Устройство для моделирования физических полей

о 999.0 О ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СоветскихСоциалистическихРеспубликДата опубликования описания 23,02.83 Г. Н. Азаров, В. М. Андриевский, В. В, Гармаш.-:. . Р".;"и Н. А. Поветкин... ь 1.,.",Харьковский ордена Ленина политехнический инсМЖут 2-:-"ьим. В. И. Ленина(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХПОЛЕЙ 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для решения задач теории поля. Изобретение может быть применено при исследовании физических полей с малыми градиентами.Известно устройство для решения физических полей, содержащее блок задания граничных условий, сеточную модель 1 .Однако такое устройство неэффективно для моделирования полей с малыми градиентами.фНаиболее близкой к изобретению является модель, содержащая блок гра-, ничных условий, выход .которого подключен к узлам первой сеточной модели, и вторую сеточную модель2 1. Недостатком известной модели является недостаточная точность моделирования.Цель изобретения - повышение точ. ности моделирования. Указанная цель достигается тем,что в устройство для моделированияфизических полей, содержащее блокграничных условий, выход которогоподключен к граничным узлам первойсеточной модели, и вторую сеточнуюмодель, введен блок операционных усилителей, выходы которого подключеййк соответствующим граничным. узламвторой сеточной модели, входы блокаоперационных усилителей соединенысоответственно с внутренними узламипервой сеточной модели, расположен"ными по контуру исследуемой области. На чертеже представлена блок-схе-ма устройства для моделирования фиэи"ческих полей,Устройство содержит первую сеточ" ную модель 1, граничные узлы 2, контур 3, вторую сеточную модель 4, блок 5 операционных усилителей, операцион" ный усилитель 6, исследуемую областьФормула изобретения Источники информации принятые во внимание при экспертизе1, Николаев Н. С. и др. Аналоговая математическая машина УСМдля решения краевых задач уравнений математической физики. М., Машгиэ, 1962, с. 235-239.2. Волынский Б. А. и Булман В,Н, Модели для решения краевых задач. М физматгиз, 1969, с. 15 ч(прототип). 3 9990 7, базовые точки 8 и 8, блок 9 граничных условий.На сеточной модели 1, по границе, 2 которой заданы граничные условия, выбирают контур 3, который охватывает область 7 искомых перепадов и находится на достаточно близком рассто.янии от него, так что перепады напряжения еще хорошо различимы, Эту область моделируют с помощью отдельной сеточной модели Й. При этом диапазон изменения граничных условий принимают равным диапазону задания граничных условий на границе 2 сеточной модели 1. Граничные условия зада ют таким образом, что максимальному перепаду ставится в соответствие максимально возможное значение напряжения граничных условий. Величина граничных условий для остальных перепадов определяется с помощью прямой про- порцииО = ОьО1 3 1 ЙОм(цд мОкс 1( )1 где О - текущее значение напряжения граничных условийпервого рода;О - .максимальное напряжениедля задания. граничных условий первого рода; .дО - перепад напряжений погранице области;ЬО - максимальный перепад напряжений.Из-за изменения велрины масштабного коэффициента К = " 1,гдейТ перепад физической величины, значения параметров новой сеточной модели будут другими, хотя шаг может оста" ваться таким же, как и на сеточной модели 1, Такой метод моделирования реализует некоторое электрическое растягивание исследуемой области мо-. дели до максимально возможного диапазона граничных условий, При этом увеличенные. перапады напряжения на сеточной модели ч соответствуют тем же перепадам физической величины, которые моделируются областью, ограниченной контуром 3. В предлагаемом устройстве для пропорционального увеличения перепадов напряжения по кон туру 3 используется блок 5 усилителей, коэффициенты передачи усилителей которого устанавливаются в соответствии с вышеизложенным методомО мокс ИО мокс уа 4 В этом случае формула (1) будет иметь вид С выходов усилитей напряжения поступают на граничные точки, сеточной модели 4. Точки, лежащие на контуре 3 и,граничные точки сеточной модели ч находятся во взаимвооднозначном соответствии. Точки 8 и 8 являются баэовыми. Относительно точки 8 на входы усилителей задаются перепады напряжений. Точка 8 соединяется с наименьшим повеличине источником задания граничных условий. Так как в большинстве случаев наименьшее значение напряжения для задания граничных условий равно нулю, то точку 8 можно соединить с шиной нулевого потен-, циала. Граничные условия по контуру 2 сеточной модели 1 задаются блоком 9 граничных условий.Благодаря введенному блоку и новым связям между блоками повысилась точность моделирования. Устройство для моделирования физических полей, содержащее блок граничных условий, выход которого подключенк граничным узлам первой сеточной модели, и вторую сеточную модель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введен блок операционных. усилителей,. выходы которого подключены к соответствующим граничным узлам второй сеточной модели, входы блока операционных усилителей соединены соответственно с внутренними узлами первой сеточной модели, расположенными по контуру исследуемой области.999070 ина нт", г П город, У Составителиппова Техред Редактор Л. ФиЮ е ти ееЗаказ 1158/73ВНИИПИ Гпо дел113035,Тираж сударственно м изобретени Иосква, Ж, И. Дубинина. Гергель Корректор И. 04 Подписное комитета СССРи открытий аушская наб., д. 4/5 Проектная,.4