Устройство для задания граничных условий

ОП ИСАКИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ Союз Советски иСоцнапнстнчесиниРеспубпнн(22) Заявлено Оч.10.80 (2 ) 2989618/18-21 т 0 06 6 7/48 с присоединениемзаявки Гаоударотиеииый комитет СССР ио делан изовретеиий и открытийОпубликовано 30.01.82, Биялетень16 Дата опубликования описания 30, Ои .82(72) Авторы изобретения Институт проблем иешиностроения йй укреинской ббр(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙИзобретение относится к аналого-цифцифровой вычислительной технике и предназначено для задания переменных во времени граничных условий при решении задач теплопроводности на гибридных и аналоговых вычислительных5 машинах.Известны устройства для моделирования граничных условий, в которых задание граничных условий осуществля 1 О ется с помощью аналоговых функциональных преобразователей, представляющих собой довольно сложные устройства 111.Наиболее близким по технической1 б сущности к предлагаемому является устройство, содержащее регистры, преобразователи цифра-аналог, генератор, импульсов, счетчик циклов обращений, цифровой накопитель и резисторную20 сетку 2.Данное устройство преднвзначено для задания переменных во времени граничных условий, причем -в накопителе ( блоке памяти) запоминаются амплитудные значения функций для .каждого временного шага, т.е. реализуется принцип кусочно-ступенчатой аппроксимации, что приводит к усложнению устройства, Кроме того, задание в каналы граничных условий осуществляется последовательно,что существенно увеличивает время решения задачи.Цель изобретения - упрощение схе" мы устройства и повышение его быстродействия.Для достижения указанной цели в устройство для задания граничных условий, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика временных шагов, адресный регистр, выход которого сое" динен с входами блоков памяти, циф" роаналоговые преобразователи, выходы которых соединены с соотвгтствующи"ми граничными узлами резисторной сетки, дополнительно введены дешиф"924725 3ратор и блоки сложения, причем вы"ход счетчика временных шагов черездешифратор соединен с входом адресного регистра, а выходы блоковпамяти соответственно соединены свходами соответствующих блоков сложения, выходы которых соединены свходами соответствующих блоков сложения, выходы которых соединены свходами соответствующих цифроаналоговых преобразователей.Каждый блок сложения содержитсумматор, регистр суммы и регистрслагаемого, причем первый вход сумматора является входом блока, авыход сумматора соединен с входомрегистра суммы, выход которого является выходом блока и через регистрслагаемого соединен с вторым входомсумматора.На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг,2 - кусочно-линейная аппроксимация функции.Устройство содержит генератор1 импульсов, резисторную сетку 2,счетчик 3 временных шагов, дешифратор 4, адресный регистр 5, блоки6 памяти, блоки 7 сложения, каждыйиз которых состоит из сумматора 8,регистра 9 суммы, регистры 10 слагаемого, цифроаналоговые преобразователи (кодоуправляемые источникинапряжения) 11,В устройстве для задания граничных условий используется, кусочнолинейная аппроксимация,Для того, цтобы упростить описание алгоритма работы устройстварассмотрим конкретный случайфункцию, аппроксимированную тремяотрезками (фиг.2). Учитывая, что ар,гументом является времяС =а,Ь, О Я: С=а+Ь, ( С=аЬ, ь. Коэффициенты а - - 6 ( Ц и а =0 ( совпадают со значениями функции Р. в этих точках, В качестве аппроксимируемой функции Г могут быть зависимости коэффициентов теплообмена 0. - для граничных условийрода, температуры среды Т фдля граничных условий 1 и В рода и теплового потока ц для граничных условийоода. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4Для параллельного задания границных условий во все граничные точки,указанные зависимости аппроксимируютодинаковым количеством отрезков дляравных временных интервалов, которыесостоят из целого числа временныхшагов ь.В блоки 6 памяти записываются величины приращения функций для 1-гоинтервала времени Ь 1 л, а в регистрыслагаемых 10 - значения граничныхусловий при =О, т,е. ао.Дешифратор 4 осуществляет переходк следующему временному интервалупутем преобразования текущего номера временного шага, записанного насчетцик 3, в номер временного интервалакоторый и является адресомприращения Ь; для данного интервала.Устройство работает следующим образом,Запускается генератор 1. С приходом на счетчик 3 первого импульсав регистре 5 с помощью дешифратора4 происходит формирование адресаприращения для первого временногоинтервала. Этот адрес подается наадресные входы блоков 6 памяти, врезультате чего коды приращений поступают с выходов блоков 6 памятина первые входы сумматоров 8, которые складывает их с кодами нацальных граничных условий аО, поступившими с регистров 10 слагаемого.На выходе сумматоров 8 Формируютсязначения функций для первого временного шага (например, аЬ ь;фиг.2, точка А), которые запоминаются на регистрах 9 суммы, Информацияо граничных условиях поступает свыходов регистров 9 на входы соответствующих преобразователей 11, гдеона преобразуется в аналоговую форму и поступает в граничные узлы сетки 2, а также в регистры 10, где оназапоминается до следующего временного шага,С приходом второго импульса происходит формирование значений границных условий для второго временного шага первого временного интервала. Так будет продолжаться дотех пор, пока номер текущего временного шага не достигнет числа,характеризующего количество шаговв первом временном интервале. Дляданного случая (фиг.2) это числоравно 4,5 92После достижения указанного числа, с приходом следующего импульса на счетчик 3 дешифратор 4 Формирует адрес второго приращения ЬаС и блоки 6 памяти выдают приращение на сумматоры 8, в которых происходит Формирование значений граничных условий для первого шага второго временного интервала и т.д,Формирование граничных условий на следующих временных интервалах происходит аналогичным образом.Таким образом, выполнение устройства в соответствии с изобретением позволяет при решении задач теории поля значительно сократить как время решения задачи, так и стоимость блока задания граничных условий.Формула изобретения1. Устройство для задания граничных условий, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика временных шагов, .адресный регистр, выход которого соединен с входами блоков памяти, цифроаналоговые преобразователи, выходы 725 6которых соединены с соответствующимиграничными узлами резисторной сетки,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения устройства и повышения быстродействия, в него дополнительно введены дешифратор и блокисложения, причем выход счетчика временных шагов через дешифратор соединен с входом адресного регистра, а10 выходы блоков памяти соответственносоединены с входами соответствующихблоков сложения, выходы которых сое"динены с входами соответствующихцифроаналоговых преобразователей.15 2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, каждыйблок сложения содержит сумматор, регистр суммы и регистр слагаемого,причем первый вход сумматора являет 20 ся входом блока, а выход сумматорасоединен с входом регистра суммы,выход которого является выходомблока и через регистр слагаемогосоединен с вторым входом сумматора,25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 239675, кл. 6 06 6 7/й 8, 1967.2Авторское свидетельство СССРзо И 221957, кл. О 06 С 7/8, 196692725 г.г 2821/68 Тираж 732 ПодВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д.1/5 писно лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектнав,йСоставитель И.Лебедевдактор В.Пилипенко Техред Е. Харитончик Корректор Г.Решетни