案例展示 - ENGG1811 Assignment 2: The Millennium Bridge Python代写

代写ENGG1811 - The Millennium Bridge的编程作业。该作业要求通过Python编程解决一个与伦敦千禧桥相关的工程模拟问题，主要使用numpy库来实现桥梁与行人的运动模拟，并进行设计优化。

任务细节：

1. 作业背景：

   • 该作业基于伦敦的千禧桥，该桥在2000年开通时，由于人群同步走动而发生了显著的侧向摇摆现象。这一现象引发了工程师对共振理论的研究。
   • 作业中要求学生通过简化的数学模型，使用Python编程模拟桥梁的侧向位移和行人的运动，并通过模拟不同的设计方案来减少桥梁的摇摆。

2. 任务要求：
   作业被分为四个主要任务，每个任务要求编写一个函数来解决具体的子问题：

   • Task 1: Simulation：编写sim_bridge()函数，模拟桥梁在行人作用下的位移、速度以及行人的同步运动。
   • Task 2: Design Objective Calculation：编写comp_obj()函数，通过桥梁的位移和速度计算一个设计目标，用以衡量不同设计的有效性。
   • Task 3: Running Different Designs：编写run_different_designs()函数，遍历多个不同的桥梁阻尼和刚度组合，模拟桥梁在这些组合下的表现，并计算每个组合下的设计目标。
   • Task 4: Finding the Best Design：编写find_best_design()函数，找到最佳的阻尼和刚度组合，确保桥梁的摇摆最小化。
     

3. 功能实现：

   • 我使用Python和numpy库实现了桥梁侧向运动的模拟，结合初始位移和速度、行人的同步步伐等参数，生成位移和速度数组，模拟桥梁的运动情况。
   • 通过桥梁位移和速度，计算设计目标值，用于衡量桥梁的摇摆程度，目的是找出最小化桥梁摇摆的最佳设计。
   • 遍历了不同的阻尼和刚度组合，并使用模拟结果计算每个设计下的摇摆情况。
   • 根据设计目标的最小值，选出最优的桥梁设计参数，确保桥梁的侧向摇摆最小化。

4. 挑战与解决方案：

   • 多参数设计模拟：遍历多个阻尼和刚度组合可能导致程序运行时间较长。为了优化计算效率，我采用了numpy的向量化操作，减少了嵌套循环的使用，提高了计算速度。
   • 测试与调试：为确保程序的准确性，我使用了作业提供的测试文件对每个函数进行单独测试，并确保每个函数通过了所有的边界测试用例。

服务流程：

1. 客户提供了详细的作业要求后，我首先分析了作业的各个任务，制定了逐步实现的方案。
2. 根据作业要求，我分步实现了四个主要函数，确保每个函数的逻辑正确，测试通过后再进行下一个函数的实现。
3. 最终将代码打包交付给客户，并提供了详细的代码注释和解释，帮助客户理解代码逻辑。

客户反馈：

客户对作业的完成情况非常满意，特别是对于复杂的模拟部分，客户表示程序运行稳定且结果准确。同时我提交的时候打上了详细的注释，方便客户进行理解。

成果展示：

• 编程语言：Python
• 使用库：numpy
• 实现功能：桥梁运动模拟、设计目标计算、多设计方案遍历、最优设计选择
• 文件类型：.py文件
• 项目结果：客户非常满意

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