析中,對不能直接將上述程序存儲運行后,命令窗口(Command使用的氣象臺(站)資料,需要對其數(shù)據(jù)與現(xiàn)場觀測Window)顯示的計算結(jié)果為:資料進行相關(guān)性分析后確定其資料的可用性。具體r1=1.0000-0.0977來講,就是將兩地同一時間的風矢量投影在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)此可以對資料的可用性進行確定。[w,fval]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub)3.2線性環(huán)境系統(tǒng)規(guī)劃問題程序運行后,計算結(jié)果顯示在工作空間(Work以一水處理系統(tǒng)為例,應用MATLAB的優(yōu)化工space)中,結(jié)果為:具函數(shù)進行計算。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)。
