Устройство для моделирования нелинейных задач теплопроводности

Союз Советск наСоцнапнстнческнаРеспублкк ОП ИСАНИЕ И ЗОБУЕТЕ Н ИЯ и 88182 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(б ) Дополнительное к авт, свнА-ву(22) Заявлено 23.01,80 (21) 2873453/18-24с присоединсннем заявки лй(23) 11 риорнтет(51) М. Кл. С 06 С 7/56 еноуАорстеенный кокнтет ССЕР во денек нэоеретеннй н отнрытнйДата опубликования описания 15 . 1 1.81 Авторобретения Мацеви лем .машиностроения АН Украиской С стит(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИан ало говой едназначеа ач тепло н ие устЦе йстИзобретение относится квычислительной технике и про для решения нелинейных з дпроводности.Известно устррйство для решения задач нестационарной теплопроводности,содержащее реэисторную сетку, конденсаторы, реле, решающий усилитель ь 1Известное устройство не позволяетрешать нелинейные задачи теплопроводностиНаиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для моделированиятеплопроводности, содержащее реэисторную сетку, нелинейный элемент, блокисопряжения, цифровой вычислительныйблок, аналого-цифровой преобразователь, коммутатор, кодоуправляемыйблок задания токов и блок заданияграничных условий 1.2.Недостатком устройства являетсяего сложность,ль изобретения - упрощен 2Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее к-сет ку, каждый внутренний узел которой подключен к входу соответствующего не линейного элемента, содержит по числу узлов В-сетки блоки памяти,интеграторы сумматоры, управляемые резисторы, блоки сравнения, два эталонных резис" тора на каждый узел, два дифференци" альных усилителя на каждый узел, два блока деления на каждый узел, причем каждый внутренний узел к-сетки соединен с входом соответствующего блока памяти, выход которого подключен к первому входу соответствующего сумматора и первому входу соответс.вующего первого блока деления, выход которого соединен с первым входом соответствующего блока сравнения, выход которого через соответствующий интегратор подключен к управляющему входу соответствующего управляемого резистора, первый выход которого соединен с соответствующим внутренним узломР) д 2 ф 1 а ф дЛ 3бф д формула изобретения В-сет ки, с вторым входом соот ветст еующего сумматора и первым входом соответствующего второго блока деления, выход которого подключен ко второму входу соответствующего блока сравне ния, выход сумматора соединен с первым входом соответствующего пер. вого дифференциального усилителя и первым выходом соответствующего первого эталонного резистора, второй выход которого соединен со вторым вы. ходом соответствующего управляемого резистора и вторым входом соответствующего первого дифференциального усилителя, выход которого подключен ко второму входу соответствующего первого блока деления, выход соответствующего нелинейного элемента соединен с первым входом соответствующего второго дифференциального усилителя и с первым выходом соответствующего второго эталонного резистора, второй выход которого подключен к шине нулевого потенциала и второму входу соответствующего второго диф" ференциального усилителя, выход которого соединен со вторым входом соответствующего второго блока деления.Гсли применить к нелинейному урав" нению теплопроводности- Цт) - 1+ - ГХТ) - 1: Ст)рт) ЗТЭ , р)ахак 1 аза подставку Кирхгоффа т Ф(Т) г Т,о или преобразование Шнейдера ф -(т)3то оно преобразуется к виду где 1, с, б - соответственно коэффициенты теплопроводности, объемная теплоемкость и температуропроводность материала;Т - время,В конечно-разностной форме уравнение (4) имеет следующий вид:(ф "1 йБ,Ь 1 О 15 2 о 25 зо 35 4 о 45 50 где )1 и дТ- соответственно пространственный и временной шаги,На чертеже представлена блок-схемаустройства.Устройство состоит из В-сетки 1,блока памяти 2, сумматора 3, управляемого резистора 4, нелинейного элемента 5, эталонных резисторов 6 и 7, дифференциальных усилителей 8 и 9, блоков деления 10 и 11, блока сравнения12 и интегратора 13,Устройство работает следующимобразом.Сигнал, пропорциональный значениюфункции ф в (1-1)-ый момент времени,подается из блока памяти 2 на входсумматора 3, где суммируется с напряжением, поступающим из узловой сетки,пропорциональным значению функции фв Ь)-ый (данный) момент времени,Ток, пропорциональный первомучлену правой части уравнения (5),поступает с выхода сумматора 3 черезэталонный и управляемый резисторы би 4 в узел сетки, из которого ток,пропорциональный второму члену правойчасти уравнения (5), уходит через нелинейный элемент 5 и эталонный резис;тор 7 в "землю".Пропорциональность второго тока коэффициенту г )к)1 , обеспечивается авто) Ф,ьматически соответствующей настройкойнелинейного элемента 5. Для обеспечения пропорциональности этому же коэффициенту первого тока в устройствовведена следящая система, состоящаяиз дифференциальных усилителей 8 и 9,блоков деления 10 и 11, блока сравнения 12 и интегратора 13, которая позволяет в процессе решения автоматически управлять управляемым резистором 4, добиваясь равенства его сопротивления сопротивлению нелинейногоэлемента 5.Использование предлагаемого изобретения дает возможность повыситьбыстродействие и упростить устройство,Устройство для моделирования нелинейных задач теплопроводности, содержащее й-сетку, каждый внутренний узел которой подключен к входу соответствующего нелинейного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно содержит по числу узлов й-сетки блоки памяти, сумматоры, блокисравнения, управляемые резисторы, дваэталонных резистора на каждый узел,интеграторы, два дифференциальныхусилителя на каждый узел, два блокаделения на каждый узел, причем каждыйвнутренний узел В-сетки соединен свходом соответствующего блока памяти,выход которого подключен к первомувходу соответствующего сумматора ипервому входу соответствующего перво- ого блока деления, выход которого соединен с первым входом соответствую-щего блока сравнения, выход которогочерез соответствующий интегратор подключен к управляющему входу соответ- зствующего управляемого резистора, первый выход .которого соединен с соответствующим внутренним узлом й-сетки,с вторым входом соответствующего сумматора и первым входом соответствующего второго блока деления, выход которого подключен ко второму входусоответствующего блока сравнения, выход сумматора соединен с первым входом соответствующего первого дифферен рциального усилителя и первым выходомсоответствующего первого эталонного 82 . 6резистора, второй ьыход которого соединен со вторым выходом соответствую"щего управляемого резистора и вторымвходом соответствующего первого дифференциального усилителя, выход кото"рого подключен ко второму входу соответствующего первого блока деления,выход соответствующего нелинейногоэлемента соединен с первым входомсоответствующего второго дифференци"ального усилителя и с первым выходомсоответствующего второго эталонногорезистора, второй выход которого под"ключен к шине нулевого потенциалаи ко второму входу соответствующеговторого дифференциального усилителя,выход которого соединен со вторымвходом соответствующего второго блокаделения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 174383, кл, 6 06 о С 7156 1965. 2, Авторское свидетельство СССР М 492890 кл. С 06 С 7/56, 1975 (пРо" тотип) .881782 4- У Заказ 99 я,ул. Про лиал ППП "Пате Редактор Н. Ромж ВНИИПИ Го ло дела Э 035, МосСоставитель Л, ТерехоТехред М,Голинка Тирам 748дарственного комитетаизобретений и открытиа, 3-35, Раушская наб ректор И. Кост одписноРМ 5