摘要
高速列车的优化设计是本文要解决的数学问题,为了明确高速列车的优化设计问题,本文针对高速列车的优化设计问题进行了分析建模,对高速列车的优化设计问题进行了参考文献研究,建立了高速列车的优化设计问题的相应模型,推导出高速列车的优化设计问题的计算公式,编写了高速列车的优化设计问题的计算程序,经过程序运行,得到高速列车的优化设计问题程序计算结果。具体有:
对于问题一,这是高速列车的优化设计问题最重要的问题,根据题目,对问题一进行了分析,参考已有的资料,建立了高速列车的优化设计问题一的数学模型,推导出问题一的计算公式,编写出高速列车的优化设计问题一的计算程序。求出了高速列车的优化设计问题一的计算结果。
对于问题二,高速列车的优化设计问题二比问题一复杂的,是高速列车的优化设计问题的核心,分析的内容多,计算机的东西也多。在高速列车的优化设计问题一的基础上,根据高速列车的优化设计问题,对问题二进行了分析,参考已有的资料,建立了高速列车的优化设计问题二的数学模型,推导出问题二的计算公式,编写出高速列车的优化设计问题二的计算程序。求出了问题二的计算结果,并以图表形式表达结果。
对于问题三,高速列车的优化设计问题三是问题一和问题二的深入。在问题一和问题二的基础上,根据高速列车的优化设计问题,对问题三进行了分析,参考已有的资料,建立了问题三的数学模型,推导出高速列车的优化设计问题三的计算公式,编写出高速列车的优化设计问题三的计算程序。求出了高速列车的优化设计问题三的计算结果,并以图表形式表达结果,并且进行了分析讨论。
对于问题4,高速列车的优化设计问题4是问题一、问题二和问题三的扩展。在问题一、问题二和问题三的基础上,根据高速列车的优化设计问题,对高速列车的优化设计问题4进行了分析,参考已有的资料,建立了高速列车的优化设计数学模型,推导出高速列车的优化设计问题4的计算公式,编写出问题4的计算程序。求出了问题4的计算结果,并以图表形式表达结果,并且进行了分析讨论。
关键词:数学模型,物理模型,计算模型
一 问题重述
2022年4月12日,中国高铁复兴号CR450动车组成功下线在开放线路上实现了435 km/h的单列车速度和870 km/h的相对速度,创造高速铁路动车组列车穿越开放线路速度的世界纪录和隧道。新一代标准动车组“复兴号”是新一代高速列车中国自主研发的具有完全知识产权的列车。它整合了大量国内现代高新技术,取得重大突破牵引、制动、网络、转向架和车轴等关键技术。这是另一个专业中国科技创新成就。
二 问题分析
问题一中首先要找出高速列车的优化设计问题有关的参考文献,特别是中文的文献,研究特别接近高速列车的优化设计问题的文章,其中研究生的论文最好,问题一是高速列车的优化设计问题中的最基础问题,是涉及概念问题。搞清楚概念,才能进行建立模型。对问题一的有关数据要进行处理。
问题二只是高速列车的优化设计问题一的复杂化,在概念上没区别,但在理论分析和数据处理中区别很大。问题二是高速列车的优化设计问题的重要部分,结果一般无法手算。只能编写程序计算。工作量大,特别是程序要花一天左右时间写完。问题三是高速列车的优化设计问题的发挥问题,题目中不完全给出条件,由作者自己发挥,因而问题的计算结果差别很大。
三 模型假设
(1)高速列车的优化设计问题中的数据准确无误;
(2)高速列车的优化设计问题中每种数据是相同的;
(3)高速列车的优化设计问题中给出的条件是不变的。
四 符号说明
W,高速列车的优化设计数据个数
X,高速列车的优化设计问题中第一类数据
C,高速列车的优化设计问题中计算结果
五 问题的解答
问题1的解答
根据高速列车的优化设计问题一给出的条件,以及前面的假设,分析研究已有的数学模型(连续模型,离散模型,随机模型,优化模型),然后建立高速列车的优化设计问题的最基本模型,根据模型找出相应的计算公式,对公式进行修改和推导,对简单工况进行手工估计和计算,对计算出的数据进行分析和研究,找出参数取值范围。然后编写程序,针对实际问题进行计算,计算结果用图表给出。
问题2的解答
根据高速列车的优化设计问题二给出的条件,以及前面的假设,分析研究已有的数学模型(连续模型,离散模型,随机模型,优化模型),然后根据问题一的结果,建立高速列车的优化设计问题的复杂模型,根据模型找出相应的计算公式,对公式进行修改和推导,对复杂工况进行手工估计和计算,对计算出的数据进行分析和研究,找出参数取值范围。然后编写程序,针对实际问题进行计算,计算结果用图表给出。
问题3的解答
根据高速列车的优化设计问题三给出的条件,以及前面的假设,分析研究已有的数学模型(连续模型,离散模型,随机模型,优化模型),然后根据问题一和问题二的结论,建立高速列车的优化设计问题的深入模型,根据模型找出相应的计算公式,对公式进行修改和推导,对深入工况进行手工估计和计算,对计算出的数据进行分析和研究,找出参数取值范围。然后编写程序,针对实际问题进行计算,计算结果用图表给出。
问题4的解答
根据高速列车的优化设计问题4给出的条件,以及前面的假设,分析研究已有的数学模型(连续模型,离散模型,随机模型,优化模型),然后根据问题一至问题3的结论,建立高速列车的优化设计问题的深入模型,根据模型找出相应的计算公式,对公式进行修改和推导,对深入工况进行手工估计和计算,对计算出的数据进行分析和研究,找出参数取值范围。然后编写程序,针对实际问题进行计算,计算结果用图表给出。
6 模型评价及改进
6.1模型评价
6.1.1模型优点分析
(1)高速列车的优化设计问题一中从多方面评价的结果更贴近实际;
(2)高速列车的优化设计问题二中运用了多项指标进行建立模型,结果更加全面合理;
(3)设计了高速列车的优化设计问题的智能显示系统,实用范围广且较为简便。
6.1.2模型缺点分析
(1)高速列车的优化设计在作多层次综合分析时,高速列车的优化设计模型有一定的主观性;
(2)高速列车的优化设计模型的应用性不是很广泛。
6.2模型改进
从整体出发来对高速列车的优化设计问题进行分析,观察问题的提出方式基本都属于一个类型,即某一种或者两种参数对其他一种参数的影响。
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