Устройство для моделирования двухсоставной среды

Устройство для моделирования двухсоставной среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

р,Э. С. Козлов, Н.Т. Прокофьев, Д.И. Старикбв,,„ и В.А.Мирошкин

j" - -: - .- .

1 (72) Автори изобретения

1 (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХСОСТАВНОЙ

СРЕДЫ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для электрического моделирования стационарных, полей в двухсоставных средах, в каждой из которых выполняется уравнение

Лапласа, на однородной сетке постоянных нерегулируемых сопротивлений.

Известно устройство для электрического моделирования стационарных полей в неоднородных средах на однородной сетке постоянных нерегулируемых сопротивлений, в которых несо-, ответствие расчетных сопротивлений

;сопротивлениям сетки учитывается введением в нужные узловые точки сетки корректирующих токов (1).

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для моделирования двухсоставной среды, содержащее сетку постоянных нерегулируемых сопротивлений, блок преобразователей "Цифра-аналог", выхо ды которого подключены к входам сетки.

На известном устройстве возможно .

5 и моделирование стационарных полеи в двухсоставной среде. В этом случае корректирующие токовводы имеют место только на границе раздела сред (21.

Недостатком известного устройства при моделировании cocTBBHblx сред ,являются большие затраты времени на решение задачи.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство для моделирования двухсоставной среды,содержащее первую R- сетку, введены вторая R-сетка и блок задания неоднородностей, входы которого подключены к граничным узлам первой R-сетки, выходы которого соединены с со966707

25 ответствующими входами второй.

R""ñå|.Kè и подключены к соответствующим выходам блока задания неоднородностей.

А также тем, что блок задания неоднородностей содержит и элементов неоднородностей, каждый из которых содержит первый усилитель, первый вход которого соединен с первым вхадом второго усилителя, выход которо- 16 го через первый резистор соединен с вторым входом первого усилителя и с первым выводом переменного резистора, второй вывод которого соединен с выходом первого усилителя 15 и через второй резистор поДключен к первому входу третьего усилителя, выход которого через третий резистор соединен с его первым входом, а через четвертый резистор подключен щ к егo второму входу и к первому входу четвертого усилителя, второй вход .которого соединен с его выходом и через пятый резистор подключен,к второму входу второго усилителя, выход которого через шестой резис- тор соединен с вторым входом второго усилителя, первые входы первых усилителей всех элементов неоднородностей являются входами блока задания неоднородностей, а первые вхо, ды четвертых усилителей всех элементов неоднородностей являются выходами блока задания неоднородностей.

На фиг. 1 представлено устройство для моделирования двухсоставной

35 среды на фиг.2 - схема двух узлов R-сеток, соседних с границей раздела сред совместно с функциональной схемой блока неоднородностей.

49

Устройство для моделирования, двухсоставной среды содержит R-сетку .1, блок 2 задания неоднородностей2,R-,ñåòêó 3. Блок 2 задания неоднородностей содержит четыре операционных усилителя 4-7, связанными между собой определенным образом при помощи резисторов 8-12, переменный резистор

13, граничный узел 14, точку границы

15, резистор 16.

Устройство работает следующим образом.

После выбора R-сеток 1 и 3 и настройки блока задания 2 неоднородностей с учетом соотношения удельных сопротивлений двухсоставной среды входы блока 2 подключают к соответ,ствующим граничным узлам сетки 1 со стороны одной среды, а выходы

4 блока 2 соединяют с точками границы раздела сред R-сетки 1. Затем, задавая нужные граничные условия, получают искомое решение задачи.

Пусть граничный узел 14 имеет ° проводи;-:,ость 7q граничный узел.

14 - f, точка границы раздела сред - 15 (фиг.2). Предполагается, что трехмерная область моделирования разбита прямоугольной сеткой с равномерным шагом b, узлы расположены в центре элементарного объема. В этом случае величина b есть расстояние от узла до границы элементарного объема. Граница раздела сред проходит через границы элементарных объемов и представляет собой плоскость, перпендикулярную одной из координатных осей, Усилитель 5 предназначен для выделения из уровня синфазной составляющей напряжения в узловой точке разности в узле 14 и точки границы разлела сред 15 и умножения íà его коэффициент, пропорциональный соотношению проводимостей сред. Усилитель 4 является развязывающим суммирующим усилителем. Усилитель

6 совместно с резисторами 10,9 и 8 является управляемым стабилизатором тока. Он вырабатывает ток через резистор 8 в границу раздела сред 15, пропорциональный соотношению проводимостей сред.

Усилитель 7 является развязывающим повторителем, работающим на суммирующий усилитель 5 с целью исключения потребления тока из узловой точки на инверсный вход суммирующего усилителя 5 через резистор 12.

Введение блоков и связей между ними позволяет повысить быстродействие при моделировании.

Формула изобретения

1. Устройство Для моделирования двухсоставной среды, содержащее первую К-сетку, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что,с целью повышения быстродействия, в устройство дополнительно введены вторая R-сетка и блок задания неоднородностей, входы которого подключены к граничным узлам первой R-сетки, выходы которого соединены с соответствующими входа ми второй R-cev и подключены к

5 966707 6 соответствующим выходам блока зада- выходом и через пятый резистор подния неоднородностей. ключен к второму входу второго усили2. Устройство по п.1, о т л и - теля, выход которого через шестой ч а ю щ е е с я тем, что блок за-. резистор соединен с вторым входом дания неоднородностей содержит п s второго усилителя, первые входы перэлементов неоднородностей, каждый вых усилителей всех элементов неодноиз которых содержит первый усилитель, родностей являются входами блока первый вход которого соединен с пер- задания неоднородностей, а первые вым входом второго усилителя, выход входы четвертых усилителей всех элекоторого через первый резистор соеди- в ментов неоднородностей являются вынен с вторым входом первого усилите- ходами блока задания неоднородностей. ля и .с первым выводом переменного Источники информации, резистора, второй вывод которого принятые во внимание при экспертизе соединен с выходом первого усилите- 1.Овсюков С.В. Решение краевых ля и через второй резистор подклю- 1S задач поля на цифро-аналоговом ком-..; чен к первому входу третьего усили- плексе с минимизированной аналоговой теля, выход которого через третий частью-. Сб. "Вычислительная техника резистор соединен с его первым вхо- и краевые задачи". Вып.2. Рига, 1966; дом, а ÷åðåç четвертый резистор под- 2. Спалвинь А.П. Вопросы построе. ключен к его второму входу и к пер-.20 ния гибридной вычислительной системы. вому входу четвертого усилителя, вто- Сб.-"Методы и средства решения краерой вход которого соединен с его . вых задач". Рига, 1970 (прототип).

t !

° ° °

966707

Составитель А.Колчин

Редактор Л.Авраменко Техред И. Рейвес Корректор С «ЙекмаР

Заказ 7846/67 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород", ул. Проект ая, 4