2012深圳杯数学建模夏令营C题解答 - 图文(3)

2019-08-26 17:21

Ⅱ):

每个机柜的任务量为0.5: Imregionalmax = 32.7584 32.8246 32.7247 Points =

2.4162 4.3727 4.0889 4.3727 7.2485 4.3222 每个机柜任务量为0.2: Imregionalmax = 28.6021 28.6308 28.5428 Points =

2.4162 4.3727 4.1818 4.3727 7.2485 4.3222 每个机柜任务量为0.3: Imregionalmax = 30.6982 30.7181 30.6863 Points =

2.4162 4.3727 4.1818 4.3727

7.2485 4.3222

根据数据可以发现三个任务量下极值点相同,由此,可以得出极值点即为?2.4162,4.3727?

?4.0889,4.3727??7.2485? ,4.3222但由于高度上的分布是离散的,所以必须根据不同位置做出温度分布图,这样可以减小误差。因为得到的极值点x值即通道位置就为给出数据中通道二、通道三、通道四的数据,所以,仅需要做出这三个通道的温度分布,见图 3 不同通道的热分布图:

图3.1 通道二 图3.2 通道三 图3.3 通道四

10

图 3 不同通道的热分布图

通过MATLAB计算出温度最高的几个极值点(MATLAB计算程序见附录Ⅲ):

每个机柜的任务量为0.5: Imregionalmax = 32.5008 Points =

4.2717 1.7758

每个机柜的任务量为0.2: Imregionalmax = 32.4353 Points =

4.2717 1.7758

每个机柜的任务量为0.3: Imregionalmax = 32.5858 Points =

4.2717 1.7758

根据数据可以发现三个任务量下极值点相同,由此,可以得出极值点即为

?2.4162,4.3?。由于我们没有温度极值点的数据,所以通过点727,1.7758?4.0889,4.3?727,1.7758?7.2485 ,4.3222,1.7758??2.4,4.1,1.8??4.1,4.1,1.8?进行模拟,从而得到不同任务量下温度极值点的温度分布表(表 1 ?7.2 ,4.1,1.8?机柜不同任务量下温度极值点的温度分布表):

表 1 机柜不同任务量下温度极值点的温度分布表

(注其中x、y、z分别为通道位置,距离空调位置,高度)

机柜一 0.5 0.8 0.5 0.5 0.5 0.3 0.5 0.5 0.2 0.3 0.3

机柜二 0.5 0.5 0.8 0.5 0.5 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2 0.2 机柜三 0.5 0.5 0.5 0.8 0.5 0.5 0.2 0.5 0.2 0.2 0.2 机柜四 0.5 0.5 0.5 0.5 0.8 0.5 0.5 0.5 0.2 0.2 0.3 x y z 2.4 4.1 1.8 32.1 35.9 32.4 32.2 32.1 30.2 28.4 31.9 28.1 30.0 30.1 4.1 4.1 1.8 32.0 32.0 35.9 32.0 32.0 32.0 32.0 28.1 28.0 28.0 30.0 7.2 4.1 1.8 32.2 32.2 32.2 32.6 35.8 32.2 32.2 32.2 28.1 28.1 30.2 11

0.3 0.3 0.3 0.3 30.1 30.0 30.2 分析表格可知当机柜一工作量提高到0.8时点二,点三温度没有变化,同样当机柜二工作量提高到0.8时点一,点四温度没有变化,当机柜四工作量提高到0.8时点一,点二温度没有变化,而当机柜三工作量提高到0.8时所有点的温度都几乎没有变化。同样,当温度降低时也是如此。根据上述分析,我们做出假设:点一的最高温度只与机柜一有关,点二的最高温度只与机柜二有关,点三的最高温度只与机柜四有关。做出散点图(图 4 温度极值点与相关机柜任务量的拟合),由图像确定使用指数函数拟合。

40383634

3230282600.10.20.30.40.50.60.70.80.918? 图4.1 点?2.4,4.1,1.

12

40383634

3230282600.10.20.30.40.50.60.70.80.918? 图4.2 点?4.1,4.1,1.40383634

3230282600.10.20.30.40.50.60.70.80.918? 图4.3 点?7.2,4.1,1.图 4 温度极值点与相关机柜任务量的拟合

分析数据,选取温度极值点对应的机柜号拟合得到方程(MATLAB计算程

13

序见附录Ⅳ):

T173 4268.3?1.T2;0368 5206.1.T3;426.?x1??x2??856 4760.1x4

其中Ti为第i个温度极值点的温度

xi为第i个相关机柜的任务量

运用MATLAB分配任务量,并求出机房最高温度的最低值(MATLAB计算程序见附录Ⅴ):

任务量为0.8时: maxint =35.1919 x11 =0.7400 x12 =0.7300 x13 =1.0000 x14 =0.7300

任务量为0.5时: maxint =30.1168 x11 =0.3200 x12 =0.3500 x13 =1.0000 x14 =0.3300

5.4模型四

k~?两方程紊流模型建立数学模型

对于不可压缩、定常的流动,根据以上的假设,该模型的控制方程可用如下的通用形式:

(1) 连续性方程:

??Ui?Uj?????UiUj??????i??i?????X?Xi?Xi??Xij???????UT??(2) 能量方程:i?Xi?Xi???u????v????w????0

?X1?X2?X3(15)

???????T0?T??g???? (16)

???i?i???Pr??T????T?q???X??CP ?i?(17)

(3) 紊流动能方程(k方程):

???Uik?????Xi?Xi??Ui?Uj??i?k???????X???i??X??Xi?ji?K????Uj??C1?i??Ui????X?Xij????Ui??T??????gi(18) ??XPr?Xji? (4) 紊流动能耗散率方程(ε方程):

???Ui??????Xi?Xj??i?k????Xj??2??Ui??T???C2?C3?gi(19) ??XkPr?Xij?紊流粘性系数的表达式:

14


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