學霸從數學建模開始!
廖弘坐在真皮的座椅上,用右手按摩了一下站了一晚上的小腿和腰椎,環顧四周,看到各位水利教授各司其職,各儘其責,不管是不是家鄉,都在為著中原省的洪水而努力,不禁欣慰的笑了笑。
想起身去隔壁拿些茶葉來,恢複下精神,路過門口的位置時,不經意間看到了正在瘋狂敲鍵盤的方舟。
好奇他孤零零一人不知道在忙什麼,於是忍不住湊上前去,看起了電腦屏幕和桌上的計算過程。
天氣預報幕後的工作人常常有動畫師,對某地區天氣係統未來可能發生的天氣現象和自然災害進行動畫演示,但那不涉及數學。
這是一條地理學者一般都不會選擇的道路,用純數學模型來模擬實際生活中發生過的大自然現象,並對未來可能發生的結果進行實時迭代。
這是隻有燒得起錢的3a遊戲工作室才會考慮的工作。
建模師、美工師和渲染師三者的通力合作之下,使得整個遊戲環境中的自然模型變得極為逼真,其中的數學模型和物理模型或許和現實接軌,但並沒有完全接軌,因為遊戲本身存在超現實主義,所以玩家會在遊戲中看到各種牛頓棺材板被頂飛的現象。
脫離巨量玩家為其付費的高額收益,用數學模型來模擬天氣係統的價格略過於昂貴,而且永遠不可能與現實做到百分百相準。
畢竟,數學建模隻能得到最優解,而不是完美解。
廖弘就站在方舟的身後,一步步看著程序的建立、bug的修改,再測試,再修改,最終atb導出了一組上千個經緯度的數據。
將得到的經緯度結果、水壩群經緯度一同轉化為行列式,借助軟件中自帶的畫圖功能,把所有的經緯度導出為二維圖片上一個個紅色的三角形,隱約間構成了多條相連貫穿的曲線。
隨意放入一個修圖軟件,降低其透明度,並與中原省內地形圖重疊,一個泄洪方案的最優解瞬間展現在了屏幕上。
四個作為向外省水資源輸出點的水壩前方,二十個水壩群呈現多節點多鏈條式相連,借助等高線完成的線性規劃,在覆蓋省內原有的河流主乾道和徑流之餘,還有多條不存在於地形圖上的小型路線。
隻不過相比於專家那樣利用整片村莊和農田作為泄洪渠道不同,方舟得出來的方案要更為柔和,泄洪渠道雖然多,但是覆蓋麵卻沒有那麼廣。
數學建模的計算過程可能確實很複雜,但數學建模結果的表現形式,一定很簡單。
得到最優解之後,建模還沒有結束,需要將這一結果重新代入原有的一維洪水流向模型,計算最終所需要的泄洪時間。
隻有比原結果的時間短,效果好,這樣才能證明,這套改良之後的模型和最優解更符合現狀。
將數據完全的敲進去上一個子程序內,筆記本電腦自動進入了死機式計算中,全部算力除維持係統的後台運轉以外,都被用在了跑水流模型程序上麵。
這時候,方舟的雙手離開了鍵盤,交叉在一起,慢慢的舒緩方才因為打字過快引起的關節僵硬。
小嘴嘬了一口水災之下,來之不易的熱水,方舟焦急的等待著電腦反應過來的那一刻。
想拿起桌上的白紙記錄下方才模擬出的泄洪路線,卻發現桌上的白紙少了好幾張,扭頭一看才發現,整個分析小組最大的負責人,廖弘正坐在方舟身後目不轉睛盯著方舟在紙上建立的一維洪水流向模型。
方舟頓時嚇了一大跳,雖然是在乾正經事,但又有一種開小差被老師發現了的感覺。
“妙啊。”廖弘看完了整夜計算迭代的洪水流向模型,忍不住稱讚道。
地理學界和水利工程學界雖然對水流的狀態也有數學意義上的計算和闡述,以及水流對周圍應力場和地下狹縫的計算公式,但對整個水流運動過程的描述更多是以結合附近地形地勢為主的文字性描述。
這種接近現實意義上的數學模型闡述可能更適合他們在預測和模擬時的方案調整。
忍不住扭頭看向方舟,眼裡放光就像看著寶藏一般,驚喜的問道“同學,你這套模型的仿真度高嗎?我們三大想買來做上課和科研用可以嗎?”
“額,教授,這套模型可能隻符合當前中原省的現狀,並不符合全國大部分地區的實際情況,如果隻是用於研究當然沒有問題,如果用於傳授的話,我怕誤導了學生”方舟怯生生的說道,本身就在洪水模型的基礎上加入了來自中原省的乾擾項,並不是一個通用解。
而且拿這麼複雜的數學模型給一群土地管理專業的文科生上課和考試用,如果知道模型是方舟做的,殺人的心怕是都有了吧。
方舟暫時還不想成為當代大學生的一個活靶子,所以果斷的拒絕了廖教授。
簡單的失望過後,廖教授轉頭看向了方舟靜止不動的電腦屏幕,能做出這樣神奇的洪水模型的學生,一定不止做出了這麼一點點成果,慢慢挖掘下去,說不定對方能給自己帶來驚喜。
等待了三分鐘過後,電腦屏幕依舊沒有任何變化。
“電腦是壞了嗎?”廖弘忍不住問道。
“不是它在計算。”方舟有些不好意思的說道
“哦。”廖弘心想,或許是在幫某個教授做些數據處理工作吧,數據量一大,沒有超算的算力,卡成這樣倒也正常。
再次過了五分鐘,電腦下麵的進度條一下從0閃現到了70,除此之外,再沒有任何反應。
“能不能和我講一下,你這個程序是在計算什麼?”廖弘被這破爛一般的電腦等的有些心煩,於是忍不住問道。
方舟把手中用了八分鐘畫好的一座中原省地形圖兼泄洪路線排布圖,展示給廖弘看。
不畫不知道,一畫嚇一跳。
擁有開掛般的畫麵記憶和往複查看能力,再附帶平行時空一名畫家“方舟”的肌肉記憶,右手瞬間化為人體照相機,快速把方才得到的泄洪方案用速寫的形式畫了出來。
廖教授接過來,一邊查看,一邊陷入了沉思。