Устройство для моделирования нелинейных задач математической физики

С П И С А Н"И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, св 2) Заявлено 30.08.74 (21) 2056584/18-24 7/48 присоедин м заявки Гасударственный камнтет Сааета Мнннстрав СССР на делам нзааретеннй и аткрытнй. Грищенк Авторызобретени Н исследовательский институт механики и физ(71) Заявитель НЕ ИНЫХ 54) УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ Н ЗАДАЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИК между коэффициентам ае мого в предлагаемом устройстве детерминирована функцией высвечивания люминофора ст приложенного напряжения, люкс-амперной харак теристикой фотопроводящего покрытия или зависимостью локальной проводимости фото;проводника от интенсивности светового возбуждения, Для конкретных фотопроводящих структур и электролюминофоров эта функцио,нальная связь постоянна и не поддается варьированию, кроме качественных изменений исхбдных материалов модели путем под бора новых веществ с требуемыми свойствамиЦель изобретения - создание автомати- зированного устройства, обладающего высокой точностью моделирования нелинейных задач математической физики с произвольной, варьируемой в соответствии с решаемой задачей функциональной связью коэффициентов уравнения с характеристиками поля.Предлагаемое устройство содержит блок отображения, выполненный на видиконе, оптически связанный с моделью исследуемого ,поля и соединенный. с генератором развертомощью этих уст ребуемую функцио ойст пальну Изобретение относится к области электрического моделирования, в частности предназначено для моделирования нелинейных задач математической физики, и может бытьприменено в области вычислительной техники при создании аналоговых и аналого-цифровых гибридных вычислительных систем,предназначенных для моделирования различных процессов, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных 10с функциональной зависимостью их коэффициентов от характеристик поля,Известно устройство для моделированиянелинейных задач математической физики,содержащее модель исследуемого поля, со- Ьединенную с блоком задания граничных условий, видеоусилитель, соединенный с блоком отображения, выполненном на электронно-лучевой трубке, подключенным к генератору развертки и оптически связанным с 20моделью исследуемого поля, индикатор, соединенный через синхронизатор с генератором разверткиОднако с п р в трудосуществить т ю связью актеристиками поля. Эта зависимоски, и последовательно соединенн 1 е преобразователь светового потока в напряжение,подключенный к блоку отображения, выподненному на видиконе, и иигикатору, преобразователь масштаба времени и нелинейныйблок, соединенный через переключающийэлемент с видеоусидитедем.Нв чертеже представлена схема устройства,Она состоит из модели исследуемого поля, выподненной в виде фотопроводящегослоя 1, слоя электролюминофора 2, прозрачного заземленного эквипотенциального электрода 3, нанесенного на диэлектрическуюподложку из стекла 4 с системой омических цконтактов 5 для задания,граничных условийот источника питания блока 6 задания граничных условий, блока отобчажения 7 наэлектронно-лучевой трубке, предназначенногодля возбуждения фотопроводящего слоя 1,ипреобовэования последовательности электрических сигналов в параллельный световойпоток, блока отображения 8, выполненногона видиконе для выделения информации оподе с помощью преобразования световогопотока в аналоговый сигнал на преобразователе О светового потока в напряжение,отклоняющей системы 10 с .генератором раз-вертки 11, индикатора 12, синхронно работающего с системой развертки блоков отображения, синхронизатора 13, нелинейногоблока 14, отрабатываюшего оператор пр обра-зования коэффициентов решаемого уравнениявидеоусилителя 15 и переключающего элемента 16 для подключения выхода блока 14 щк модулятору блока от.бражения 7 и преобразователя мвсштвба времени 17, предназначенного для сопряжения временных отрезков в внадоговом устройстве и в блоке пре-образования информации, который может быть щкак аналоговым, так и цифровым вычислительным устройством,С помошью системы омических контактов 5, расположенных на поверхности фотопроводяшего слоя 1, от блока 6 задания дграничных условий задается распределениетоков и потенциалов в соответствии с решае-,мой задачей. Затем осуществляется равномерная засветка фотопроводящего слоя при отоключенном переключаюшем элементе 16 бло- Юком отображения 7, благодаря чему в моделиустанавливается распределение лапласовскогополя в соответствии с первым шагом решения, Одновременно осуществляется вывод инЬормации о характеристиках установившегося 5доля в результате возбуждения и высвечивания слы электролюминофора 2 в виде светового потока, который преобразуется с по,.лоц 1.ю блока отображения 8 с системой стлонания 10 и генератором развертки 11 в 60 последовательный аналоговый сигнал, выделяемый на преобразователе 9 светового потока в напряжение. Временная последоватедьность импульсов далее подается на индикатор 12 для визуализации хода решения и через преобразователь 17 масцтаба времени на нелинейный блок 14. Выход блока 14 через переключаюший элемент 16 и видеоусилитель 15 подключается после установления первоначального состояния системы к модулятору блока отображения 7. С этого момента устройство работает как оптронная система с внешней обратной связью через нелинейный блок 14. Процесс решения продолжается до установления устойчивого состояния системы, что определяется по картинеполя на индикаторе 12. Свойство люминофоров сохранять информацию при их возбуждении, изменять ее при смене внешн го воэдействия использовано здесь в нескольких аспектах и поэтому на него обращено эначитежцое внимание, а именно: спектральные характеристики люминесцентного экрана блока отображенияи фотопроводящего слоя 1выбраны одинаково, а максимумы спектральных характеристик электролюминофора слоя 2 и фотопроводящего слоя 1 разнесены с целью исключения внутренней обратной связи, а время высвечивания люминофора, время фотоответа полупроводника и время работы остальных блоков системы приводится в соответствие с помощью преобразователя масштаба времени 17 - синхронизатора 13.формула изобретенияУстройство ддя моделирования нелинейных задач математической физики, содержащее модель исследуемого поля, соединенную с блоком задания граничных усл"вий, видеоусилитель, соединеннь й с блоком отображения, выполненном на электронно-лучевой трубке, подключенным к генератору развертки и оптически связанным с моделью исследуемого поля, индикатор, соединенный через синхронизатор с генератором .аэвертки, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения точности моделирования, оно содержит блок отображения, выполненный нв видиконе, оптически связанный с моделью исследуемого поля и соединенный с генератором развертки, и последовательно соединенные преобразователь светового потока в напряжение, подключенный к блгу отображения, выполненномуна видиконе и индикатору, преобразователь масштаба времени и нелинейный блок, соединенный через переключвюший элемент с видеоусилителем.504 2 ОР Составитель Е, ТимохинаТехред А. Демьянова. Корректор Н, Ьугаково Гонч едактор Зака СССР лиал П патент", г, Ужгород, ул. Гаггц:и, 101 102 Тираж 864 ЦНИИПИ Государственного ко по делам изоб 113035, Москва, ЖГЬдписноемитета Совета Министретений и открытийРаушская наб., д. 4/5