Устройство для решения краевых задач теории поля
Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано для решения задач теории поля со сложными областями произвольной конфигурации. Цель изобретения - повышение точности моделирования. Устройство содержит блок задания начальных и граничных условий, R -сетки, блоки повторителей , блоки масштабных усилителей, когмутаторы и регистры памяти. Устройство позволяет коммутировать области произвольной конфигурации и повысить точность при решении задач теории поля. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 G 06 G 7 46
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3862632/24-24 (22) 01.03.85 (46) 23.10.86. Бюл. ¹ 39 (72) В.А.Мирошкин, Э.С.Козлов, З.А.Голенкова, А.П.Спалвинь и К.M.Aêñåíoâ (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 661566, кл. G 06 G 7/46, 1977.
Авторское свидетельство СССР № 999070, кл. G 06 G 7/46, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ КРАЕВЫХ
ЗАДАЧ ТЕОРИИ ПОЛЯ (57) Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано для решения задач теории поля со сложными областями произвольной конфигурации.
Цель изобретения — повышение точности моделирования. Устройство содержит блок задания начальных и граничных условий, R -сетки, блоки повторителей, блоки масштабных усилителей, ко".мутаторы и регистры памяти. Устройство позволяет коммутировать об— ласти произвольной конфигурации и повысить точность при решении задач теории поля. 2 ил.
1265813
Изобретение относится к аналогоцифровой вычислительной технике и может быть использовано для решения задач теории поля со сложными областями произвольной конфигурации. 5
Изобретение может быть использовано при исследовании физических полей с большим диапазоном изменения ее парамтров.
Цель изобретения — повьппение точно сти моде лир о в а ния .
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — фрагмент коммутации узлов 1 -сеток 2, поясняющая работу устройства.
Устройство содержит блок 1 задания начальных и граничных условий, первую R -сетку 2,, вторую R -сетку 2, первый 3, второй 4, третий
5 и четвертый 6 блоки повторителей, первый 7, второй 8,третий 9 и четвертьпЪ 10 блоки масштабных усилителей, первый 11 и второй 12 регистры памяти, первый 13 и второй 14 ком- 25 мутаторы.
Блоки 3-6 повторителей содержат повторители 15. Блоки 7-10 масштабных усилителей содержат масштабные .усилители 16. Коммутаторы 13 и 14 со30 держат ключи 17.
Устройство работает следующим образом.
Краевая задача для уравнений Лапласа приводится методом сеток к системе конечно-разностных уравнений 35
ДХ=Ь. Область решения краевой задачи произвольной формы разбивается на ряд прямоугольных фрагментов. Размеры фрагментов в сеточных узлах выбираются равными размерам секций сопротивлений, а число фрагментов берется равным числу секций так, чтобы каждый фрагмент области моделировался соответствующей секцией сетки. Коммутация секций сетки сопро- 5 тивлений в единую область моделирования осуществляется следующим образом.
Для каждой секции сетки присваивается определенный номер и определяется для каждой секции сетки номера соседних справа и слева секций сетки по координате К . Номера секций сетки записываются в регистр 11 памяти для включения соответствующих 55 ключей между секциями коммутатора
13 граничных проводимостей по координате 1 . Аналогично определяются для каждой секции номера соседних сверху и снизу секций сетки по координате и заносятся в регистр 12 памяти гля включения ключей коммутатора 14 граничных проводимостей по координате y . Если размеры секции сетки сопротивлений по координате Х равны р узловым точкам,а размеры секции сетки по координате и равны а узловым точкам,то для соединения каждой секции с соседями справа и слева по координате х одновременно включаются 2 р ключей, а соседними секциями сверху и снизу по координате — 2 g ключей.
На фиг. 2 показана цепь коммутации двух граничных узловых точек секций сетки сопротивления. В каждой цепи граничной проводимости последовательно включены масштабный усилитель 16 блока 9, ключ 17 на
МОП вЂ” транзисторах и повторитель 15 блока 3. Масштабный усилитель 16, расположенный в непосредственной близости от узловой точки, обеспечивает высокую помехозащищенность цепи коммутации, изменение масштаба по напряжению при передаче потенциала узловой точки одной секции сетки к другой, а также развязку узловой точки от обратных токов ключей коммутатора 13. Повторитель 15 блока
3 исключает влияние сопротивления замкнутого ключа на распределение потенциалов в граничной узловой точке, а также обеспечивает высокую помехозащищенность выходов коммутатора 13.
Матрица А системы конечно-разностных уравнений АХ=В моделируется секциями сетки сопротивлений, связанных областью моделирования произвольной формы, коммутаторами 13 и 14 граничных проводимостей. Матрица и правой части моделируется источниками тока и напряжения блока 1 задания начальных и граничных условий. Для каждого -го фрагмента области определяется величина максимального значения коэффициента a „ мат1 макс рицы A и максимальное значение величины правой части Ь, .. Исходя макс иэ максимальной величины набираемой .проводимости сетки ) „акс и зададаемого тока 1 „ „ для каждой секции определяются локальные масштабы по проводимостям 0п = )»«/О; „„,„ и по току
1265813
H -а. ! макс -0; MQKc ) где .JU, — локальный масштаб по напt ряжению, при этом 0м
= Py //II
М;„, — максимальное значение искомого решения.
Если масштабы по напряжению jest tв двух смежных секциях сетки 1 и i + 1 выбираются неравными, то в масштабных усилителях 16 блока 9 задается коэффициент передачи
P t+t R г для передачи потенциалов секции сетки сопротивлений на выход граничных проводимостей 1 + 1 секции сетки.
Для передачи потенциалов i + 1 секции на выход граничных проводимостей секции коэффициент передачи задается равным
Р u, К2= /К» =
Рu„„„
Для использования распределения потенциалов на сетке сопротивлений в качестве искомого решения необходимо коды потенциалов каждой секции умножить на локальный поправочный коэффициент
oetttt
) и;
45 где ы — общий для всей сетки
Гм оюц
9 масштаб по напряжению.
Полученное аналоговое решение может быть использовано как окончательное
50 решение системы конечно-разностных уравнений или может быть использовано в качестве начального приближения для итерационного процесса уточнения решения на ЭВИ.
Таким образом, введение новых связей и дополнительных блоков для
Рассчитываются и задаются в секциях сетки величины проводимости
IUD 0 и величины токов Т = 9 .. 4 5 а в блоке 1 гр ничных и начальных условий. В узловых точках секций сетки сопротивлений получается распределение потенциалов, максимальное значение которого равно коммутации секций сетки в область моделирования произвольной формы, а также введение блоков развязывающих повторителей и масштабных усилителей позволяют повысить точность моделирования системы конечно-разностных уравнений. формула изобретения
Устройство для решения краевых задач теории поля, содержащее первый и второй блоки масштабных усилителей, блок задания начальных и граничных условий, первый и второй выходы которого соединены с первой группой граничных узлов соответственно первой и aTopoH R -сеток, группа центральных узлов первой 1 -сетки подключена к группам входов первого и второго блоков масштабных усилителей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности,в него введены первый и второй регистры памяти, первый и второй коммутаторы, третий и четвертый блоки масштабных усилителей и четыре блока повторителей, причем выходы первого и второго регистров памяти соединены с управляющими входами соответственно первого и второго коммутаторов, группы выходов первого и второго блоков масштабнык усилителей подключены к первым группам информационных входов соответственно первого и второго коммутаторов, вторые группы информационных входов которых соединены с группами выходов соответственно третьего и четвертого блоков масштабных усилителей, группы входов кото рых подключены к группе центральных узлов второй R -сетки, группы выходов первого и второго блоков повторителей соединены соответственно с второй и третьей группами граничных узлов первой R -сетки, группы выходов третьего и четвертого блоков повторителей подключены соответственно к второй и третьей группам граничных узлов второй R -сетки, первая и вторая группы выходов первого коммутатора соединены с группой входов соответственно первого и третьего блоков повторителей, первая и вторая группы выходов второго коммутатора подключены к группе входов соответственно второго и четвертого блоков повторите,.лей.
1265813
Составитель В.Рыбин
Редактор А.Ворович Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко
Заказ 5668/49 Тираж 671 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
