数值分析课程设计报告第1 页,共15 页一、课程设计目的:1.训练学生灵活应用所学数值分析知识,独立完成问题分析,结合数值分析理论知识,编写程序求解指定问题
2.初步掌握解决实际问题过程中的对问题的分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能;3.提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力;4
训练用数值分析的思想方法和编程应用技能模拟解决实际问题,巩固、深化学生的理论知识, 提高学生对数值分析的认知水平和编程水平,并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风二、课程设计任务与要求:课程设计题目:计算水塔的水流量【问题描述】某居民区的民用自来水是由一个圆柱形的水塔提供,水塔高 12
2 米,直径 17
水塔是由水泵根据水塔内水位高低自动加水,一般每天水泵工作两次,现在需要了解该居民区用水规律与水泵的工作功率
按照设计,当水塔的水位降至最低水位,约 8
2 米时,水泵自动启动加水;当水位升高到一个最高水位,约10
8 米时,水泵停止工作
可以考虑采用用水率(单位时间的用水量)来反映用水规律,并通过间隔一段时间测量水塔里的水位来估算用水率,原始数据表是某一天的测量记录数据,测量了28 个时刻,但是由于其中有3 个时刻遇到水泵正在向水塔供水,而无水位记录
试建立合适的数学模型,推算任意时刻的用水率、一天的总用水量
进一步:可自己增加一些新的计算功能
【问题假设】1
水塔中水流量是时间的连续光滑函数,与水泵工作与否无关,并忽略水位高度对水流速度的影响
水泵工作与否完全取决于水塔内水位的高度
水塔为标准的圆柱体
体积V=PI*D*D*h/4 其中 D为底面直径, h 为水位高
水泵第一次供水时间段为[8
967,10
954],第二次供水时间段为[20
839,22
【实验数据】原始数据(单位:时刻(小时),水塔中水位(米) )时