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2020年美赛B题:最持久的沙堡

2020年美赛B题:最持久的沙堡是 2020 年 MCM 第二场(3月)的 B 题,英文原题名为 The Longest Lasting Sandcastle(s)。2020 年比赛分两场,本题的场次不应与同年其他题目混淆。

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研究对象:沙堡的基础形状

沙堡通常先由一堆湿沙形成基础,再修整成三维形状,之后建造墙、塔等结构。海浪和涨潮会逐步侵蚀它,但同一海滩上、大小及离水距离相近的沙堡,保持时间未必相同。

本题研究的是沙堡基础部分的三维几何形状,以在波浪和潮汐作用下保持时间尽可能长为目标。题面没有指定必须选某种几何体,也没有给定沙堡尺寸、潮位函数或固定持续时间。

任务一:在相同材料条件下比较形状

构建模型确定最耐久的基础形状,比较时要求:

  • 位于同一海滩,离水边距离大致相同。
  • 使用同一种沙,沙量大致相同。
  • 水与沙的比例相同

因此,第一项任务是形状比较,不能让一个方案仅仅依靠多用沙或改变含水比例获得优势。

任务二:选择沙水混合比例

使用模型确定基础部分合适的沙水比例。这一步可以研究配比的变化,但不得使用其他添加剂或材料,例如塑料、木制支撑物或石块。题面没有为最佳比例指定质量比或体积比的数值,报告应说明自己使用的度量口径。

任务三:加入降雨

按需要调整模型,研究第一项任务中选出的三维形状会怎样受到雨水影响,并判断在下雨时它是否仍是最佳选择。需要重新检验,而不是将无雨时的结论不加说明地沿用。

任务四:其他延长寿命的办法

讨论是否还存在其他可以延长沙堡保持时间的策略。其作用应与前面的形状、配比及降雨分析联系起来;本页不预先指定加固方案或给出最佳形状。

科普文章与提交要求

最后写一篇 1—2 页介绍模型及结果的文章,面向度假杂志 Fun in the Sun 主要不具技术背景的读者。

研究报告正文不超过 20 页,另有一页摘要表、目录和上述文章,合计最多 24 页。参考文献与附录放在报告之后,不计入页数限额。题面要求注明观点和材料出处,并避免使用未获授权的受限图像材料。没有单独的数据附件。

原题与附件

本页依据 COMAP 原题整理任务与条件,不提供解法。来源核对日期:2026年9月22日。