Соревнование «University Cup» по моделированию должно было состояться в прошлом месяце, но по неизвестным причинам перенесли на текущий.
27 октября.
В этот день в Танду уже ощущался мороз, и официально началось национальное соревнование по моделированию.
За день до начала соревнований Ван Донлай и Ляо Цинфэн, а также остальные участники приехали в другой кампус университета и разместились в специально отведенном для них месте.
Ведь это соревнование было не просто мероприятием, а настоящим событием, дававшим возможность всем участвующим вузам продемонстрировать свои возможности.
В семь часов вечера большинство участников вошло в специальный компьютерный класс и молча устроилось на свои места, ожидая начала соревнований.
Студенты, сумевшие оказаться здесь, были полны уверенности. На их лицах читалась готовность к борьбе, а в глазах горел огонёк амбиций.
В этом году Tangdu University участвовала в соревновании 76 командами, насчитывавшими более 200 человек.
В этом году в соревновании участвовали 21303 команды из 1284 учебных заведений по всей стране (включая два специальных административных района), а также из Сингапура и США. В общей сложности более 60 тысяч студентов приняли участие в конкурсе.
Организаторами конкурса выступили Министерство образования и науки, а также Общество прикладной математики и механики. Это придало соревнованию особую значимость.
По мере приближения к восьми часам вечера атмосфера в компьютерном классе становилась всё более напряжённой. Многие студенты, впервые участвовавшие в подобном мероприятии, после первоначального волнения и возбуждения стали немного тише.
Время истекло. Соревнование началось.
В тот же миг все участники вошли на официальный сайт и начали скачивать задания.
Правила математического моделирования были широко известны в интернете. В рамках соревнований для бакалавров предлагались две задачи, а для студентов колледжей – две другие. Команды могли выбрать по одной задаче из каждой категории и за 72 часа выполнить моделирование, программирование и написание научной статьи. Готовые работы затем нужно было преобразовать в нужный формат и загрузить на сервер.
Процесс был прост, но сложностью являлись сами задания.
Хотя участники могли пользоваться интернетом для поиска информации, в сети на самом деле не было ответов на конкретные задачи или готовых решений.
Ведь каждый год задания для конкурса разрабатывались с большим трудом или представляли собой реальные проблемы, с которыми сталкивались компании, и немного изменялись и оформлялись в формат заданий.
Время было драгоценным, ведь всего 72 часа оставалось для решения задачи. Каждая минута экономии в других делах позволяла выиграть время на размышления.
Но когда Ляо Цинфэн и Е Фэй увидели задания на этот год, их брови нахмурились.
Задача А: Оценка вины.
Задача B: Проектирование солнечного дома.
Задача C: анализ факторов риска инсульта и разработка мер по его профилактике.
Задача D: Проблема навигации роботов в условиях препятствий.
Глядя на названия задач, CD выглядели более современными и технологичными, в то время как AB кажутся менее сложными и подходящими для студентов колледжей.
Ведь одна задача касалась робототехники и анализа тяжелых заболеваний, а другая — оценки вины и проектирования солнечных домов.
Если человек не знаком с этими областями, то на первый взгляд именно первые задачи кажутся более сложными для студентов-бакалавров, а вторые — подходящими для тех, кто учится по специальности «техник».
Но на самом деле все наоборот!
Задачи A и B предназначены для студентов бакалавриата, а C и D – для тех, кто изучает специальность «техникум».
"Что хорошего в оценке вина? Разве не лучше всего винтаж 1982 года Lafite?" — сказал Ван Донлай.
"Винтажные Romanée-Conti тоже неплохи, но что это имеет общего с моделированием?" — спросил Е Фэй.
"Эти задания всё более странные. Кто же этот загадочный человек придумал такие задачи?" — подумал Ван Донлай.
"Задачи для студентов колледжей кажутся мне более сложными, чем нашим!" — сказал Е Фэй.
В тот момент по компьютерному классу раздавались недовольные возгласы участников.
Хотя каждый год задания для конкурса были разными и не имели какой-либо определенной закономерности, увидев их, многие участники с грустью начали жаловаться.
В то время как одни жаловались на задания, другие внимательно их изучали и выбирали подходящие задачи для себя.
"— Какую задачу мы выберем?" — спросил Ван Донлай.
Е Фэй с любопытством посмотрел на Ван Донлай и спросил.
Ляо Цинфэн также думал, анализируя задачи, чтобы найти подходящую для своей команды.
"Давайте выберем задачу об проектировании солнечного дома!" — сказал Ван Донлай.
В этот момент Ван Донлай сразу обратился к своим товарищам:
Увидев вопросительные взгляды товарищей, Ван Донлай немного пояснил: «Задача об оценке вина может показаться простой, но если хорошенько подумать, то многие смогут её решить. В итоге эта задача станет очень популярной».
"Давайте выберем задачу B. Там будет меньше участников, да и сама задача не слишком сложная," — добавил Ван Донлай.
Для первого вопроса можно просто использовать таблицу Excel, чтобы отсортировать климатические данные и интенсивность радиации. Затем мы можем построить нелинейную модель с помощью Visual C++, которая вычислит наилучший тип солнечных панелей для каждого участка крыши. После этого создадим математическую модель фотоэлектрических установок на основе кривых тока-напряжения и определим расположение солнечных панелей на каждой стороне дома. Учитывая данные о радиации солнца, угле освещения, окружающей среде, географии здания, климате и погодных условиях региона, мы сможем составить нелинейную модель уравнений.
Таким образом, мы получим схему размещения солнечных батарей на доме и рассчитаем общую выработку электроэнергии за 35 лет — 1999760 кВтч. Экономическая эффективность составит 273,83 %, а срок окупаемости инвестиций — 12 лет и 10 месяцев.
Для второго вопроса мы сначала построим модель оптимального угла наклона, основываясь на непрерывности, однородности и максимальной интенсивности солнечного излучения на поверхности земли в автономной фотоэлектрической системе. Оптимальный угол составит 35,1°. Затем, учитывая результаты первого вопроса, схема размещения солнечных батарей на доме и общая выработка электроэнергии за 35 лет (2 225 216 кВтч), экономическая эффективность составит 304,70%, а срок окупаемости инвестиций — 11 лет и 6 месяцев.
Что касается третьего вопроса, то здесь все еще проще: мы построим нелинейную модель на Visual C++, которая вычислит размеры дома (длина, ширина и высота) и другие данные. Затем, используя результаты первого вопроса, определим структуру солнечных панелей на доме и рассчитаем общую выработку электроэнергии за 35 лет — 1 374 539 кВтч. Экономическая эффективность составит 34,14%, а срок окупаемости инвестиций — 10 лет и 3 месяца.
Пока он говорил, Ван Донлай записал эти ключевые цифры на бумаге.
Е Фэй и Ляо Цинфэн смотрели на Ван Донлай с широко раскрытыми глазами, словно не веря тому, что слышали.
Как будто кто-то назвал ответы на задачи математического конкурса!
Они считали себя умными в своих областях, но не могли вычислить ответы столь же быстро и точно, как Ван Донлай.
В тот момент Е Фэй и Ляо Цинфэн испытывали чувства восхищения и недоумения.
"Неужели ты все это вычислил в уме?" — спросил Е Фэй, не веря своим ушам.
Е Фэй, ошеломлённый этим, обратился к Ван Донлай с вопросом, лицо его выражало удивление.
"Это просто арифметика, ничего сложного. Неужели вы не умеете так считать?" — ответил Ван Донлай с лёгкой усмешкой.
Ван Донлай внезапно решил немного подшутить над друзьями и с видом само собой разумеющимся спросил:
"Ну да, я тоже могу считать в уме, просто не так быстро, как ты," - ответил Е Фэй, немного смущаясь.
Е Фэй опешил на мгновение, а затем попытался оправдаться, чтобы сохранить лицо.
Ляо Цинфэн наблюдал за этой сценой со стороны и чувствовал себя немного растерянным.
Благодаря готовым решениям и подробным данным, предоставленным Ван Донлаем, эта математическая олимпиада стала намного проще. Оставалось только следовать его плану и выполнять действия пошагово для успешного завершения задачи.
"Как и говорили раньше: Ляо Цинфэн занимается моделированием, а Е Фэй — программированием. Просто следуйте моим указаниям, и решение будет несложным," — сказал Ван Донлай.
"Конечно, если у вас есть какие-то идеи, предлагайте их, мы обсудим," — добавил Ван Донлай.
Ван Донлай посмотрел на товарищей, ожидая ответа.
"Не нужно, мы верим в тебя!" — ответил Е Фэй.
Е Фэй не раздумывая согласился с предложением Ван Донлай.
Ляо Цинфэн немного подумал, прежде чем ответить: «Я тоже согласен».
"Тогда давай начнём работать!" — сказал Ван Донлай.
"Не нужно усердно работать до полуночи и переутомляться, просто работайте в обычном темпе," — добавил Ван Донлай.
В этот момент Ван Донлай невольно восхитился силой своего умения считать на ходу.
"Арифметика: сложение, вычитание, умножение и деление чисел больше не будут вам проблемой. Даже самые сложные задачи не смогут вас одолеть."
Благодаря этому умению он мог быстро решать задачи.
Конечно, это лишь одна из причин его успеха.
Его высокий уровень математических знаний и развитые интеллектуальные способности помогли ему быстро решить задачу.
Задача была сложной лишь из-за большого объема вычислений, необходимости гибкого мышления и глубокого понимания математических понятий. Но при смене образа мысли решение представлялось несложным.
http://tl.rulate.ru/book/146780/8026170
Готово:
