- •Методические указания к лабораторным работам по курсу компьютерное моделирование
- •Методические указания к лабораторным работам по курсу компьютерное моделирование
- •Погрешности вычислений
- •2. Методы решения нелинейных уравнений
- •Метод хорд
- •Метод касательных Ньютона
- •Пример 1
- •Пример 2
- •2.2.1. Задача №1
- •Решение нелинейного уравнения методом Ньютона
- •2.3.1. Задача №1
- •2.3.3. Задача №3
- •3. Методы решения систем линейных уравнений
- •4. Решение систем нелинейных уравнений
- •4.1.2. Метод Ньютона
- •4.2. Лабораторная работа № 5 Решение системы нелинейных уравнений методом простой итерации
- •4.3. Лабораторная работа № 6
- •5. Интерполяция и аппроксимация функции
- •5.2.1. Задача №1
- •5.2.2. Задача №2
- •6. Численное интегрирование
- •Вычисление интеграла методом Симпсона
- •6.2.1. Задача №1
- •6.2.2. Задача №2
- •6.3.1. Задача №1
- •6.3.2. Задача №2
- •Определить давление в сечениях газопровода через каждые 10 км, если известно:
- •117917, Москва, гсп-1, Ленинский просп., 65
5.2.1. Задача №1
При
пяти различных значениях температуры
было
измерено напряжение сдвига
.
Найти коэффициенты функциональной
зависимости напряжения сдвига от
температуры при двух различных
предположениях о характере этой
зависимости: предполагая в первый раз,
что эта зависимость имеет линейный
характер, т.е.
,
и второй раз, что она имеет квадратичный характер
.
В таблице в каждой строке даны пять значений напряжения сдвига, отвечающих следующим значениям температуры:
(в
градусах Цельсия).
№ вар. |
Значение
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
14 |
16 |
20 |
26 |
44 |
2 |
15 |
17 |
20 |
26 |
45 |
3 |
16 |
18 |
21 |
28 |
46 |
4 |
16 |
17 |
20 |
26 |
44 |
5 |
13 |
17 |
20 |
26 |
45 |
6 |
15 |
18 |
21 |
28 |
46 |
7 |
14 |
17 |
20 |
26 |
44 |
8 |
15 |
18 |
20 |
26 |
45 |
9 |
16 |
19 |
21 |
28 |
46 |
10 |
14 |
16 |
21 |
26 |
44 |
11 |
15 |
17 |
22 |
26 |
45 |
12 |
16 |
18 |
23 |
28 |
46 |
13 |
14 |
16 |
20 |
25 |
44 |
14 |
15 |
17 |
20 |
26 |
45 |
15 |
16 |
18 |
21 |
27 |
46 |
16 |
14 |
16 |
20 |
26 |
43 |
17 |
15 |
17 |
20 |
26 |
44 |
18 |
16 |
18 |
21 |
28 |
45 |
19 |
14 |
16 |
20 |
24 |
44 |
20 |
15 |
17 |
21 |
26 |
45 |
21 |
16 |
17 |
21 |
28 |
46 |
22 |
13 |
16 |
20 |
26 |
44 |
23 |
15 |
16 |
22 |
27 |
45 |
24 |
16 |
18 |
21 |
28 |
47 |
5.2.2. Задача №2
Определить коэффициенты наилучшего приближения функциональной зависимости распределения температуры заглубленного трубопровода по поверхности грунта от глубины залегания трубопровода при стационарном тепловом режиме.
Известно общее соотношение:
,
где Q – температура на поверхности грунта в єС,
tH – температура окружающей среды в єС,
x
–
расстояние
по линии, перпендикулярной оси
трубопровода, от
точки на поверхности грунта до оси трубопровода.
Необходимо определить коэффициенты l и a в данном соотношении по результатам произведенных замеров температуры поверхности грунта.
Для решения этой задачи, прологарифмировав обе части соотношения, получим:
Обозначив
,
имеем уравнение
,
в котором необходимо определить
коэффициенты C
и
a.
После нахождения коэффициента C
можно будет вычислить l
следующим
образом:
.
Данные по вариантам:
1.
-
0
0.05
0.10
0.20
3.02
2.56
1.84
0.336
2.
-
0
0.05
0.10
0.20
0.30
0.40
2.08
1.91
1.59
0.69
-0.222
-1.2
3.
-
0
0.05
0.10
0.20
0.30
0.40
1.39
1.25
0.96
0.33
-0.51
-1.2
4.
-
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.833
0.742
0.53
0.095
-0.222
-0.51
5.
-
0
0.05
0.10
0.20
0.30
3.42
3.00
2.30
1.16
-0.104
6.
-
0
0.05
0.10
0.20
0.30
2.52
2.35
2.00
1.163
0.095
7.
-
0
0.05
0.10
0.20
0.30
1.705
1.504
1.253
0.0693
-0.51
5.3. Лабораторная работа №8
Построение интерполяционного многочлена Лагранжа
5.3.1. Задача №1
Построить многочлен Лагранжа, интерполирующий профиль высот на участке нефтепровода.
Данные по вариантам:
1.
-
180
180.1
180.2
180.3
180.4
56.2
54.2
54.9
53.2
53.5
2.
-
180.6
180.7
180.8
180.9
181
55.6
54.2
57.1
56.0
54.3
3.
-
181.1
181.2
181.3
181.4
181.5
52.3
53.4
53.0
53.9
55.7
4.
-
181.6
181.7
181.8
181.9
182
57.0
56.8
57.0
55.1
54.5
5.
-
182.1
182.2
182.3
182.4
182.5
53.6
50.0
55.5
55.3
60.7
6.
-
182.6
182.7
182.8
182.9
183
62.2
64.4
65.0
64.0
65.2
7.
-
183.1
183.2
183.3
183.4
183.5
63.6
65.0
66.2
62.1
58.0
8.
-
183.6
183.7
183.8
183.9
184
61.2
64
61.5
63.5
62.1
9.
-
184.1
184.2
184.3
184.4
184.5
64.4
66.2
63.5
65.4
62.4
10.
-
184.6
184.7
184.8
184.9
185
65.7
67.2
66.5
63.0
63.2
11.
-
181.2
181.3
181.4
181.5
181.6
52.3
54.8
53.0
53.1
55.7
12.
-
184.1
184.2
184.3
184.4
184.5
55.3
53.4
53.0
53.4
55.5
13.
-
185.1
185.2
185.3
185.4
185.5
62.4
63.1
63.0
58.9
59.0
14.
-
185.5
185.6
185.7
185.8
185.9
61.2
64
61.5
63.5
62.1
15.
-
186.6
186.7
186.8
186.9
187
62.2
64.4
65.0
64.0
65.2
16.
-
187
187.1
187.2
187.3
187.4
56.2
54.2
54.9
53.2
53.5
17.
-
187.1
187.2
187.3
187.4
187.5
52.3
53.4
53.0
53.9
55.7
18.
-
187.6
187.7
187.8
187.9
188
63.6
65.0
66.2
62.1
58.0
19.
-
188.0
188.1
188.2
188.3
188.4
61.2
64
61.5
63.5
62.1
20.
-
188.6
188.7
188.8
188.9
189
64.4
66.2
63.5
65.4
62.4
21.
-
189.6
189.7
189.8
189.9
190
55.6
54.2
57.1
56.0
54.3
22.
-
190.1
190.2
190.3
190.4
190.5
63.6
65.0
66.2
62.1
58.0
23.
-
190.6
190.7
190.8
190.9
191
57.0
56.8
57.0
55.1
54.5
24.
-
191.1
191.2
191.3
191.4
191.5
64.4
66.2
63.5
65.4
62.4
5.3.2. Задача №2
Известно,
что использование кислот соляной
и кремнефтористоводородной
,
благодаря растворению терригенных
коллекторов, углубляет и развивает сеть
каналов. Но одновременно и ограничивает
приток пластовых вод к скважине за счет
закупорки фильтрационных каналов в
водоносном пласте осадками кремнефторидов.
Проблемы поиска оптимального режима обработки призабойной зоны с целью снижения пластовых потерь нефти приводят к необходимости исследования зависимости количества выпадающего осадка от свойств пластовой воды.
В
таблице приведены результаты эксперимента
по смешиванию
пластовой воды при температуре
с кремнефтористоводородной кислотой
с последующей фильтрацией полученого
раствора.
плотность пласт. воды,
|
1.05 |
1.12 |
1.13 |
1.14 |
1.15 |
1.16 |
1.17 |
содержание осадка, % (весовое) |
8.4 |
14.2 |
14.4 |
15.4 |
19.7 |
20.6 |
22.6 |
Необходимо построить зависимость процентного содержания осадка, получающегося при смешивании пластовой воды с кислотой , от плотности пластовой воды. Для построения зависимости воспользоваться многочленом Лагранжа.
5.3.3. Задача №3
Построить интерполяционный многочлен Лагранжа для зависимости растворимости кварцевого песка в смеси двух кислот (20 % - ной кислоты и кислоты ) от процентного содержания кислоты в смеси.
Данные
измерений для отдельных смесей приведены
в таблице. Они были получены при
температуре
для
грамм
песка и при объеме кислотного раствора
.
состав раствора |
20 % +0 % |
20 % +5 % |
20 % +10 % |
20 % +15 % |
раствори-мость песка, г/л |
12.04 |
31.85 |
33.9 |
37.8 |
