储油罐的变位识别与罐容表标定

2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)A题 储油罐的变位识别与罐容表标定通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐,并且一般都有与之配套的“油位计量管理系统”,采用流量计和油位计来测量进/出油量与罐内油位高度等数据,通过预先标定的罐容表(即罐内油位高度与储油量的对应关系)进行实时计算,以得到罐内油位高度和储油量的变化情况。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。图1是一种典型的储油罐尺寸及形状示意图,其主体为圆柱体,两端为球冠体。图2是其罐体纵向倾斜变位的示意图,图3是罐体横向偏转变位的截面示意图。请你们用数学建模方法研究解决储油罐的变位识别与罐容表标定的问题。 (1)为了掌握罐体变位后对罐容表的影响,利用如图4的小椭圆型储油罐(两端平头的椭圆柱体),分别对罐体无变位和倾斜角为懰=4.10的纵向变位两种情况做了实验,实验数据如附件1所示。请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高度间隔为1cm的罐容表标定值。(2)对于图1所示的实际储油罐,试建立罐体变位后标定罐容表的数学模型,即罐内储油量与油位高度及变位参数(纵向倾斜角度懰和横向偏转角度拰 )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(附件2),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高度间隔为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。附件1:小椭圆储油罐的实验数据附件2:实际储油罐的检测数据图四
2026年09月22日 23:05
有5个网友回答
网友(1):

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  很多加油站的储油罐在使用一段时间后,由于地基变形等原因,罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化,从而导致罐容表发生改变。 我们通过简化图形利用数学模型,推出两端平头的椭圆柱体水平时与倾斜后的位置关系,利用割补法将变位后的罐体转化为没有变位的罐体,求出没有变位的罐内液体体积,从而得到倾斜罐体内液体的体积。 最后利用MATLAB数学软件得出罐体变位后罐容表标定值。
  详细介绍:
  
  标定:
  研究储油罐的变位识别问题和罐容表标定问题,利用实验数据建立了数学模型,成功的建立了储油罐在已知变位下的罐容表,并实现了对未知变位参数的实际罐容表的变位识别,最终解决了储油罐的变位识别与罐容表标问题,在实际工程中有重要的现实意义。 针对问题一,我们通过简化图形,推出两端平头的椭圆柱体水平时与倾斜后的位置关系,利用割补法将变位后的罐体转化为没有变位的罐体,求出没有变位的罐内液体体积,从而得到倾斜罐体内液体的体积。在求水平罐体体积时,我们通过微积分计算出截面面积,利用体积公式求出水平时罐体内液体体积。随后,可以根据纵向倾斜的角度 ,得出倾斜后罐内油位高度与储油量的对应关系。再对附件 中的实际数据进行拟合,发现小椭圆型储油罐的罐体变位后所测得油面高度要比水平情况下所测得的油面高度要高。最终得出罐体变位后油位高度间隔为 的罐容量表标定值。
  针对问题二,我们首先考虑横向偏转变位对罐容表的影响(即对油浮子测得高度的影响),再分析纵向倾斜变位对罐容表的影响。求出圆柱体内液体容积后,结合问题一的数学模型求出两个球罐体内液体的体积。在求球冠体内液体体积时,我们首先求出球冠体与圆柱截面相交形成的弓形面积表达式,通过积分计算出球冠体内液体的体积,进而确定罐内储油量与油位高度及变位参数之间的一般关系。然后通过附表2中的数据求出变位参数 与 。并且结合附表2的数据对所得一般关系进行检验,用来判断模型的正确性与方法的可靠性。最后,通过建立的数学模型与所给数据画出罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值。 最后,我们对模型所用思想方法的科学性,以及结果的合理性进行了分析与评价。该模型计算方法简单快捷,在日常生活中具有普遍可操作性,为非专业测量人员提供了方便。

网友(2):

孩子,告诉我你是什么学校的,我好看看你的试卷,顺便让那个老师给你记名一下,严重违规!!!!!!!!

网友(3):

才十分?你好意思的啊!要是我我就倾其所有了!

网友(4):

难道就我不会吗

网友(5):

3天后 大家一起把答案贴出来 对比一下