Устройство для задания граничных условий

11 482265 ОП ИСА НИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 13.02.74с присоединением (23) Приоритет - Опубликовано 30.08.75. Дата опубликования оп Государственный комитеСовета Министров СССРпе делам изобретенийи открытий 53) УДК 681,333(088 плетень32 сания 21.07,76, П. Арсеньева и М, М. Вайнер 1) Заявите Ленинградское отделение Всесоюзного ордена Ленина изыскательского и научно-исследовательского инст Гидропроект им. С, Я. Жукаоектнута РОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ГРА 4) ЪХ УСЛОВИ Изобр числитель пым эле для зада ных усло етение относится к ным машинам, в чктроинтеграторам,ния переменных вовий третьего рода аналоговь тности кпредназ ремени г вы- еточчено ничдТ дп мена с и (1) Т, (1) - Т и - коэффициент средой;, - температура- температура емого объект и - внешняя нор, - коэффициент решении третьей пения теплопроводешней теплоо нешнеи среды;а поверхности исследуа;маль к контуру;теплопроводности, краевой задачи для ности ура дТ дТ Р д 1дх + ду1где С р - коэффициент теплоемкости.Известны устройства для задания граничных условий третьего рода двух типов,Устройства первого типа основаны на методе электронного моделирования и содержат типовые решающие блоки аналоговых вычислительных машин общего назначения. Они требуют применения на каждую граничную точку большого объема оборудования.Устройства второго типа, содержащие РС-сетку, функциональные преобразователи,блоки задания температуры внешней среды и коэффициента теплообмена, основаны на применении цифро-управляемых сопротивлений, посредством которых моделируется изменение Б во времени коэффициента теплообмена ят 1. Вэтих устройствах большой диапазон изменения коэффициента и 111 при решении уравнения теплопроводности приводит к необходимости увеличения числа разрядных сопротивлений, а 10 следовательно, и числа ключей для их коммутации, что существенно усложняет устройство.Кроме того, увеличение числа ключей вызывает нарастание погрешности, обусловленной неидеальностью электронных ключей, приме нение же механических устройств не удовлетворяет требованию быстродействия. Использование специальных схем для компенсации погрешности еще больше усложняет устройство.20 Предложенное устройство отличается тем,что, с целью упрощения, оно содержит преобразователь частоты в проводимость, преобразователь напряжения в частоту и формирователь управляющих импульсов, выход которого 25 подключен к управляющему входу преобразователя частоты в проводимость, а вход - к выходу преобразователя напряжения в частоту. Вход преобразователя напряжения в частоту соединен с выходом блока задания коЗо эффициента теплообмена, выход блока задапия температуры внешней среды через преобразователь частоты г, гррводимость - с входом КС-сетки.На чертеже показанаблок-схема устройства.Устройство содержит ЯС-сетку 1 (изображен уЗел сетки, прилежащий к границе области), преобразователь 2 частоты в проводимость, образованный конденсаторами 3,4 и ключами 5 - 8, блок 9 задания температуры внешней среды, формирователь 10 управляющих импульсов, преобразователь 11 напряжения в частоту и блок 12 задания коэффициента теплообмена.Устройство работает следующим образом.При двухтактной рабоге преобразователя частоты в проводимость среднее за период коммутации значение тока, протекающего через преобразователь, равно=2 СР( с - О) тгде- частота коммутации;с - емкость конденсатора преобразователя;У, - напряжение, соответствующее температуре внешней среды, формируемое блоком задания температуры внешней среды;Уо - напряжение в прилежащей к границеузловой точке ЯС-сетки, моделирующее температуру в центре соответствующего элементарного объема области.Отсюда величина проводимости между выходом блока 9 задания температуры внешней среды и прилежащей к границе узловой точкой ЯС-сетки равна6=2 С.Требуемая зависимость величины этой проводимости от времени формируется в виде напряжения блоком 12 задания коэффициента теплообмена и затем с помощью преобразователя 11 напряжения в частоту и формирователя О импульсов преобразуется в управляюннс мпу,ьсы соогвегсцкннсй часгогы, .о.ступгпогцге на входы клочей 5 - 8. 11 рн этомчястота коммутации, а следовТелыо, г Вели 5 чина проводимости изменяются по требуемомузакону.Выбор минимальной частоты определяетсядопустимой величиной погрешности и зависитог формы и скорости изменения коммутируе 1 О мых напряжений. Оценка погрешности и выбор частоты могут быть проведены известными методами, например, с помощью обобщеного показателя нарастания и спада сигнала,На каждую граничную точку требуется5 лишь один конденсаторный преобразовательчастоты в проводимость - устройство достаточно ярос гое, что и определяет простотуредлагаемого устройства в целом. В процессе работы устройства в любой момент време 20 ;и параллельно узловому конденсатору подключен один из конденсаторов преобразователя, Это обстоятельство учитывается при установке значения емкости узлового конденсатора, которое должно быть уменьшено на соот 25 ветствующую величину,Предмет изобретенияУстройство для задания граничных условий, содержащее ЯС-сетку, блок задания темЗ 0 пературы внешней среды и блок задания коэффициента теплообмена, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит преобразователь частоты в проводимость, преобразователь напряжения в частоту з 5 и формирователь управляющих импульсов,выход которого подключен к управляющему входу преобразователя частоты в проводимость, а вход - к выходу преобразователя напряжения в частоту, вход которого соединен 40 с выходом блока задания коэффипиента теплообмена, причем выход блока задания температуры внешней среды через преобразователь частоты в проводимость соединен с вхо.дом ЯС-сетки.613ЦН 3 П Тираж 679ета Совеа Министровий и открытий Изд.1743 Государственного ком по делам изобрете 3035, Москва, Ж.35, Р