Устройство для решения задач математической физики

О П И С А"-Н-И-Е 3 Союз Советских Социалистицеских РеспубликЗависимое от авт, свидетельства М -Заявлено 29.Х 1.1971 ( 1718793/18-24)с присоединением заявки %вПриоритет -Опубликовано 17.1 Х.1973. Бюллетень х," 37Дата опубликования описания 22.1.197.1 М. Кл С 06 д 7,40 Государственный комитет Совета Министров СССР оо долам иэооретений и открытийУДК 681.333 (088,8) Авторыизобретения. В. И, Аронов, И. Г, Киселев и В, П, Попов Заявитель Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожноготранспорта им. акад. В. Н. Образцова УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИИзобретение относится к цифро-аналоговой вычислительной технике.Продлагаемое вычислительное устройство предназначено для решения трехмерных уравнений параболического и эллиптического типов и двухмерных гиперболических уравнений.Известны устройства для решения эллиптических, параболичесиих и гиперболических уравнений, содержащие аналоговый решающий блок, аналоговое запомирающее устройст 1 во, аналого-цифровые и цифра-аналогсвые преобразователи, цифровые блоки памяти п упра,влепия,В таких устройствах для решения,параболических и эллиптичеоких уравнений применяются ьмагазины резисторов, для гипербол- ческих уравнений - цепи, содержаще магазины индуктивностей, емкостей и резисторов. В связи с этим,при решении гиперболических уравнений подобные устройства не обладают достаточной точностью. Решение же нелинейных гиперболических уравнений вызывает значительные трудности. Решающие блоки, содержащие магазины,индуктивностей и емкостей, подвержены влиянию внешних воздействий, ненадежны в работе, дороги и громоздки.В предлагаемом устройстве эти недостат,ки устранены темчто с целью решения,на одном и том же решающем блоке,параболических, эллнптичеоких и гиперболических уравненийв него введены блок пересчета н зада.ния функций, который соединен с решающм блоком, аналоговым запоминающим блоком и 5 управляющим ол оком, и вспомогательныйблок, пересчета, который соединен с запом.нающим блоком,н через блок преобразователей с ЭЦВМ.Введене этх блоков, позволило приме.10 нить решающий блок, соединенный с аналоговым запомнающим блоком, блоком пересчета и задания фувкцй, блоком граничных условий, управляющим блоком и через коммута.тор и блок аналого-,цифрового н цифро-анало гового преобразователей - с ЭЦВМ, состоящий только из магазинов резисторов.На фиг. 1 - представлена блок-схема вычислительного устройства; на фпг. 2 - блок пересчета,н задания функций и решающий 20 блок; на фиг. 3 - вспомогательный блок пересчета.Устройство содержит решающий блок 1,аналоговый запоминающий блок 2, блок пересчета и задания функций 3, блок гранчных 25 условий 4, коммутатор 5 узловых точек ре.шающего блока, блок аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей 6, цифровой вычислительный блок 7, вспомогательный блок, пересчета 8, блок управления 9 ма- ЗО газинами резисторов и управляющий блок 10.На фиг, 2 и фиг. 3 показаны катодныц псзторитель 11 и усилитель постоянного то/ка 12.Решающий блок 1 соединен с аналоговым запоминающим блоком 2, с блоком пересчета и задания функции 3 и блоком задания граничных условий 4. Решающий блск 1 соединен с блоком 7 через коммутатор 5 и блок аналого-цифрового и цифро-аналого/ного преобразователей 6. Через блох управления магазинами сопротивлений 9 блок 7,соединен с блоком 1, Блок 2 через блок вспомогательного пересчета 8 и блэки 5 и о соединен с цифровым вычислительным блоком 7.Устройспво работает следующим образом.При решении эллиптических и параболических задач в блок 7 вводятся исходные данные для расчета резисто/роев и начальные условия (при решении эллиптических задач - значения функции, соопветствующце перловому приближению). Через блоки б, 5 и 1 блок 7 заносит начальные условия /в блок 2,и через блок 9 производит установку резисторов, После этого значения начальных условий, соответствующие первому решаемому сдномерпому уран/несению, переписываюгся в,блок 3. На концы цепочки матазинс/в резисторов решающего блока 1 пОдаются граничные условия из блока 4, набранные заранее при помощи шпуровой коммутации. Решение, полученное в блоке 1, записывается в устройство 2,на место начальных усло/виЙ, /выведенных в блок 3. В случае решения нелинейных задач значения функции цз блока 1 через блоки 5 и б,подаются в блок 7 для пересчета резисторов. Апало. гично,производится решение второго одномерного уравнения, третьего и т, д.При решении,гиперболических задач блок 2,разбивается на две части: первую - для запоминания значений сеточных функций - Ру у1Вторую - для2Для расчета /величин Мх и МугдеЛ/ .=Р " - 2 Г "-+Р,х х - /чу х, у х+/г, усоответствующие значения 1// и Р, изх, у х, у устройства 2,переписываются в блок 3,Расчет величин Ух и Лу производится,в блоке 8, Затем значения Л/х и Л/у передаются через блоки 5 и о в 7 где,происходит расчет соответствующих резисторов. Дальнейшее решение производится по алгоритму решенияпараболических задач,с внугревними источниками,Блок,пересчета и за/дания,фнпсций и ре 5 шающий блек (фиг. 2) работают следующимобразом. Тумблеры,13 в,блоке 1,переключаются в положение 1. На,нечетные входыолока 3 из блока 2 подаются значения -1ш - Г, , на четные + 1//и запоминаютсяна конденсаторах 14, 15 и 1 б, включенных навходы катодных повторителей 11, После срабатывания реле 17 и 18 на выходе усилителяпостоянного тэка 12 появляется напряжение,15соответствующее М= - 2 Г - у/, у-(,которое запоминается на конденсаторе 19.После срабатывания реле 20 и возвращенияреле 17 и 18 в исходное состояние на выходе20 усилителя 12 появляется напряжение, соответствующее +Блок вспомогательного пересчета 8 (фиг. 3)работает следующим образом, Из блока 2 на25 входы блоков 1, 2, 3 сост/вещественно лодаются1 1зиаченпя фрикции - )//-/- Рх, - /ьуху1- 1// ,После срабатывания реле 17 навыходе усилителя 12 появляется напряжение,1соответствующее значепшо Л/х Р1 1у/ / ) т/ )х, у х . /, уlП,р е д м е т и 3 о б р е т е н и яУстройство для решения задач математической физики, содержащее решающий блок, 40цифревой вьгчислительный блок, аналогсвый запомирающий блок, блок задания граничных условий, блок аналого-цифрового и цифро-аналогового,преобразования, коммутатор,и блок управления, отличаюиееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач и увеличения точности, оно содержит блок пересчета и задания функций, соединенный с решающим блоком, аналаговым запоминающим блоком и блокэм у/правления, и,вспомогательный блок пересчета, подключенный к,запоминающему блоку и через коммутатор и блок аналогоцифрового и цифро-аналогового преобразования к цифровому вычислительному блоку, а решающий блок соединен с аналоговым запоминающим блоком, с блоком пересчета и задания функций, ,блоком траничных условий, блоком управления и через ком/мутатор и блок аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования с цифровым /вычислительным 60 блоком.397926 ло ду КФ ЮОКаГ бЛПКаМГа Фиг- -К Фаи Составитель Е. ТимохинаРедактор Л. Утехина Техред Т. Курилко Корректор Л, Царько каз 737/2447ЦНИ исиое п. Харьк. фил, пред. Патент Изд.988 Государственного к по делам изобр Москва, Ж, Р