2020年東北三省數學建模聯賽賽題

A題:新型冠狀病毒疫情

新型冠狀病毒(COVID-2019)目前已經成爲世界流行性傳染疾病,對各國的經濟、人民的生活、生命財產造成了巨大影響。然而,由於世界上各個國家的經濟狀況和體制的不同,人們對疫情重視程度的區別,加上很多國家存在的檢測設備和個人防護設備的不足,抗擊疫情的道路各異,有些國家已經看到了曙光,有的國家還有很長的路要走。弄清新型冠狀病毒疫情發展的特點和規律,對於世界範圍內的疫情發展能夠有一個清晰的認識,你們團隊需要蒐集數據,建立數學模型,解決如下問題:

  1. 根據與疫情發展相關的時間序列數據,分析世界範圍內主要國家的疫情發展特點及抗擊疫情狀況,並進行合理的分類。

  2. 選取合理的指標,構建數學模型,對世界範圍內主要國家對疫情的管控效果進行綜合評價。

  3. 分別建立模型對世界範圍內主要國家的疫情發展趨勢進行預測,需要對模型進行檢驗。

  4. 根據你們的研究,給世界衛生組織寫一封信,提出一些有針對性的抗擊疫情建議和對未來疫情發展的展望。

B題:室內溫度調控問題

某地區冬季供暖採用熱水供熱的方式。每一戶有一個進水口和出水口,熱水通過進水口進入房間,由出水口離開房間。一個基本問題是,如何調整進水流量,使得在室外天氣不斷變化時,室內的溫度維持在一個相對穩定的範圍內。下面給出具體要求。

房間大小爲50平方米,房間高爲2.8米,具體規格如圖所示。房間南北爲外牆,與室外接觸,長爲5米,每面牆上有一扇窗戶,規格爲2米*1.5米;東西爲內牆,不與室外接觸,長爲10米。房間採用暖氣片供熱方式,共兩扇,南北牆窗戶正下方各一扇,每扇暖氣片長2米,高1米。
在這裏插入圖片描述
選取某天的室外溫度如下表所示:
在這裏插入圖片描述
房間進水口的流量介於每小時0.1到1立方米之間。進水口的水溫爲40度,出水口的水溫未知。房間的室內溫度標準爲每天的平均溫度爲21度,標準差爲1.5度。房間其餘的有需要的參數可以自行設定。

問題:1.當室外溫度爲0度,進水口流量爲每小時0.5立方米時,求房間的空間溫度分佈。

2.當室外溫度爲0度,進水口流量在0.1-1之間變化時,求房間的動態溫度分佈。

3.考慮在一天之內,室外溫度按照表中數據變化時,每隔一小時調整一次進水口流量,給出如何調整進水口流量,使得室內溫度達到標準,並且一天累計耗水量最小。

建模時間:2020.6.1 8:00~2020.6.20 8:00

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