風(fēng)扇的布局優(yōu)化模型研究

吳曉林 朱倩倩 盧浩

摘 要：文章研究了在環(huán)境、空間、性能一定的情況下，將風(fēng)扇放置于不同位置處，以達(dá)到布局最優(yōu)的規(guī)劃問題。布局最優(yōu)由風(fēng)扇的風(fēng)速（風(fēng)量）和噪音程度決定。首先，利用單擺法測量風(fēng)力，再加上已知的物體重力，可以推算出風(fēng)力的大小。其次，由風(fēng)力計(jì)算風(fēng)速：在選定的點(diǎn)處放置物體通過該物體的受力來估算該點(diǎn)的風(fēng)速（事實(shí)上是周圍若干點(diǎn)的集合，物體的受力并不均勻，但是微積分的工作量太大，我們決定不用這種太過專業(yè)的方法）。然后，根據(jù)風(fēng)速的不同（即距離風(fēng)扇位置的不同）測量相應(yīng)的噪音程度，記錄數(shù)據(jù)。最后，設(shè)定風(fēng)扇的風(fēng)速（風(fēng)量）和噪音程度所占權(quán)重來考察距離風(fēng)扇中心何種位置受益最大，即為風(fēng)扇的最優(yōu)布局。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力；風(fēng)速（風(fēng)量）；噪音程度；權(quán)重

中圖分類號(hào)：U412.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）26-0003-02

1 相關(guān)公式

在測量風(fēng)速的過程中，單擺周期公式為：

g是重力加速度。造成重力加速度的原因是重力，那么當(dāng)我們把風(fēng)扇的風(fēng)力加到某一物體上時(shí)，該物體做單擺運(yùn)動(dòng)時(shí)將有新的等效重力加速度和新的平衡位置。這時(shí)：

那么通過對(duì)T和T1的測量。

由風(fēng)力計(jì)算風(fēng)速時(shí)，我們用規(guī)則的圓柱體來做實(shí)驗(yàn)器材，已知其質(zhì)量為m，半徑為r，高度為h，密度分布均勻。（r和h相對(duì)于圓柱體到電風(fēng)扇中心的距離d而言是極小的）空氣密度為p時(shí)，假設(shè)風(fēng)與圓柱的碰撞是完全彈性的，則

F=2pv2S，S=πr2

F是風(fēng)力，v是風(fēng)速，S是圓柱體底面積，于是我們就可以求出v的大小（風(fēng)量=風(fēng)速×圓柱體底面積）。……