2023数维杯国际赛数学建模竞赛选题建议及B题思路讲解
大家好呀，2023年第九届数维杯国际大学生数学建模挑战赛今天早上开赛啦，在这里先带来初步的选题建议及思路。
目前团队正在写B题和D题完整论文，后续还会持续更新哈，大家三连关注一下防止迷路。
注意，本文只是比较简略的图文讲解，完整的视频讲解请移步：
【数维杯国际赛思路】2023数维杯国际数学建模竞赛选题建议及初步思路！_哔哩哔哩_bilibili
首先是主基调：
本次数维杯国际赛难度上BCD差不多，A难度较大，不建议小白选择。C如果你有丰富的chatgpt使用经验也可以选，但内容很难写得丰富，容易写成语文建模，同时也很难做到出彩。
总体上，推荐选择B题或D题，B是比较典型的数据分析题目，前面三问主要是绘制趋势图这些比较简单的描述方法+差异性分析，第四问做一个机理分析，搭建理论模型，最后一问基于理论模型+数据进行预测即可。
D是比较典型的优化题目，第一问给出计算污垢残留量的理论公式后，用代码进行迭代求解即可，污垢量和水量这些初始条件自己设置，什么叫清洁干净的阈值条件也自己设置。第二问去除掉水量限制，给了干净的实际阈值，让洗涤次数最少即可。第三四问加入了成本考虑和有的衣服不能一起洗的条件，继续进行优化求解即可。
本次团队会BD题目同时进行，预计在17号早左右更新完毕B完整论文，17号下午左右更新D完整论文。
接下来开始具体讲解，先讲讲B题：
题目是英文，我给大家翻译为了中文版本哈，人工精校翻译版本，ABCD的翻译我都会免费给到大家哈，视频讲解里有讲，大家自己看。
A. 问题背景
随着全球对可再生能源需求的增加，生物质能源作为一种成熟的可再生能源受到广泛关注。棉秆作为一种农业废弃物，因其丰富的生物质组分如纤维素和木质素而被视为重要的生物质资源。尽管棉秆的热解可以产生各种形式的可再生能源，但其热解产品的质量和产量受到诸如热解温度和催化剂等多种因素的影响。因此，研究棉秆热解产品的机制和特性以及催化剂在热解过程中的作用和效果具有重要意义，对于高效利用和可持续发展棉秆至关重要。
某化学工程实验室采用模型化合物法建立热解组合：脱硫灰与棉秆的热解组合，以及脱硫灰与模型化合物的热解组合。通过在不同的混合比例下进行热解，以研究脱硫灰对棉秆热解产物生成的催化机制和效果。同时，在选择模型化合物时，需要考虑它们在实验过程中的可控性和反应性能的稳定性，以及它们对棉秆热解的贡献。CE（纤维低聚糖）和LG（木质素）是棉秆中纤维素和木质素的代表性成分，能代表棉秆本身的生物质特性。通过选择这两种成分作为模型化合物，可以更精细地控制实验条件，以研究脱硫灰对不同生物质成分的靶向催化效果。
B. 题目数据
附录I和附录II中提供了实验结果。
C. 需要解决的问题
1. 根据附件I，分析每种热解组合中热解产品（焦油、水、焦炭残渣、合成气）的产量与相应热解组合的混合比例的关系，并解释脱硫灰作为催化剂在促进棉秆纤维素和木质素热解方面是否发挥了显著作用？
来看看题目给的数据，我也翻译为了中文：
首先是研究4个分解产品产量和比例的关系，这个我们直接绘制散点图或者趋势图先定性看一下究竟是增大还是减小还是先增后减之类的。如果想做得复杂一些，那么也可以做拟合，线性拟合二次拟合三次拟合都可以，但不推荐大家做机器学习回归，一方面样本量太小，其次，不符合我们第四问要研究机理的要求。前面如果做二次拟合这些，第四问大概率是可以用得到的。
之后研究是否发挥了显著作用，这里大家不要直接定性地描述，一看变化很大就说有显著作用，直接做差异性分析，看显著性p值就完事了。
2. 根据附件II，对每种热解组合中各组热解气产量的混合比例效应进行讨论和解释，并制作相应的图像。
附件二给出了各个气体含量：
可以依然先做差异性分析这些进行解释分析，然后绘制趋势图就完事了。
3. 在相同比例的脱硫灰催化作用下，CE和LG的热解产物产量及热解气组分产量是否存在显著差异？请给出理由。
注意，前面我们探究的是不同比例之间是否存在显著差异，第三问我们探究的相同的比例下，ce和lg之间是否存在显著差异：
肉眼一看就知道每个成分差异都挺大的，但依然要做实际的差异性分析看看p值。
4. 如何建立脱硫灰对如CE和LG等模型化合物的催化反应机制模型，并对反应动力学进行建模分析？
上一问我们知道了有显著差异，这一问就是探究这个显著差异哪来的，我们必须要参考一些文献，探究内部机理，说明究竟是怎么催化的，怎么反应的，然后搭建理论模型。
5. 请使用数学模型或AI学习方法，在有限数据条件下对热解产物的产量或数量进行预测。
基于上一问的理论模型+数据，进行实际预测即可。具体求解过程等我后续更新吧。
OK以上只是比较B题比较简略的图文版讲解，团队目前正在写B题和D题的完整论文，ABCD题人工校对版翻译word版本以及BD题完整视频版讲解和后续完整成品说明请点击下方我的个人卡片查看↓：