Управляемый элемент сеточной модели

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 О 9) 111) а) 4 С 06 С 7/46 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРьпий(56) Авторское свидетельство СССРМф 437100, кл. С 06 С 7/48, 1973.Авторское свидетельство СССРМ 323785, кл. С 06 С 7/48, 1971.,(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕМЕНТ СЕТОЧНОЙМОДЕЛИ(57) Изобретение относится к вычислительным устройствам, применяемым для решения дифференциальных уравне.ний в частных производных, в частности, сеточных моделей, Целью изобретения является расширение классарешаемых задач. Для этого элемент,соединяющий узловые точки сеточноймодели, содержит восемь оптронов,соединенных с узловыми точками схемы,с шинами опорного и нулевого потенциалов и с шинами управления проводимостью фоторезисторов оптронов таким образом, что позволяет решать насеточных моделях задачи аниэотропного переноса. 1 ил.висимости от величины тока, протекающего через источник излученияэтого оптрона. Расчет параметровэлементов оптронных пар 1-8 производится на основании критериев подобия,которые получены путем сравненияуравнений, описывающих распределение потенциалов в узловых точках решающего устройства, и исходных диф ференциальных уравнений, приведенныхк разностной формеИзменение узлового потенциала Чв -той узловой точке сеточной модели в соответствии с законом Кирх" 15 гофа описывается следующим уравне- нием К, Й-Ч;)+К (-Ч;)-КЧ, -К Ч,= О (1) К К К,= К,1 где К,К= КК К = К. К +где К и К - проводимости источников излучения соответственно оптронов 2 и 5.Выбирая КК и КК , имеют Кз "-К) и КОсУравнение (1), в котором изменение узлового потенциала Ч; представлено через изменение токов 1,-1, протекающих через источники излучений оптронов 1-4, включенных в д-тую узловую точку сеточной модели, принимает вид где К, = К,(1-Ч, /11 ), К. = К (1-Ч; /П) при этом, полагая БЧ;, можно существенно снизить нелинейность в эадаI (нии коэффициентов К, и К,В качестве оптронов 1-8 применяют 55 ся обычные оптронные пары с линейной характеристикой изменения тока протекающего через резистор, в за 1 126744Изобретение относится к вычислительным устройствам, применяемымдля решения дифференциальных уравнений в частных производных. С помощью таких элементов соединяются.узловые точки сеточной модели, иполученная таким образом вычислительная среда переменной структуры применяется для решения широкого классазадач математической Физики.Цель изобретения - расширениекласса решаемых задач.На чертеже представлена схемаУправляемого элемента сеточноймодели,Элемент для соединения соседнихузловых точек сеточной модели с узловыми потенциалами Ч; и Ч;, имеетсимметричную структуру и содержитвосемь оптронов 1-8, первый 9 и второй 10 выводы элемента для подключения к узловым точкам сеточной модели,шину 11 опорного потенциала, шину 12нулевого потенциала и шины 13-16 управления проводимостью фоторезисторовеПервые выводы фоторезисторов оптронов 1-4 соединены с первым выводомэлемента 9, включенным в узловую точ ку сеточной модели с индексом д, апервые выводы фоторезисторов оптронов5-8 соединены с вторым выводом элемента 10, включенным в узловую точку сеточной модели с индексом 1.+1Вторые выводы Фоторезисторов оптронов1,2,5 и б соединены с шиной опорногопотенциала 11, которая находится подпотенциалом Н, Вторые выводы Фоторезисторов оптронов 3 и 7 подключены,соответственно, через источники из -лучения оптронов 2 и 6 к шине 12нулевого потенциала (Но) . К этой жешине с потенциалом П подключены втоорые выводы фоторезисторов оптронов 4и 8, соответственно, через источники излучения оптронов 5 и 1, Источники излучения оптронов 3,4,7 и 8одним выводом подключены к шине нулевого потенциала. Другие выводыэтих источников излучения подключены к соответствующим шинам 13-16 управления проводимостью фоторезисторов к которым подключены управляющие потенциалы Б. проводимости фоторезисторов оптронов 1-4, которые имеют линейныехарактеристики измененияпроводимости Фоторезисторов в зависимости отизменения величины тока1, протекающего черезисточник излучения этогооптрона, т.е.- передаточная функция оптрона по току. 10+К 1 Б - К 1 Ч - К 1 Ч,= О,8 (В 4) 1 Р 2 З2 1 15 С учетом сделанных замечаний уравнение (2) принимает вид И РК(Ч, - Ч) +К, Ч = О,(3)КП 4 Квф К К Пфесли К П = К П = 1.Допустим, что требуется решитьуравнение переноса вида 25(4) Эч- -+у = О,ах тогда в разностной форме для -тойузловой точки моделируемого пространства имеют ЗО г,к (Ц -ср,) + 1 ср, = О(5)ЯПредполагая подобие узловой моделируемой функции с; и узлового потенциала Ч, и используя соотношение 35 9/Ч = ш, нетрудно определить критерии подобия К, = р /6 х, К Иэ сравнения уравнений (3) и (5) видно, что значения управляющих потенциалов Б и о 4 пропорциональны коэффициенту переноса , а значения управляющих потенциалов Б и У- коэффициенту поглощения или рассеяния среды.Управляемый элемент сеточной мо дели на примере моделирования анизотропного переноса, описываемого уравнением вида (4), работает следующим образом,50 Пространство, в котором моделируется перенос, декомпозируется на .Юподзоны. В каждой из подзон непрерывная функция представляется набором узловьх дискретных значений этой функции. В решающем устройстве в соответствие узловым точкам пространства ставятся узловые точки сеточной модели, Эти уз 3 12 б 7Задание токов 1 и 1 через источники излучений оптронов 3 и 4 производится с помощью управляющих потенциалов П, и Б, 1 = П,К у Я и , проводимостьисточников излучения оптронов 3 и 4,а величины токов 1, и 1 , протекающих через источники излучения оптронов 1 и 2, в силу линейности характеристик пропорциональны токам, 0протекающим через фоторезисторы оптронов 8 и 3 447 4ловые точки соединены между собой ,управляемыми элементами сеточной мо. дели, образуя вычислительную среду переменной структуры, набранную из дискретных элементов. Оптрон 4 имитирует поток энергии, который направлен от -той узловой точки,в которую включен оптрон, Оптрон 1 имитирует приток энергии в эту узловую точку, при этом величина. тока, протекающего через фоторезистор оптрона, равна величине тока, протекающего через источник излучения оптрона 1 и через фотореэистор оптрона 8Оптрон 3 имитирует поток энергии, выходящий из узловой точки, а оптрон 2 - обратное рассеяние этого потока в ту же узловую точку, Значения управляющих потенциалов П, и П задаются в соответствии с вектором направленности переноса энергии: Б, - определяет величину и вероятность переноса энергии вправо от узла , Б - в обратном направлении, Значения управляющих потенциалов Б и Б определяют величину и вероятность обратного рассеяния в узловые точки.Таким образом, введение управляемого элемента позволяет увеличить класс решаемых уравнений на сеточных моделях и решать задачи анизотропного переноса, решение которых на известных сеточных моделях невозможно.Формула изобретенияУправляемый элемент сеточной модели, содержащий первый оптрон, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него дополнительно введены семь оптронов, причем первые выводы фоторезисторов первого, второго, третьего и четвертого оптронов соединены и образуют первый вывод элемента, первые выводы фоторезисторов пятого, шестого, седьмого и восьмого оптронов соединены и образуют второй вывод элемента, вторые выводы фото- резисторов первого, второго, пятого и шестого оптронов соединены с шиной опорного потенциала, вторые выводы фоторезисторов третьего и седьмого оптронов подключены соответственно через источники излучения второго и шестого оптронов к шине нулевого потенциала, вторые выходы фото- резисторов четвертого и восьмого оп1267447 тронов подключены к шине нулевого погенциала через источники излученияпятого и первого оптронов соответственно, первые выводы источников излучения третьего четвертого, седьмого и восьмого оптронов подключены Составитель Г, Зелинскийедактор И, Касарда Техред И.Попович Корректор Л, Патай,исное аж 671енного комиттений и откр35, Раушская ПоСР етаытийнаб де олиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 роизводстве аз 5779/49 Ти ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж к шине нулевого потенциала, а вторыевыводы источников излучения третьего,четвертого, седьмого и восьмого оптронов подключены к соответствующимшинам управления проводимостью фото.резисторов,