Устройство для моделирования нестационарных температурных полей с распределенными источниками

ИЛГИ.с -,. т;, бибпиетекв тБд Союз СоветскикСоциалистически иРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Опубликовано СССРлл делам изобретенн открытий(53) УДК 681. ,335 (088.8) ата опубликования описания 08.07(72) Авторыизобретен А, П, Арсеньева и М, М, Вайне Ленинградское отделение Всесоюзного ордена проектно-изыскательского инаучно исследоват(71) Заявител УСТРОЙС ЕМ ПЕРА м лякласса описываютс внением в частных функция источник темпераоси коо Х ус ределеепла; натв нт теплопроого Изобретение относится к аналоговы вычислительным машинам, в частности сеточным моделям, и предназначено д моделиромния нестационарных температурных полей с распределенными источ никами,Задачи указанногодифференциальным урапроизводных вида( Х,У рди- время,коаффицие водности; с - объемная теплоемкос Трудности моделирования уравнения(1) связаны с восттроизведением. вто слагаемого в правой части этого ура ния,для чего требуется подвести в кДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕСТА 11 ИОНАРНЫХНЫХ ПОЛЕЙ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИСТОЧНИКАМИ дый узел модели ток; пропорциональныйсоответствующему значению функции Р.Известно устройство для задания переменных граничных условий, содержащее.ЯС-сетку, усилитель постоянного тока, резистор, управляемый стабилизатор тока,цифровые управляемые резисторы 1Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройстводля модепиромния нестационарных температурных полей с распределенными источниками, содержащее КС-сетку, блокизадания граничных и начальных условийи функциональный преобразомтель 121,Недостатком устройств является низкая точность моделиромния, обусловленная методической погрешностью, присущей этим устройстмм и возникающей врезультате шунтирования сетки резисторами истоков. Попыпси снизить величину этой погрешности приводят к необходимости увеличения сопротивления резисторов истоков, что связано со значительным уменьшением величины узло45 3 7468вых потенциалов сетки (представляющихсобой йскомое рещение задачи),и возрастанию погрешности измерений.Бель изобретения - повышение точ ности м оделироввния,5Указанная цель достигается тем,что устройство для моделирования нестационарных температурных полей с распределенными источниками, содержащееЯС-сетку, блоки задания граничных и начальных условий и функциональный преобразователь, содержит инте ратор и сумматор, выход которого подключен к первомувходу КС-сетки выходы которой соединеныс выходом блока задания начальных условий, выход функционального преобразователя через интегратор подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока задания начальных условий, второй вход ЯС-сетки 20подключен к выходу блока задания граничных условий,На чертеже представлена блок-схемаустройства.Устройство содержит ВС-сетку 1, состоящую из резисторов 2 и узловых конденсаторов 3, конденсаторов 4 истоков,блок 5 задания граничных условий, блок6 задания начальных условий и последовательно включенные функциональный преобразоввтель 7 и интегратор 8, а такжесумматор 9, один вход которого соединен с выходомблока задания начальныхусловий, а другой вход - с выходом интегратора, 35Выход сумматора подключен к объединенным обкладкам конденсаторов 4 истоковв,Устройство работает следующим образом.40В момент пуска устройства блоки5 и 6 начинают генерировать напряжения,:-моделирующие соответственно граничныеи начальные условия, Одновременно функциональный преобразователь генерируетнапряжение, пропорциональное функциираспределенных источников Р ( с ), которое после интегрирования и последующего суммирования.с постоянным уровнемнапряжения начальных условий поступаетна ЯС-сетку через конденсаторы 4 истоков. При этом ток вытекающий в узел сетки через конденсатор 4 истока, пропорционален разности производных по времени от напряжений на его обкладках, т.е.от напряжения в узел сетки и выходногонапряжения сумматора, Так как перваясоставляющая этого тока совпадает 87 ф(с точностйо до постоянного множителя)с первым слагаемым правой части уравнения (1), то она может быть скомпенсировайа соответствующим уменьшениемвеличины емкости узлового конденсатора,Вторая составляющая тока пропорциональна функции распределенных источников Р,(;С), так. как представляет собой производную от интеграла по времени от этой функции(постоянный уровень напряжения начальных условий через конденсатор не проходит и обусловливает лишь начальный уровень узлового напряжения сетки),Уравнение для произвольного узласетки имеет видЭЧд,(; ъщ( - ,-Ямгде (.,- проводимость резисторов сетйки,с - емкость узловых конденсаторов,С, - емкость конденсаторов истоков,У, = напряжение в 1-ом узле сетки,Ь - машинное время,Выражение (2) является разностныманалогом уравнения (1), при этом членыправой части этих выражений совпадаютс точноСтью до постоянного множителя.Иэ этого следует, что моделированиефункции распределенных источников несвязано с внесением дополнительной погрешйости, т.е, при соответствующем выборе величин Ч. с 3,с и масштабныхкоэффициентов устройство решает поставленную задачу.Введение новых схемных элементовкойдейсаторов истоков, интегратора и сумгматора выгодно отличает предлагаемоеустройство от указанного прототипа, таккак исключается методическая погрешность, обусловленная. шунтирующим действием проводимостей источников, В рзультате будет достигнуто повышениеточности моделирования и устранена необходимость в применении дорогостоящей прецизионной аппаратуры,%Ф орм ула изобретения Устройство для моделирования нестанионарных температурных полей с распределенными источниками, содержащее КС-сетку, блоки задания граничных и начальных условий и функциональный преобразомтель,"о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, устройство содержйт интегратор и сумматор, выход которого подклю5 746587 6чен к первому входу 1 С-сетки, выходы " - , Источники информации,которой соединены с выходом блока зада- принйтые во внимание ггри экспертизения начальных условий выход функцнональ, Авторское сждетельство СССРного преобразователя через инте ратор Ж 292163, кл. 6- 06 6 7/48, 1969.подключен к первому входу сумматора,второй вход которого соединен с выходомблока задания начальных условий, второй вход ЯС-сетки подключен к выходублока задания граничных условий,2, Кузьмин Н, П, Электрическое моделирование нестапионарных процессовтвплообмена, МЭнергия, 1974,с, 225,Составитель И. ДубининаКовальчук Техред Л. Теслюк Ко Г. Рещетник Заказ 4 6/19 Тираж 751 БНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и открыт 113035 Москва, Ж, Раушская