环境系统分析第五次作业

环境系统分析环境系统分析 上机实验报告上机实验报告 上机主上机主题题 矩矩阵阵运算功能的使用运算功能的使用 联联立方程的求解立方程的求解 上机上机时间时间 班班 级级 学学 号号 姓姓 名名 评 分 市政环境学院 环境科学与工程系 指导教师 一 上机一 上机实验实验目的目的 1 学会并求解学会并求解单单一河段水一河段水质质模型的参数 模型的参数 2 学会并使用一学会并使用一维维多河段水多河段水质质模型模型进进行建模行建模计计算 算 3 学会矩学会矩阵阵运算功能的使用 运算功能的使用 二 上机二 上机实验题实验题目目 1 1 单一河段水质模型的求解与分析 选作 单一河段水质模型的求解与分析 选作 已知河流平均流速 ux 0 5m s 水温 T 20 C 起点 BOD L0 10mg l DO0 8mg l Kd 0 15d 1 Ka 0 24d 1 计算 临界氧亏点的距离 xc 临界点的 BOD 和 DO 值 将 ux T L0 DO0 Kd Ka依次单独递增 10 计算临界氧亏点的距离 临 界点的 BOD 和 DO 值 计算临界点距离 xc 临界氧亏值 Dc 对参数 Kd 和 Ka 的灵敏度 2 多河段水质模型的求解 多河段水质模型的求解 求下表所示河段的一维 BOD 和 DO 的稳态响应矩阵 U 和 V 及向量 m 和 n Dof 10mg L 0 1 Q1 0 5 L1 200 DO1 1 2 Q2 0 3 L2 200 DO2 1 3 Q3 0 4 L3 200 DO3 1 4 Q4 0 5 L4 200 DO4 1 Q20 10 L20 2 DO20 8 Kd0 0 3 Ka0 0 6 t0 0 5 Kd1 0 3 Ka1 0 6 t1 1 Kd2 0 3 Ka2 0 6 t2 1 Kd3 0 3 Ka3 0 6 t3 1 Q31 0 2Q32 1Q33 0Q34 1 单位 Q m3 s L DO mg L Kd Ka d t d 三 上机程序要点三 上机程序要点 由由题题知知 0 5 x um s 20T 0 10 Lmg L 0 8 DOmg L 1 0 15 d Kd 1 0 24 a Kd 由公式知由公式知临临界氧界氧亏亏点的距离 点的距离 0 0 ln 1 xaad c addd uKDKK x KKKK L 临临界点的界点的 BOD 0exp d LLK t DO 0 0 exp exp exp d cscsdaa ad K L DODODDOK tK tDK t KK 先先计计算算 程序 程序 可得结果 递递增增 10 xc 2 1314e 005 Lc 5 1029 Doc 5 8805 x u 递递增增 10 xc 2 0406e 005 Lc 4 9236 Doc 5 6541T 递递增增 10 xc 1 9674e 005 Lc 5 5553 Doc 5 5977 0 L 递递增增 10 xc 2 1777e 005 Lc 4 6947 Doc 6 1356 0 DO 递递增增 10 xc 1 8711e 005 Lc 4 8936 Doc 5 7054 d K 递递增增 10 xc 1 8209e 005 Lc 5 3139 Doc 6 0505 a K 由公式可得由公式可得 0 0 187 11 193 760 15 0 343 0 15 0 1193 76 c d x cd K dc xK S Kx 0 0 9 075 7054 3 1890 15 0 551 0 15 0 13 189 c d D cd K dc DK S KD 0 0 182 09 193 760 24 0 6020 0 24 0 1193 76 c a x ca K ac xK S Kx 0 0 9 076 0505 3 1890 24 0 532 0 24 0 13 189 c a D ca K ac DK S KD 显显然可由公式得然可由公式得 11 UA BmAg 由由 i i exp di i K t 13 2 ii i i QQ a Q 2 i i i Q b Q 可以解得可以解得 1 2 3 1000 100 010 001 a A a a 1 2 3 4 000 000 000 000 b b B b b 020 0 0 0 a L g 其其 matlab 程序可程序可为为 输输入后解得入后解得 同理可得同理可得和和 在 在这这就不具体就不具体编编程程计计算 算 V n 四 上机四 上机实验实验心得心得 使用矩使用矩阵阵运算非常方便 但是用矩运算非常方便 但是用矩阵进阵进行运算注意元素的相乘 行