Устройство для моделирования задач теплопроводности

ц1 т а.,МЕСИ;т бнблюс тейве ЯЯф, 37373 Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства-Заявлено 01.Х.1971 (М 1701300/18-24)с присоединением заявки-Приоритет -Опубликовано 12 Л 11.1973. Бюллетень14Дата опубликования описания 13 Х 1.1973 М,Кл. б Обд 7/56 Комитет по делзм изобретений и открытий орн Совете й 1 ииистров СССРУДК 681 333 (088 8) Авторыизобретения И. А, Николаев, Л, К. Бабенко и Р. Н, Бабкина Таганрогский радиотехнический институтЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при конструировании и разработке специализированных устройств, предназначенных для решения двумерного уравнения теплопроводности методом дискретизации пространства.Известными специализированными устройствами, позволятощими решать уравнение теплопроводпостц методом дискретизации пространства, являются аналоговые гычислительцые машины (АВМ).Однако эти устройства имеют существенный недостаток - низкую точность вычислений. Устранение этого недостатка путем создания гибридных вычислительных систем связано с известными трудностями согласования двух форм представления информации. В связи с этим возникает необходимость построения специализированных устройств дискретного действия для решения дифференциальных уравнений в частных производных, в частности двумерного уравнения теплопроводности.Целью изобретения является повышение точности решения двумерного уравнения теплопроводности методом полной дискретизации пространства по сравнению с точностью решения этого уравнения тем же методом на АВМ. Эта цель достигается путем построения цифровой интегрирующей ячейки, предназначенной для интегрирования уравнения в точке(т, 1) полностью дискретизированцого пространства.Схема ячейки приведена на чертеже, Последовательно-параллельный регистр 1соединяется с двумя входами 6-ти входового комбинационного сумматора 2 через блок д вентилей умножения, состоящих цз трех двухвходовых вентилей и одного преобразователя кода, меняющего знак содержимого регистра 1, (1. - 2)-ые разряды регистра 1, а также последовательно-параллельного регистра 4 (1, - длина разрядной сетки регистров) соединяются с блоком т вентилей умножения, выходы которого через блоки 5 и б шаговой перекоммутации 1 з соединены с выходными клеммами 7, 8, 9 и 10устройства. 1;аждый лок Ь, Ь шаговой коммутации состоит из четырех двухвходовых вентилей. Выход сумматора 2 соединяется со входом регистра 1. На четыре входа сумматора 2 информация со входных клемм 11 устройства поступает извне через блок 12 ввода, состоящий из четырех двухвходовых схем сборки. Выход ре гцстра 4 замыкается на свой вход. Между регистрами существует параллельная связь. На входе регистра 1 стоит двухвходовая схема соорки,Рассмотрим раооту ячейки.зО В регистре 1 находится значение функции ца373735 Составитель В. Тимохинаа+ - слое У"+ 2.В процессе итераций это2значение уточняется до тех пор, пока не будет и+ - + -выполняться О,+1 - У 4 в, где в -точность решения. Количество итераций, необходимых для выполнения этого условия, счи 1и+ - тается заданным. Точное значение г 1 вы 2 дается параллельно в регистр 4 по сигналу со входа И, где находится в течение времени, необходимого для вычисления функции на следующем полушаге со значением функции 1 У, Граничные или начальные данные входа И заносятся в регистр 1 до начала вычислений. Умножение содержимого регистров 1, 4 осуществляется путем съема информации с (Е - 2) -ых разрядов регистров (1. - длина разрядной сетки) с последующим выделением 1. разрядов в блоке 3 вентилей умножения при помощи сигнала со входа 14. Блоки б и 6 служат для перекоммутации вы.ходов 7 - 10 устройства после окончания полушага интегрирования, Это связано с тем, что на четных и нечетных полушагах ячейки коммутируются между собой по-разному. Пере.коммутация осуществляется путем подачи в первом полушаге сигнала со входа 16 на два вентиля блоков б и 6, шаговой коммутации, сигнала со входа 16 на два других вентиля 10 блоков б и б во втором полушаге. При этомсигналы на входах 16 и 16 находятся в противофазе. Информация со входов 11, 17 поступает извне через блок ввода 12 на сумматор 2, где суммируется с информацией, идущей из 15 блока 3 вентилей умножения. Предмет изобретения Устройство для моделирования задач тепло проводности, содержащее блок ввода, соединенный с сумматором, и блок умножения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности решения, оно содержит два последовательно-параллельных регистра, подсоединенных выходами к блокам умножения, и блоки шаговой коммутации, входы которых подключены к блоку умножения, соединенному с сумматором, выход которого соединен со входом одного из регистров. 1 едактор Б. Нанкина Техред Л. Грачева Корректор Н. Аук аказ 2510 Изд. ЛЪ 1291 Тираж 647 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР Москва, )К, Раушская иаб., д. 4/5