Устройство для решения краевых задач

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 20,1077 (21) 2531338/18-24с присоединением заявки Йо 6 06 6 7/46 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытиВДата опубликования описания 0506,80(72) Авторы изобретения М,М. Максимов, М,-К.А. Гулиев и Я.И. Тетельбаум Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РИЯЕНИЯ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ,тельной технике и может быть использовано для решения краевых задач математической физики.Известно вычислительное устройство для решения уравнений математической физики, содержащее блок ВС-сетки, блок. памяти, блоки управления,блоки индикации и регистраций, блокформирования функций перехода, блоканализа 1).Недостатком известного устройст-.ва является низкая точность решенияуравнений,Наиболее близким по технической 15сущности к предложенному являетсяустройство содержащее ВС-сетку, блокзадания граничных условий, регистрирующий блок 2,Недостатком известного устройства является низкая точность решениязадам горения.Целью изобретения является повышение точности решения.поставленная цель достигается 25тем, что в устройство дополнительновведены блок задания начальных ус"ловий, первый и второй коммутаторы,блок ключей и бЛок управления, при.чем первый выход блока управления 30 соединен со входом регистрирующегоблока, выход которого подключен кпервой узловой точке ВС-сетки, вторая узловая точка которой подключена к выходу блока задания начальных условий, вход которого соединенсо вторым выходом блока управления,третий выход кбторого подключен ковходу первого коммутатора, выходкоторого соединен с третьей узловой точкой ВС-сетки, четвертая узловая точка которой подключена к выходу блока ключей, вход которогосоединен с четвертым выходом блокауправления, пятый выход которого подключен ко входу блока задания граничных условий; первый выход которого соединен с пятой узловой точкойЙС-.сетки, шестая;узловая точка котброй соединена с выходом второгокоммутатора, вход которого подключенко второму выхопу блока задания граничных условий,Описываемое устройство представлено на чертеже.Оно содержит ВС-сетку 1 с переменной структурой, регистрирующий блок 2, блок 3 задания начальных условий, коммутатор 4, блок 5 ключей,коммутатор б, блок 7 задания граничных условий и 8 управления.Работа устройства рассматривается на примере моделирования процесса внутрипластового движущегося очага горения в нефтяном пласте, описываемого уравнением: ж 1 ау,ач ач д Г о Д г эгаг/1 м ющг гч Ф г, +2 в. А - тепловая мощность источника, приходящаяся на еди ницу поверхности;Ю - коэффициент.Основным блоком предлагаемого устройства является блок сетки с изменяющейся во времени структурой. 20 60 65 Предположим, что в момент времени 1:1 фронт горения расширился и достиг расстояния, которому соответст-ЗОвует, например, первая узловая точкаблока сетки 1, Следовательно, в этуузловую точку с помощью коммутатораузловых точек подается ток, величина которого пропорциональна правой части уравнения (1) . Заметим, чтоподобное предположение вполне обосновывается так как левая часть уравнения (1 позволяет применять методы моделирования как с постояннымшагом, так и переменным, изменяющимся по заранее известному закону.Далее, в момент времени 1=1 71 фоонтйгорения еще больше расширится и достигнет, предположим вторую узловуюточку. Следовательно, с изменением 4времени структура сетки также изменяется. Другими словами, ток, величина которого пропорциональна правой части уравнения (1), теперь поступает не только в первую узловую точ- р)ку, но и во вторую. При этом должнабыть соблюдена равномерность распределения, что достигается выбором соот ветствующих величин сопротивлений,подключенных к указанным узловым точкам. В момент времениЪ(12- сп.1(афронт горения равен расстоянию, соответст- вующемУ узловой точке о . При этом в зависимости от времени величина тока принимает другое значение и равномерно распределяется между узловыми точками 1, 2, ЗИ . Сле" -довательно, и в этом случае структура сетки изменяется. Аналогичное наблюдается и для других моментов времени. В связи со спецификой задачи на область сетки (блок 1) от блока гра. ничных условий 7 подаются соответствующие значения функции. Начальные условия задачи осуществляются с помощью блока 3 начальных условий. Так как исследуемые процессы в предлагаемом устройстве протекают с относительно большой скоростью, то практически невозможно произвести большое количество измерений в боль шом числе точек и в различные моменты времени. Поэтому необходимо принять исследуемое явление периодическим, т. е. непрерывно повторяющимся в неизменном виде в течение большого промежутка времени, достаточного для измерения напряжений во всех узловых точках. Для этого применяется коммутатор 4 напряжения, от которого подводятся соответствующие напряжения к граничным узловым точкам. При задании ненулевых начальных условий емкость в узловых точках сетки необходимо заряжать или перезаряжать. В процессе переэаояда емкости требуется, чтобы узловая точка и подключенная к ней обкладка конденсатора имели нулевой потенциал, а другая обкладка конденсатора, соединенная с блоком граничных условий - нулевой потенциал. ,Замыкание узловых точек на нуль производится электронными ключами 5, которые выполняют роль разрядников и работают в диодном режиме. Управляются ключи электронными усилителями, на выходах которых в подготовительный цикл устанавливаются нулевые напряжения, поэтому через диоды происходит разряд емкостей при любых знаках потенциалов сетки. В рабочий цикл на выходах управляющих усилителей появляются потенциалы, которых достаточно, чтобы группа диодных ключей была заперта. Коммутатор б узловых точек служит для подключения соответствующих сопротивлений в узлы сетки (блок 1). Управление работой блоков осуществляется блоком 8 управления. Результаты решения Фиксируются регистрирующим блоком 2.Устройство благодаря наличию новых блоков и связей между ними позволяет повысить точность решения уравнений, описывающих процессы горения.Формула изобретенияУстройство для решения краевых задач, содержашее ВС-сетку, блок задания граничных условий, регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности решения, в него дополнительно введены блок задания начальных условий, первый и второй коммутаторы, блок ключей и блок управления, причемПодписноомитета СССРоткрытийнаб., д, 4/5 В/44Тираж 7 ЦНИИПИ Государственнпо делам иэобрете 5, Москва, Ж, Рауш каз ийка 11303 иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 73956 первый выход блока управления сое- динен со входом регистрируюшего бло- ка выход которого подключен к первой узловой точке ВС-сетки, вторая узловая точка которой подключена к выходу блока задания начальных условий, вход которого соединен со вторым выходом блока управления, третий выход которого подключен ко входу первого коммутатора, выход которого соединен с третьей узловой точкойО НС-сетки, четвертая узловая точка которой подключена к выходу блока ключей, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления,пятый выход которого подключен ко входу блока задания граничных условий, первый выход которого соеди нен с пятой узловой точкой ВС-сеткь шестая узловая точка которой соединена с выходом второго коммутатора, вход которого подключен ко второму выходу блока задания граничных условий. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 414600, кл. 0 06 6 7/46, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР 9 174856, кл, 0 06 6 7/46, 1964,