用matlab实现最小平展面积模型: 最小平展面积模型: 设滑翔伞伞翼面积为S,人的重量为W,滑翔伞伞头重量为F,起飞高度为H,安全飞行速度为V,安全降落速度为U,空气密度为ρ,阻力系数为Cd,滑翔伞下降速度为v。则有: W=50kg – 70kg F = 4.0kg - 4.2kg (伞头重量要求) v = U = 4m/s - 7m/s (安全降落速度要求) v = SCdρV^2 / (2(W+F+SCdρV^2/2)) (下降速度公式) S = 2(W+F)v / (Cdρ*V^2) (滑翔伞伞翼最小平展面积公式)
时间: 2024-03-22 17:38:27 浏览: 181
下面是用 MATLAB 实现最小平展面积模型的代码:
```
% 伞翼面积S的初始值
S = 0.5;
% 待求解的参数
W = 60; % kg
F = 4.1; % kg
H = 1000; % m
V = 5; % m/s
U = 5; % m/s
rho = 1.225; % kg/m^3
Cd = 1.2;
% 下降速度公式
v = @(S) sqrt(2*(W+F)/(Cd*rho*S)) * (Cd*rho*S/(2*(W+F)) + sqrt((Cd*rho*S/(2*(W+F)))^2 + 2*H*9.8/(rho*S)));
% 求解下降速度等于安全降落速度的伞翼面积
options = optimset('TolFun', 1e-8);
S_opt = fsolve(@(S) v(S) - U, S, options);
% 输出结果
disp(['伞翼面积最小值为:', num2str(S_opt), ' m^2']);
```
这段代码中,我们先给伞翼面积 S 赋一个初始值,然后定义了下降速度公式 v,该公式是一个关于 S 的函数,输入 S 后返回对应的下降速度。接着,我们使用 MATLAB 内置函数 fsolve 求解下降速度等于安全降落速度的伞翼面积 S_opt,最后输出结果。
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用matlab实现最小平展面积模型: 设滑翔伞伞翼面积为S,人的重量为W,滑翔伞伞头重量为F,起飞高度为H,安全飞行速度为V,安全降落速度为U,空气密度为ρ,阻力系数为Cd,滑翔伞下降速度为v。则有: W + F = 4.0kg - 4.2kg (伞头重量要求) v = U = 4m/s - 7m/s (安全降落速度要求) v = SCdρV^2 / (2(W+F+SCdρV^2/2)) (下降速度公式) S = 2(W+F)v / (Cdρ*V^2) (滑翔伞伞翼最小平展面积公式)
可以使用 MATLAB 中的符号计算工具箱来实现最小平展面积模型的计算。首先需要定义变量和公式,然后使用 solve 函数求解最小平展面积 S。下面是一个实现的例子:
```matlab
syms S W F H V U rho Cd v
eq1 = W + F == 4.0; % 伞头重量要求
eq2 = v == U; % 安全降落速度要求
eq3 = v == S * Cd * rho * V^2 / (2*(W+F+S*Cd*rho*V^2/2)); % 下降速度公式
eq4 = S == 2*(W+F)*v / (Cd*rho*V^2); % 滑翔伞伞翼最小平展面积公式
sol = solve([eq1, eq2, eq3, eq4], S); % 解方程组,求解最小平展面积 S
```
解得的 sol 变量即为最小平展面积 S 的值。
用matlab实现假如你是一个设计师,负责设计一款安全、可灵活操控方向并且面积尽可能小的降落伞。为了简化问题,我们假定滑翔伞伞翼是椭圆形,并且滑翔伞的操控方式通过控制绳来实现(通过向左或向右拉动控制绳实现转向,向前或向后拉动控制绳实现加速或减速),同时假定人的重量在50-70kg。现要求滑翔伞伞头重量在4-4.2kg,并从280-300米高度起飞,起飞若干时间后可达到安全飞行速度35-50公里/小时,最终达到安全降落速度4-7米/秒。请通过数学模型回答以下问题: 问题1 请给出设计滑翔伞伞翼面积应该考虑的因素,在安全的条件下,请建立滑翔伞伞翼最小平展面积模型,并说明因素和模型的合理性;
滑翔伞的平展面积是设计中的一个重要参数,影响着滑翔伞的飞行性能和重量。以下是设计滑翔伞伞翼面积时应该考虑的因素:
1. 重量:滑翔伞的重量会影响所需的升力,从而影响所需的平展面积。因此,需要考虑人的重量和滑翔伞的重量,以及其他可能添加到滑翔伞上的设备。
2. 飞行速度:滑翔伞的飞行速度会影响所需的升力和阻力,从而影响所需的平展面积。因此,需要考虑滑翔伞的安全飞行速度范围。
3. 空气密度:空气密度的变化会影响滑翔伞的升力和阻力,从而影响所需的平展面积。因此,需要考虑滑翔伞起飞的高度。
基于以上因素,建立滑翔伞伞翼最小平展面积模型如下:
$$A_{min}=\frac{mg}{\frac{1}{2}\rho {v_s}^2C_L}$$
其中,$A_{min}$是滑翔伞伞翼的最小平展面积,$m$是滑翔伞的质量,$g$是重力加速度,$\rho$是空气密度,$v_s$是滑翔伞的安全飞行速度,$C_L$是滑翔伞的升力系数。
该模型可以保证在给定的安全条件下,设计出平展面积最小的滑翔伞,从而减小滑翔伞的重量和体积,提高操控性能和便携性。
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